區塊鏈 101：什麼是模組化區塊鏈？

本文將以三個不同的階段來說明模組化區塊鏈，滿足各種學習和理解需求。

入門：模組化區塊鏈的本質

建立區塊鏈的最初方法是「單體」的。單體區塊鏈需執行所有必要的功能（例如：比特幣、以太坊和許多其他的 Layer 1）。然而，這種設計面臨著重大的可擴展性挑戰。模組化區塊鏈則透過分離各種功能，提供了一種解決方案，允許每個專用層處理特定的任務。這種模組化方法提供了幾個關鍵價值：

● 可擴展性：透過並行處理，模組化區塊鏈可以處理更大的交易量，進而降低費用並提高效率。

● 靈活性：獨立升級和可自訂層，允許開發人員針對速度、安全性和其他因素進行最佳化。

● 安全性：針對每一層量身打造的專用安全措施，增強了系統的整體安全性。

● 互通性：模組化區塊鏈旨在支援跨鏈通訊，促進順暢的跨網路數據和資產傳輸。

中階：單體區塊鏈和模組化解決方案的興起

區塊鏈研究人員長期以來一直致力於建立一個最佳系統，希望能夠透過單一或是緊密耦合的鏈，來容納網路上的所有用戶。在這種方法中，單體區塊鏈需負責所有功能（處理交易、驗證其正確性並達成共識），同時也面臨了可擴展性挑戰。對硬體的要求很高，這意味著增加交易處理量需要為節點提供更強大的硬體，而建立安全驗證器集和維護共識網路需要高額費用。此外，應用程式必須符合區塊鏈預定的規則，因此限制了靈活性和適應性。

這些挑戰推動了模組化區塊鏈的發展。透過將區塊鏈分為多個專用層，每個專用層都針對特定任務進行最佳化，模組化區塊鏈提供了更具可擴展性和更有效率的解決方案。這種方法允許跨多個鏈各司其職，解決單體設計的侷限性，並能夠建立更佳、獨立、可擴展和安全的區塊鏈系統。

進階：深入探討模組化區塊鏈

隨著區塊鏈生態系的發展，模組化區塊鏈作為尖端解決方案出現，解決了整體設計的限制，進而大幅改善了可擴展性、靈活性、安全性和互通性。然而，它們也帶來了新的挑戰，必須有效應對這些挑戰才能充分發揮其潛力。我們將在此探討模組化區塊鏈的主要優點，以及需要解決的問題。

模組化區塊鏈的優點

在本段落中，我們將探討模組化區塊鏈為何比原本的單體設計具有更高的品質。以下是模組化區塊鏈的幾個主要優點：

方面	單體區塊鏈	模組化區塊鏈
可擴展性	受單一層處理能力限制	透過專用層中的平行處理進行增強
靈活性	複雜、升級緩慢；應用程式的靈活性有限	獨立、升級更快；可自訂專用層
安全性	單點故障；廣泛的安全措施	每層客製化的安全性；減少攻擊漏洞
互通性	有限且複雜的跨鏈互動	專為順暢跨鏈通訊而設計
成本效益	更高的硬體和運行成本	優化資源利用率；降低運行成本

可擴充性和效能

在單體區塊鏈中，所有任務都在單一層內處理，進而限制了交易吞吐量，並使帳本管理變得越來越困難。另一方面，模組化區塊鏈將任務分為不同的層，從而實現平行處理，並大幅提高每秒交易（TPS）吞吐量。數據可用性層負責處理儲存和可存取性，減輕了單一節點的負擔，並實現高效的可擴展性。

靈活性和適應性

升級單體區塊鏈既複雜又耗時，需要大量測試並伴隨著重大風險。應用程式必須符合區塊鏈預定的規則，限制了靈活性。相較之下，模組化區塊鏈允許各個層獨立升級，而不會破壞整個系統，使改進方案變得更容易實施。開發人員可以選擇並組合最適合其需求的層，針對特定用例進行最佳化。

安全性

單體區塊鏈必須實施涵蓋所有功能的安全措施，讓最佳化變得難以實現。處理所有功能的單一層可能會發生單點故障。然而，模組化區塊鏈允許每個層採用針對性的安全措施，進而提高整體安全性。將功能分佈在多個層上可以減少攻擊漏洞，而被攻擊的層不一定會影響整個系統。

互通性和可組合性

單體區塊鏈的互動性有限且複雜，使得建立跨區塊鏈應用程式具有挑戰性。模組化區塊鏈透過設計支援互通性，實現了順暢的跨網路數據和資產轉移。這有助於建立可組合的生態系，其中不同的層和應用程式可進行順暢互動。

成本效益

單體區塊鏈對硬體需求更高，會導致運行成本增加。有限的處理能力和區塊空間競爭，可能會導致交易費用飆升。模組化區塊鏈透過分配任務、降低整體成本和增加吞吐量來優化資源利用，有助於降低交易費用。

未來的挑戰

儘管模組化區塊鏈具有眾多優勢，但要廣泛採用並取得成功，也面臨一些需要解決的挑戰，包括安全性和複雜性問題。

1. 安全性：

● 漏洞點：雖然模組化區塊鏈將功能分佈在多個層上，但它們也帶來了新的漏洞點，尤其是在連結不同層的介面和橋接處。數據或資產在各層或系統之間傳輸的每個點都可能被攻擊者利用。

● 跨鏈橋攻擊：橋接器能夠實現不同區塊鏈網路之間的互通性，一直是駭客的常見目標。Solana-Ethereum Wormhole 和 Axie Infinity Ronin 跨鏈橋攻擊等備受矚目的事件，都造成了重大損失。這些攻擊利用了橋接協議中的漏洞，凸顯了對更強大的安全措施的需求。

● 跨層安全性協調：要確保安全協議在模組化區塊鏈的所有層上一致、有效地實施，是一項具有挑戰性的工作。每個層可能都有自己的安全機制，協調這些機制以提供統一的防禦，需要詳盡的設計以及持續的維護。

2. 複雜性

● 後端複雜性：在模組化系統中建立信任並確保數據可用性，涉及單體結構中不必要的複雜機制。例如，確保數據在多個分片或層中一致可用，需要複雜的協調和驗證過程，例如隨機取樣和加密證明。這種複雜性會增加​​錯誤和漏洞的風險。

● 前端複雜性：對於末端用戶來說，與模組化區塊鏈系統的互動可能比單體區塊鏈系統更加複雜。用戶可能需要使用多個介面並簽署多筆交易，每筆交易都對應於模組化系統的不同層或功能。這種額外的複雜性可能會帶來可用性挑戰，並增加用戶操作錯誤的風險。

● 整合和互通性：雖然模組化區塊鏈是為了互通性而設計的，但實現不同層和外部系統之間的無縫整合仍然是一項技術挑戰。確保不同模組高效協作而不發生延遲或安全漏洞，需要先進的工程技術和嚴格的測試。

總結

模組化區塊鏈透過提供更好的可擴展性、靈活性、安全性、互通性和成本效益，與單體設計相比是為重大進步；然而，要廣泛採用模組化區塊鏈架構並取得成功，解決安全性和複雜性的挑戰仍然十分關鍵。確保所有介面和橋的穩健安全性、簡化用戶互動以及實現不同層之間的無縫整合，是模組化區塊鏈未來發展的重點舉措。隨著區塊鏈生態系的不斷發展，模組化區塊鏈為去中心化應用程式和系統帶來了更具可擴展性、安全性和適應性的未來。