Модульные блокчейны — новая эпоха в криптоиндустрии

Традиционные блокчейны (Bitcoin, Ethereum) представляют собой монолитные системы, в которых консенсус, расчеты, исполнение и доступность данных интегрированы на одном уровне. Это обеспечивает высокую безопасность и децентрализацию, но неизбежно приводит к сложностям масштабирования, перегрузкам, высоким комиссиям. Модульная архитектура решает классическую трилемму блокчейна, разделяя основные компоненты на слои. Разработчики могут создавать кастомизированные цепочки для разных случаев использования с высокой пропускной способностью и защитой основной сети.
Что такое модульные блокчейны
Это сети с многоуровневой архитектурой, которая разделяет базовые компоненты (задачи) на независимые слои. Например, проверка и обработка транзакций может выполняться вне основного блокчейна — в цепочке L2 (надстройке). Результаты вычислений направляются в материнскую сеть в сжатом виде для валидации и формирования блоков.
Каждый функциональный модуль может развиваться независимо и оптимизироваться под конкретную задачу. При этом обеспечивается совместимость с другими уровнями, что позволяет беспрепятственно передавать активы и данные.
История появления
Идея распределения функциональности в блокчейн-сетях впервые была рассмотрена Виталиком Бутериным и Мустафой Аль-Бассамом в 2018 году в статье «Выборка доступности данных и доказательства мошенничества». Авторы описали архитектуру цепочки, в которой легкие узлы получают и проверяют данные от полных нод, обеспечивая масштабируемость системы без риска для безопасности и децентрализации.
Спустя год, в 2019-м, Мустафа Аль-Бассам представил белую книгу Lazy Ledger, в которой изложил концепцию блокчейн-сети с раздельными консенсусом и выполнением операций. Архитектура предусматривала решение проблемы масштабируемости за счет так называемых клиентов смарт-контрактов. Это отдельный уровень исполнения. Блокчейн в такой системе использовался только для сортировки и обеспечения доступности данных.
В 2021 году появились роллапы — цепочки 2-го уровня, способные обрабатывать транзакции вне основной сети. Готовые решения объединяются в пакеты и возвращаются в материнский блокчейн.
За 16 лет архитектура блокчейна эволюционировала от монолитных систем к модульным решениям, в...
Блокчейн предоставил возможность зарабатывать каждому держателю криптовалюты. Игры, инвестиции в...
Технологию сайдчейн (боковую цепочку) предложила в 2014-м компания Blockstream. Так называют...
Принцип работы
Архитектуру традиционного блокчейна составляют 4 базовых уровня. Они разделяют основные задачи:
- Исполнение. Происходят проверка, обработка и обновление статуса транзакций. На этом этапе переводы уже отслеживаются в блокчейн-обозревателях.
- Расчет. На таком уровне обеспечивается запись транзакций, определяются их окончательный статус и состояние цепочки. С точки зрения пользователя это означает зачисление средств в кошелек.
- Консенсус. Специально назначенные узлы проверяют подлинность выполненных транзакций и создают блоки с помощью алгоритма Proof-of-Work или Proof-of-Stake.
- Доступность данных. На этом уровне обеспечивается хранение транзакций. Участники сети в любой момент могут получить доступ к ним, чтобы проверить подлинность.
В монолитных сетях (Bitcoin, Ethereum и других) эти уровни интегрированы в единую систему, что неизбежно приводит к трудностям масштабирования, снижению гибкости и ухудшению обслуживания. В отличие от них, модульные блокчейны разделяют функциональность на несколько проприетарных слоев. Такая конструкция увеличивает гибкость и масштабируемость сети, сохраняя при этом высокий уровень безопасности.
Способы внедрения
В основе модульной архитектуры лежит технология Rollups — цепочек второго уровня, которые переносят исполнение из основной сети. Классические роллапы производят необходимые вычисления и передают итоговые данные в блокчейн L1, помогая таким образом увеличивать масштабируемость. Доступность информации, консенсус и урегулирование обеспечиваются материнской цепочкой.

