新銳並行 EVM Layer1 項目推出全棧並行化白皮書

近日，一個新興的並行 EVM Layer1 項目發布了《全棧並行化》白皮書，旨在充分釋放區塊鏈的可擴展性，使去中心化應用(DApps)具備"可預測的性能"。

可預測性能指爲 DApp 提供可預測的每秒交易處理量(TPS)，這對某些業務場景的 DApps 至關重要。部署在公鏈上的 DApp 通常需要與其他 DApps 競爭區塊鏈的計算和存儲資源。在網路擁堵時，這會導致較高的交易執行成本和延遲，嚴重制約了 DApp 的快速發展。試想用戶在使用去中心化即時通訊軟件時，由於底層區塊鏈網路的區塊空間被其他 DApps 佔用，消息幾乎無法發送和接收，這對用戶體驗是毀滅性的。

爲解決"可預測性能"問題，常見做法是使用專用於特定應用的區塊鏈，即應用鏈(Appchain)。應用鏈是將區塊空間專門用於特定應用的區塊鏈。

該項目創新性地提出了彈性區塊空間(Elastic Block Space, EBS)解決方案。基於彈性計算概念，從協議層面根據 DApp 的具體需求動態調整區塊資源，爲高需求的 DApp 提供獨立的擴容區塊空間。

應用鏈的發展歷程

應用鏈是爲運行單個 DApp 而創建的區塊鏈。開發者不是在現有區塊鏈上構建，而是用定制虛擬機從頭構建新的區塊鏈，執行用戶與應用交互的交易。開發人員還可以定制區塊鏈網路堆棧的不同元素(共識、網路和執行)，以滿足特定設計要求，從而解決共享網路上的高擁堵、高成本、特性固定等問題。

應用鏈並非新概念:比特幣可視爲"數字黃金"的應用鏈，Arweave 可視爲永久存儲的應用鏈，Celestia 可視爲提供數據可用性的應用鏈。

從2016年起，應用鏈不僅包含單一區塊鏈，還包括多鏈形態，即由多個互聯區塊鏈構建的生態系統，主要代表是 Cosmos 和 Polkadot 等。Cosmos 首次設想了多個互聯區塊鏈的世界，致力於解決跨鏈交互問題，可通過 Cosmos SDK 快速開發並啓動一條鏈，設計了 IBC 協議實現無障礙的區塊鏈交互。Polkadot 旨在成爲完美的區塊鏈擴容方案，其生態中的鏈被稱爲平行鏈，Polkadot 一開始就推崇共享安全，不同平行鏈可通過交叉共識信息進行通信。

2020年底，隨着以太坊擴容研究聚焦於側鏈、子網和 Layer2 Rollups 等方案，應用鏈也孵化出相應形態。側鏈和子網通過提升體驗和性能來實現整體服務能力的提升；Layer2 Rollups 則以模塊化堆棧形式支持應用鏈，其中兩個解決方案受到衆多項目歡迎。Layer2 Rollups 解決方案旨在提高以太坊網路的吞吐量和可擴展性，滿足不斷增長的交易需求，並提供更廣泛的互通性和互操作性。

目前，已有大量應用構建在跨各種平台的應用鏈中。例如，Axie 在2021年初推出其以太坊側鏈 Ronin；DeFi Kingdoms 在2021年底宣布從 Harmony 遷移至 Avalanche 子網；Injective 於2021年11月推出使用 Cosmos SDK 構建的 DeFi 應用鏈；dYdX 在2022年中旬宣布產品V4版本將使用 Cosmos SDK 技術構建獨立應用鏈；Uptick Network 於2023年上線服務 Web3 生態應用發展的基礎設施生態應用鏈 Uptick Chain，基礎設施中還包含豐富的商業化協議層。

應用鏈的優劣勢

應用鏈獲得運行其主權區塊鏈的全部權力，而非依賴底層Layer1，這是一把雙刃劍。

優勢主要有三點：

1. 主權：應用鏈能通過自身治理方案解決問題，保持單獨應用項目的獨立性和自主性，防止各類幹擾阻礙。

2. 性能：可滿足應用所需的低延遲和高吞吐量，爲用戶提供良好體驗，大幅提高 DApp 的實際運作效率。

3. 可定制性：DApp 開發者可根據需求定制鏈，甚至打造生態系統，提供足夠靈活的演進方式。

劣勢同樣有三點：

1. 安全問題：應用鏈需爲自身安全負責，包括權衡節點數量、維護共識機制，規避質押風險等，網路相對不安全。

2. 跨鏈問題：應用鏈作爲獨立鏈缺乏與其他鏈(應用)的互操作性，面臨跨鏈問題。集成跨鏈協議又會增加跨鏈風險。

3. 成本問題：應用鏈需額外搭建大量基礎設施，需要大量成本和工程時間。此外，還包含運行和維護節點的成本。

對初創公司而言，應用鏈的劣勢對其進入市場運作的 DApp 影響很大。多數初創公司開發團隊不僅難以很好地解決安全和跨鏈問題，還會被高昂的人力、時間、金錢成本勸退。但可預測性能又是特定 DApp 的剛需，因此市場急需 Layer1 的可預測性能解決方案。

