全棧並行化：新型EVM Layer1項目的白皮書發布

近期，一個新興的並行EVM Layer1項目發布了《全棧並行化》的白皮書，旨在全面提升區塊鏈的可擴展性，爲去中心化應用(DApps)提供"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)，這對某些業務場景至關重要。部署在公鏈上的DApp通常需要與其他應用競爭計算資源和存儲空間。在網路擁堵時，這會導致較高的交易成本和延遲，嚴重制約DApp的發展。試想，如果用戶在使用去中心化即時通訊軟件時，由於底層網路擁堵導致消息無法及時發送和接收，這對用戶體驗將是災難性的。

爲解決"可預測性能"問題，一種常見做法是使用專用於特定應用的區塊鏈，即應用鏈。應用鏈是將區塊空間專門用於特定應用的區塊鏈。

而這個新項目則創新性地提出了"彈性區塊空間"(Elastic Block Space, EBS)的解決方案。基於彈性計算概念，從協議層面根據DApp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。

本文將分別介紹應用鏈和彈性區塊空間，並比較兩者的優劣。

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開始構建新區塊鏈，執行用戶與應用交互的交易。開發人員還可以定制網路堆棧的不同元素，如共識、網路和執行，以滿足特定設計需求，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，某數據可用性項目可視爲提供數據可用性的應用鏈。

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。主要代表是某跨鏈項目和某Web3基礎設施項目等。前者致力於解決區塊鏈跨鏈交互問題，可快速開發並啓動一條鏈，設計了跨鏈通信協議；後者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，一開始就推崇共享安全。

2020年底，隨着以太坊擴容研究聚焦側鏈、子網和Layer2 Rollups等方案，應用鏈也衍生出相應形態。某多邊形項目等側鏈方案，某高性能公鏈的子網，都通過提升側鏈或子網的體驗和性能，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，某開源技術棧和某多邊形項目的開發工具包受到衆多項目青睞。Layer2 Rollups解決方案旨在提高以太坊網路吞吐量和可擴展性，滿足增長的交易需求，並提供更廣泛的互通性。

目前，已有大量應用構建在跨平台的應用鏈上。例如，某NFT遊戲在2021年初推出以太坊側鏈；某遊戲項目於2021年底宣布從某公鏈遷移至某高性能公鏈子網；某去中心化交易所於2021年11月推出使用某跨鏈項目SDK構建的DeFi應用鏈；另一去中心化交易所在2022年中旬宣布產品V4版本將使用某跨鏈項目SDK技術構建獨立應用鏈；某Web3基礎設施項目於2023年上線服務Web3生態應用發展的基礎設施應用鏈，還包含豐富的商業化協議層。

應用鏈的優劣勢

應用鏈獲得運行主權區塊鏈的全部權力，而不依賴底層Layer1，這是把雙刃劍。

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，保持獨立性和自主性，防止各類幹擾；

2. 性能：滿足應用所需低延遲和高吞吐量，提供良好用戶體驗，提高DApp實際運作效率；

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

劣勢同樣有三點：

1. 安全問題：應用鏈需自行負責安全，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：作爲獨立鏈缺乏與其他鏈(應用)的互操作性，面臨跨鏈挑戰。集成跨鏈協議又會增加風險；

3. 成本問題：需要額外搭建大量基礎設施，耗費大量成本和工程時間。還包括運行維護節點的成本。

對初創公司而言，應用鏈的劣勢對其DApp運作影響很大。多數初創團隊難以妥善解決安全和跨鏈問題，還會因高昂人力、時間、金錢成本而卻步。但可預測性能又是特定DApp的剛需，因此市場急需Layer1層面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，允許系統根據需求動態擴展或縮減計算處理、內存和存儲資源，無需擔憂用量高峯的容量規劃和工程設計。

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。如果區塊鏈網路通過彈性計算爲特定應用交易提供穩定的區塊空間和TPS保障，就實現了"可預測性能"。

某Layer2項目也曾提出類似的"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：

1. 第一階段：驗證節點級別水平擴展；

2. 第二階段：鏈級別靜態擴展；

3. 第三階段：鏈級別動態水平擴展。

而這個新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支持彈性計算"的核心問題。當網路中協議增長時，可訂閱彈性區塊空間處理用戶和吞吐量增長。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，允許隨增長而擴展。本質上，區塊空間決定了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，訂閱彈性區塊空間可高效處理增加的負載，不影響底層區塊鏈。

彈性計算實現分爲"實時彈性"和"非實時彈性"，前者指分鍾級響應擴容，後者在限定時間內響應擴容。該項目採用"非實時彈性"方法，即網路檢測到需要擴容時發起擴容提議，一個或多個epoch後整個網路驗證節點完成擴容，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"角度針對需求應用流量擴容，規避了"跨片事務"問題，使開發者和用戶體驗與之前無較大差別。同時，採用落地難度較小的"非實時彈性"，在滿足多數DApp實際需求的情況下，增強了應用性。

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，前提是"交易可並行化"。只有提高交易並行度，才需要橫向擴展節點機器資源以提升交易吞吐量。

對以太坊這樣的Layer1，交易串行問題是直接性能瓶頸，區塊大小也受可變大小的區塊Gas limit限制(上限30,000,000 gas)，因此只能尋求Layer2擴容方案。

對某高性能Layer1，雖支持交易並行執行，性能可橫向擴展，但無法應對需求高峯期DApp的"可預測性能"問題。該項目通過實施"本地費用市場"方案，防止單一需求交易壟斷稀缺區塊空間，限制時間性費用漲，減輕突發需求高峯負面影響。例如，NFT發行期間，發行者將迅速消耗每個帳戶的計算單元(CU)限制，之後交易必須提高優先費用才能在該帳戶有限空間內處理。

可以說，這個新項目通過彈性區塊空間方案應對交易需求激增，進一步延伸了某高性能公鏈中"本地費用市場"概念，不僅確保DApp"可預測性能"，還防止全網範圍內費用激增和擁堵，一舉兩得。

總結

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

應用鏈實際上是瘦協議，特別是當Layer1採用模塊化架構時，協議層完全由應用層定制，雖爲應用帶來更好的價值累積機制，但同時帶來高昂成本和有限安全性。

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