由Felipe Argento和Brandon J. Isaacson

區塊鏈技術棧的任務是提供幾個關鍵功能。直到相對最近，這些功能都是由像以太坊這樣的獨立L1區塊鏈執行的。這種設置被稱爲單一式區塊鏈，不太容易擴展。

像Rollup這樣的擴展解決方案是從L1中卸載一些責任的良好方法，同時保持大致相同的安全保證。一種越來越受歡迎的Rollup類型——專用應用Rollup——正在發展，有望擴展計算能力並推動Web3中的創新浪潮。

簡單來看，可擴展性問題

要理解爲什么單一式區塊鏈難以擴展，我們需要深入探討一下。當一個鏈負責處理所有功能——共識、數據可用性和執行時，需要調用一組節點來驗證每個DApp和網絡中的每個用戶的每個操作。這可能會迅速使系統超負荷。

隨着使用量的增加，DApps和用戶开始競相爭奪鏈的有限區塊空間，這變成了一種難以管理的稀缺資源。其結果是，無法贏得區塊空間競標战的DApps和用戶被排除在參與之外。

這種單一式設置最終會導致高昂的費用，並爲項目和用戶設立日益增長的入門障礙。例如，現在，一個熱門的NFT鑄造或備受期待的空投仍然可以使以太坊網絡對幾乎所有其他人不可用。

“共享”Rollup方法

爲了解決一些擴展性問題，以太坊在2020年底轉向了以Rollup爲中心的路线圖。

Rollup是一種將重要功能委派給在基礎鏈外運行的系統的方法。然後，它們通過使用欺詐證明和有效性證明等密碼技術來整合結果並將其添加到基礎區塊鏈上。

以Rollup爲中心的路徑根植於這樣一個思想，即以太坊的可擴展性約束可以分解爲兩個不同的問題：數據可擴展性和計算可擴展性。簡而言之，這意味着區塊鏈的使用可以受到兩個基本問題的限制：它可以存儲多少數據以及它可以處理多少任務。

如果我們將以太坊視爲一個巨大的共享計算機，那么以太坊將其重點放在了提升區塊可以容納多少數據（將其視爲“升級硬盤”），同時將計算可擴展性（“升級處理器”）委派給Rollup項目。

第一波Rollup採用的主要浪潮始於2021年。Layer 2（L2）項目的推出，如Arbitrum和Optimism，是基於“共享”Rollup架構的。這些項目的Rollup是“共享”的，因爲協議上的每個DApp與部署在相同L2上的其他DApp共享一個Rollup內的空間。

理論上，部署在共享Rollup上的DApp可以在L2不如底層L1擁擠時享受計算能力的提升。但有一個問題。由於每個DApp在同一個Rollup內共享空間，仍然存在在L2驗證者的處理能力方面的競爭。

正如在單一式區塊鏈中的情況一樣，共享Rollup的高使用期可以導致L2費用飆升到不可預測的水平。最終，一旦共享Rollup足夠受歡迎，它將受到與單一設計所提出的擁擠和成本動態相同的威脅。

“共享”Rollup方法將我們帶回到原點，盡管有一些緩衝時間。

應用鏈的到來

在尋求最大可擴展性、可定制性和費用可預測性時，包括Cartesi在內的項目开始超越共享Rollup架構。他們發現，構建在專用應用Rollup（通常稱爲應用鏈）上可以爲計算可擴展性帶來更好的結果。

與共享Rollup類似，專用應用Rollup充當離鏈執行層，繼承了以太坊基礎層的安全性和審查保證。但現在，每個DApp都有自己專用的Rollup來處理離鏈任務，而不是共享在單個Rollup內的空間。

這種設置不僅解決了應用之間競價战的問題，還在計算可擴展性方面提供了顯著的增益。每個DApp現在可以從完全不共享的計算能力中受益。與競爭爭奪驗證者計算能力的零和遊戲不同，每個DApp可以擁有自己的高性能Rollup鏈。

這些計算能力的增益以一種非常有意義的方式爲开發人員打开了設計空間。部署在專用應用Rollup上的DApp現在可以更接近傳統軟件應用程序，具有更好的可編程性、成本效率、費用可預測性和用戶體驗。

前進：創新的錐形

以太坊以Rollup爲中心的愿景需要集體努力。就以太坊而言，它在路线圖上有幾個傾向於擴展數據可用性的倡議，如EIP4844和分片。

但爲了使Web3充分發揮其創新潛力，Rollup項目必須繼續推動分散計算的邊界。下面的圖表幫助我們可視化數據和計算一起擴展如何爲以前不可能的分散應用鋪平道路：

由Cartesi核心貢獻者創建的Web3創新錐體

在x軸上，我們可以看到隨着EIP4844和分片的實施，數據可用性得到改善。在y軸上，隨着從單一式L1區塊鏈到共享Rollup再到專用應用Rollup的發展，計算容量不斷擴大。

圖表上的藍色區域是我們可以稱之爲Web3的創新錐體。隨着在兩個維度上的擴展，更復雜的DApp變得可能。相比之下，錐體外的灰色區域顯示了當數據可用性和計算不能同時擴展時會發生什么情況。

（圖中的應用及其在錐體內的位置不應被視爲定論。相反，該圖旨在提供有關分散應用不斷擴展的前景的直觀展望。）

主要的要點是，在沒有計算容量的同時增加數據可用性以及反之亦然的情況下，無法充分利用數據可用性的提升。兩者需要共同增長。

專用應用Rollup是增強以太坊網絡處理能力的主要解決方案。

Felipe Argento是Cartesi Foundation的顧問，專注於Layer 2研究和應用。Felipe於2018年加入Cartesi項目，領導了一支區塊鏈工程師團隊，並爲Cartesi Rollups的架構、設計和鏈上實現做出了顯著貢獻。在加入Cartesi之前，Felipe是一名軟件工程師，專注於與巴西能源公司合作的清潔能源、碳信用和能源期貨的區塊鏈應用。Felipe會講葡萄牙語和英語。

Brandon J. Isaacson是Cartesi Foundation的律師和董事會成員。在加入Cartesi項目之前，Brandon曾是Latham & Watkins的律師，專門從事證券和監管領域，然後成立了自己的律師事務所。在過去的十年裏，Brandon代表客戶處理了監管調查、執法程序以及證券和ICO訴訟，還就與新興技術推出相關的監管問題向初創公司提供建議。

關於 Cartesi

Cartesi 是一種特定於應用程序的匯總協議，具有運行 Linux 發行版的虛擬機，爲 DApp 开發人員創造了更豐富、更廣泛的設計空間。

 Cartesi Rollups 提供模塊化擴展解決方案，可部署爲 L2、L3 或主權 Rollups，同時保持強大的基礎層安全保證。

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