彈性區塊空間

在 Web2 中，彈性計算是常見的雲計算模型，允許系統根據需要動態擴展或縮減計算機處理、內存和存儲資源以滿足不斷變化的需求，無需擔憂用量高峯的容量計劃和工程設計。

彈性區塊空間根據網路擁堵程度自動調整區塊容納的交易數量。如果對特定應用的交易，區塊鏈網路通過彈性計算提供穩定的區塊空間和 TPS 保障，就實現了"可預測性能"。

MegaETH 曾提出類似的"彈性動態擴展"概念，認爲是 DApp 支持大規模採用的必然發展路徑。預測未來1-3年將出現以下技術發展：

• 第一階段：在驗證節點級別進行水平擴展
• 第二階段：鏈級別的靜態擴展
• 第三階段：鏈級別的動態水平擴展

該項目真正落地了這個概念，解決了第一階段"如何協調驗證節點水平擴展去支持彈性計算"的核心問題。當網路中的協議增長時，它可以訂閱彈性區塊空間以處理協議用戶和吞吐量的增長。彈性區塊空間爲高交易吞吐量需求的 DApps 提供獨立區塊空間，允許它們隨增長而擴展。本質上，區塊空間決定了區塊鏈每個區塊可存儲的數據量，直接影響交易吞吐量。當 DApps 經歷交易需求激增時，訂閱彈性區塊空間變得有用，可高效處理增加的負載，而不影響底層區塊鏈。

彈性計算的實現分爲"實時彈性"和"非實時彈性"，"實時彈性"一般指分鍾級響應擴容，而"非實時彈性"則只需在限定時間內響應擴容。該項目採用了"非實時彈性"方法，即當網路檢測到需要擴容時，會發起擴容提議，並在一個或多個 epoch 後(而非實時)，整個網路的驗證節點才會完成擴容，並提交擴容證明供其他驗證者挑戰。

該項目的彈性區塊空間方案借鑑了很多分布式數據庫理念，也是區塊鏈分片技術的延續。從"計算分片"角度，針對有需求的應用流量去擴容，規避了"跨片事務"問題，使開發者和用戶體驗與以前無較大差別。同時，採用落地難度相對較小的"非實時彈性"，在滿足很多 DApp 實際需求的情況下，加強了應用性。

值得一提的是，彈性區塊空間作爲橫向擴展區塊鏈性能的解決方案，其前提是"交易可並行化"。只有交易並行度提升後，才需要橫向擴展節點的機器資源，以提升交易吞吐量。

對於像以太坊這樣的 Layer1，交易串行問題是最直接的性能瓶頸，區塊大小也被可變大小的區塊 Gas limit 所限制(上限 30,000,000 gas)，因此只能尋求 Layer2 擴容方案。

而對於像 Solana 這樣的高性能 Layer1，雖然支持交易並行執行，性能也可橫向擴展，但不能應對需求高峯期間 DApp 的"可預測性能"問題。Solana 通過實施"本地費用市場"解決方案，目的是防止任何單一需求的交易壟斷稀缺的區塊空間，限制了時間性費用漲，並減輕了突發需求高峯的負面影響。例如，在 NFT 發行期間，NFT 發行者將迅速消耗每個帳戶的計算單元(CU)限制，之後的交易必須提高優先費用，才能在該帳戶的有限空間內得到處理。

可以說，該項目通過彈性區塊空間方案應對交易需求激增，也是進一步延伸了 Solana 中的"本地費用市場"概念，不僅確保了 DApp 的"可預測性能"，還防止了全網範圍內的費用激增和擁堵，一舉兩得。

總結

無論是應用鏈還是彈性區塊空間，本質上都是爲了解決不同 DApp 對區塊鏈性能有不同需求的問題，或者說"可預測性能"的問題。兩種方案沒有好壞之分，只有適合與否的區別。這兩種方案讓人聯想到"胖協議理論"——由 Joel Monegro 於2016年提出的理論，圍繞"加密協議應該如何捕獲(比構建在其之上的應用所捕獲的集體價值)更多的價值"展開。

應用鏈實際上是個瘦協議，特別是當 Layer1 採用模塊化架構時，協議層完全由應用層定制，雖然給應用帶來了更好的價值累積機制，但同時帶來了高昂的成本和有限的安全性。

彈性區塊空間實際上是個胖協議，是底層 Layer1 協議層的擴展功能，有效降低了有"可預測性能"需求的參與者的進入門檻，同時協議也可以捕獲應用價值，產生正反饋循環。