Celestia 模块化热潮：Polkadot 是模块化区块链吗？

作者：PolkaWorld

Celestia 的上线引起了行业的大量关注，也带动了 “模块化区块链” 的热潮。最近，NEAR 区块链也宣布将推出 NEAR DA 数据可用性层，进军模块化区块链领域。

那么最近兴起的 “模块化区块链” 究竟是什么？Polkadot 是模块化区块链吗？两者有什么区别？

Celestia 等 “模块化区块链” 是什么？

这里我们讨论的 “模块化区块链”，是指 Celestia、Avail、EigenDA 等，以太坊生态语境下的模块化区块链。

与 “模块化区块链” 对应的概念是 “单体区块链”。

区块链的核心职责一般分为四个部分：

• 执行：支持交易的执行并实现与智能合约的部署和交互。

• 数据可用性：保证交易数据的可用性。

• 共识：准许交易的内容和顺序。

• 结算：用于完成交易、解决争议、验证证明以及在不同执行层之间进行桥接。

在单体区块链中，这些职责全部由一条链来完成，例如比特币、以太坊都是单体区块链的代表。但这带来了一个问题，就是可扩展性较差、费用较高。

单体链上的交易流程，来源：Euromoney

于是模块化区块链的概念应运而生，它的核心思想就是将不同的职责分离出来，外包给专门的独立层（模块），从而让主链的可扩展性更高、费用更低。

单体区块链和模块化区块链的对比，来源：Celestia

例如 ZK Rollup、Optimistic Rollup 等是将执行层外包，而 Celestia 和 Avail 等则是将数据可用性（DA）层外包。

除了外部的解决方案以外，以太坊自身其实也在通过 Proto-Danksharding 技术（EIP-4844）来寻求提高可扩展性。

总结一下，在以太坊生态的语境中，“模块化区块链” 是一种为了提高以太坊可扩展性而诞生的技术方案。它将区块链的执行层、数据可用性层等分离，构成不同的 “模块”。

Polkadot 是模块化区块链吗？

我们在 Polkadot 中也经常听到 “模块化区块链” 的概念，但这和上面所说的模块化不太一样。

Polkadot 是一个异构的多链系统，由一条中继链和多条异构平行链组成。中继链负责维持整个网络的共识和安全，而平行链可以专注于各自的应用和性能。平行链之间可以通过 XCM 实现跨链的数据传输和互操作。

Polkadot 架构，来源：mercuryo

因此，Polkadot 可以实现水平的可扩展性，即随着平行链的增加，网络的吞吐量也会增加。正在开发的异步支持技术，可以进一步提高可扩展性，让波卡的平行链出块时间可以达到 6 秒，可以支持上千条平行链。

也就是说，波卡通过多链（或者叫分片）的架构，已经很大程度上解决了可扩展性的瓶颈，这也是为什么我们在 Polkadot 生态中很少讨论 Rollup、DA 层等提高可扩展性的方案的原因。

但是波卡确实是模块化区块链的先驱。

波卡的架构就是模块化的

从上面的描述其实不难看出，波卡的架构本身就体现了模块化的思想。

中继链负责安全和共识，每条平行链可以专注于构建自己擅长的方面，例如 KILT 平行链专注于身份，HydraDX 平行链专注于 DEX，每个平行链其实都是一个模块。生态中的平行链可以通过发送跨链消息（XCM）来与其他平行链交互，去使用其他平行链（模块）提供的功能。

波卡还在进行 “最小化中继” 的计划，将中继链的部分功能剥离，下放到多条 “系统平行链” 中，从而给中继链减负，让中继链能够更好地专注于共识和安全性。目前，波卡已经将资产、链上集体的功能放到系统平行链上，未来还将把治理、质押、转账等功能也放到系统平行链中。在这里，每条系统平行链就是一个区块链中的 “模块”，最小化中继就是通过模块化来提高波卡区块链的可扩展性。

模块化的区块链开发框架：Substrate

Polkadot 的 Substrate 框架，是一个用于开发区块链的模块化开源框架，它提供了高度灵活和可定制的模块，让开发者可以根据自己的需求设计区块链的运行逻辑。

Substrate 中的模块叫做 Pallet，它们是一些预定义的功能模块。所以，Substrate 就像一个 “区块链乐高”，让开发者就可以利用现有的模块，快速搭建一条符合自身需求的区块链，大大降低了区块链的开发门槛。开发者也可以开发自己的 Pallet，方便其他链快速集成。

下图列出了 Substrate 框架包含的一些 Pallet：

Substrate Pallets（模块），来源：Substrate 文档

还有更多的 Pallet 提供了各种丰富的功能，而且 Pallet 的数量也在不断增加，可以在此查看最新的 Pallet：https://docs.substrate.io/reference/frame-pallets/。

最近，Parity 将 Substrate 和 Polkadot、Cumulus 代码库进行了合并，组成了 Polkadot SDK。Polkadot SDK 是一种用于开发 Polkadot 网络的区块链软件开发工具包，它可以让开发者轻松地创建自己的平行链，从而实现区块链的创新和定制。

那么 Polkadot 可能推出 DA 层吗？

理论上说，Polkadot 也可以把数据可用性解耦出来，作为 DA 层来单独提供，从而扩展更大的市场。不过这需要 Polkadot 的社区和开发者共同讨论和决定，在波卡论坛中一些社区成员已经对此进行了热烈的讨论：

https://forum.polkadot.network/t/polkadot-da-vs-competition/3403/26。

另外，也可以利用 Polkadot SDK 的模块化开发优势，来开发一条数据可用性区块链。实际上，已经有人在这样做了。Polygon 的数据可用性区块链 Avail 项目就是使用 Polkadot 的 Substrate 框架开发的，并且使用了与 Polkadot 相同的 GRANDMA + BABE 共识。

总结

模块化区块链是一种将区块链的不同职责分离出来，交由专门的独立模块来完成的技术方案，它是区块链技术演进的一个重要方向。

在以太坊生态中，模块化区块链主要是针对以太坊的可扩展性问题而提出的，例如 Celestia、Avail 等。

在 Polkadot 生态中，模块化区块链则是波卡的本质特征，波卡通过多链的架构，以及模块化的开发框架 Substrate，实现了区块链的创新和定制。