Благодаря развитию технологии Rollups появились и другие способы внедрения модульных блокчейнов. Каждый из них имеет особенности:
- Validiuim. Эти роллапы обрабатывают транзакции, используя собственную сеть валидаторов с механизмом консенсуса Proof-of-Stake. Такая конструкция увеличивает пропускную способность за счет сегментирования доступности данных и, соответственно, снижения нагрузки на основную сеть.
- Суверенные роллапы. Они берут на себя функции исполнения и расчетов. Блоки транзакций публикуются на роллапе, что исключает необходимость валидации смарт-контрактами 1-го уровня.
Сравнение модульных и монолитных блокчейнов
В монолитных блокчейнах базовые компоненты (исполнение, расчет, консенсус и доступность данных) реализуются в одном пространстве — на уровне L1. Для выполнения поставленных задач оптимизируются все возможности системы.
Решить ее помогает модульная архитектура. Она разделяет выполнение задач на сегменты, позволяя сети масштабироваться без риска для децентрализации. В таблице можно сравнить 2 типа блокчейнов по базовым критериям.
Характеристика | Монолитный блокчейн | Сеть с модульной архитектурой |
---|---|---|
Примеры модульных блокчейнов
По мере развития децентрализованного интернета Web3 технология модульных блокчейнов становится одной из ключевых, предлагая разработчикам больше независимости, гибкости, масштабируемости и решая многие ограничения традиционных dApps. Ее активно используют разработчики игровых, финансовых, AI-приложений.
DeFi-проекты преуспевают благодаря масштабируемости и кастомизации роллапов за счет ускорения транзакций и более эффективного управления ликвидностью. Далее рассмотрены наиболее популярные платформы для создания модульных сетей.
Celestia
Это первая модульная блокчейн-сеть, которая служит базой для создания десятков роллапов. Celestia разделяет выполнение, расчеты, консенсус и доступность данных. Перечисленные уровни затем могут быть объединены для запуска новых цепочек и приложений. Это позволяет достичь высокой кастомизации и независимости проектов. Разработчики получают большую гибкость в принятии решений и могут развертывать dApps любой сложности без дополнительных затрат.

Сеть построена на архитектуре Cosmos с использованием механизма консенсуса Tendermint и византийского отказоустойчивого протокола (BFT) для сортировки и упорядочивания транзакций. Валидация выполняется узлами Rollup на стороне клиента. Эта концепция суверенных роллапов сочетает в себе преимущества собственной технологии и блокчейнов 1-го уровня, позволяя новым цепочкам наследовать безопасность и устойчивость уровня доступности данных.
Dymension
Модульная блокчейн-платформа 1-го уровня позволяет создавать и развертывать кастомные роллап-цепочки для различных приложений. Dymension построена с помощью инструментов Cosmos SDK, а также использует протокол межсетевой коммуникации IBC для достижения совместимости цепочек.

Платформа работает как веб-приложение с полным стеком, предлагая разработчикам предварительно настроенные модули для создания блокчейнов, включая токеномику, управление и мосты. Выпуск криптовалюты в роллапах осуществляется по установленным стандартам. Блокчейн Dymension обеспечивает безопасность операций и предоставляет ликвидность с помощью собственного автоматического маркет-мейкера (AMM). В экосистеме также работают отдельные сети доступности данных, которые используются как информационные базы при обработке транзакций.
Fuel
Это первая модульная платформа, реализовавшая беспрецедентно быстрый уровень исполнения. В разработке проекта участвовал Джон Адлер — соучредитель Celestia, который подтвердил, что Fuel создавалась с учетом первой. Новая сеть оптимизирует технологию Rollups при обработке транзакций и сжатии данных, демонстрируя производительность более чем в 600 TPS.
Платформа также использует ряд инновационных решений, которые увеличивают ее эффективность и гибкость:
- Параллельное выполнение транзакций с помощью Fuel Virtual Machine значительно повышает пропускную способность цепочки.
- Управление состоянием по модели UTXO (непотраченных выходов транзакций) поддерживает параллельное выполнение переводов и снижает риск сетевой перегрузки.
- Поддержка нескольких нативных активов позволяет создавать более гибкие и разнообразные приложения.
- Оптимизированные механизмы обработки данных и хранения снижают операционные расходы, комиссии и повышают общую производительность.
Плюсы и минусы технологии
Модульная архитектура становится эффективным решением трилеммы блокчейна, позволяя увеличивать масштабируемость без риска для децентрализации и безопасности. Учитывая относительную новизну технологии, ее применение для разработки сетей может требовать дополнительных компетенций, но с появлением платформ полного стека упрощается. Другие плюсы и минусы модульных блокчейнов можно сравнить в таблице.
Преимущества | Недостатки |
---|---|
Заключение
Модульную архитектуру называют новой вехой в развитии блокчейн-индустрии, проводя аналогию с тем, как пользовательский интернет Web2 перешел от централизованной структуры «одного сервера» к облачным микросервисам. У разработчиков появилось больше возможностей и свободы при создании приложений. Больше не нужно строить весь стек с нуля. Достаточно взять несколько готовых модулей и сосредоточиться только на логике проектов.
Пока эта технология относительно нова, что создает определенные трудности для разработчиков и пользователей. Однако по мере ее внедрения будет появляться больше вариантов использования. Модульные сети начнут активнее применяться в криптоиндустрии, способствуя эволюции DeFi, AI, гейминга и других сфер.



