读懂区块链:一文详解web3生态构架及btc eth各大板块细分领域(上)

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Web3发展至今,生态已然初具雏形,如果将当前阶段的Web3生态组成架构抽象出一个鸟瞰图,由下而上可划分为四个层级:区块链网络层、中间件层、应用层、访问层。下面我们来具体看看每一层级都有什么。

一,区块链网络层

最底层是「区块链网络层」,也是Web3的基石层,主要由各区块链网络所组成。

组成该层级的区块链网络还不少,Bitcoin、Ethereum、BNBChain(BSC)、Polygon、Arbitrum、Polkadot、Cosmos、Celestia、Avalanche、Aptos、Sui等等,还有很多。根据Blockchain-Comparison的统计,截止撰文之日的区块链至少有150条。这里我们主要说的是公链,联盟链不包括在内。因为区块链实在太多,会有些眼花缭乱,所以有必要进行分门别类。

首先,不同区块链之间存在着分层结构,有Layer0、Layer1、Layer2之分。其次,Web3的繁荣发展,依赖于智能合约技术,而智能合约的运行环境为虚拟机。智能合约和虚拟机的关系,就和Java程序和JVM的关系类似。从不同的虚拟机维度上划分区块链,就可以分为两大类:EVM链和Non-EVM链。EVM是EthereumVirtualMachine,即为以太坊虚拟机的简称。EVM链即为兼容EVM的区块链,而Non-EVM顾名思义就是不兼容EVM的区块链。最后,还可以根据存储的数据大小进行分类,可以分为计算型区块链和存储型区块链。

先从分层结构说起。最好理解的是Layer1,我们所熟知的比特币、以太坊、EOS、BSC都属于Layer1,也称为主链。在分布式系统中,存在CAP定理,即一个分布式系统不可能同时满足三个特性:一致性、可用性、分区容错性。一个分布式系统只能满足三项中的两项。Layer1的区块链本质上也是分布式系统,也同样存在不可能三角问题,只是三个特性与CAP不同,分别为:可扩展性、安全性、去中心化,每个区块链也只能满足三项中的两项。比特币和以太坊偏向于安全性和去中心化,所以可扩展性比较弱,TPS比较低。EOS和BSC则只依赖于少数节点来维护共识,相比于比特币和以太坊,减低了去中心化特性,但提高了可扩展性,从而能达到很高的TPS。

为了解决比特币和以太坊的可扩展性问题,就慢慢衍生出了Layer2。Layer2是作为依附于主链的子链而存在,主要用于承载Layer1的交易量,承担执行层的角色,而Layer1则可变成结算层,可大大减少交易压力。目前主流的Layer2都是扩展以太坊的子链,包括Arbitrum、Optimism、zkSync、StarkNet、Polygon等。比特币也有Layer2,主要包括闪电网络、Stacks、RSK和Liquid,但目前都比较小众。

Layer0则比较抽象了,一般被定义为区块链基础设施服务层,主要由模块化区块链所构成,包括Celestia、Polkadot、Cosmos等。模块化区块链这个概念主要是由Celestia提出的,其核心设计思路就是把区块链的共识、执行、数据可用性这几个核心模块拆分开来,每个模块由一条单独的链来完成,再将几个模块组合到一起完成全部工作。这和软件架构设计中所提倡的模块化设计思想是一样的,可实现高内聚低耦合。

实现跨链通信的跨链桥或跨链协议也可以划入Layer0。跨链桥的数量也是非常多,撰写此文时,debridges上统计的跨链桥多达113条,其中TVL排名最高的三个分别为Polygon、Arbitrum、Optimism的官方跨链桥,这几个桥分别实现了各自的Layer2和以太坊之间的资产跨链。TVL排名第四位的则是Multichain,其前身为Anyswap,是连接了最多条区块链的第三方跨链桥,截至今年1月份时,其连接的区块链多达81条。

聊完分层结构的划分,我们再从EVM的维度来梳理下不同的区块链。前面说过,从EVM维度上可划分为EVM链和Non-EVM链两大类。

EVM链是目前最主流的方向,基于EVM链的DApp和用户群体是目前整个Web3生态里规模最大的。有些原生就是兼容EVM的,比如BSC、Heco、Arbitrum、Optimism等;有些则是后期才扩展兼容EVM的,比如zkSync1.0并不兼容EVM,而zkSync2.0则是兼容EVM的。很多区块链就算早期并不兼容EVM,但也逐渐在拥抱EVM。比如,Polkadot推出了Moonbeam平行链来兼容EVM,Cosmos则有Evmos。

目前来看,排名靠前的区块链中,大部分都已经兼容EVM,不过依然还有少部分Non-EVM链存在,比如Solana、Terra、NEAR、Aptos、Sui。另外,EVM链的智能合约主要使用Solidity作为开发语言,而Non-EVM链则主要使用Rust或Move语言开发智能合约。

以上提到的这些区块链,主要还是偏向于解决去中心化计算的区块链,这些区块链普遍不支持大数据的存储,比如文件存储。而存储型的区块链则聚焦于解决大数据存储的问题,这类区块链目前不太多,主要有Filecoin、Arweave、Storj、Siacoin和EthStorage。

目前组成「区块链网络层」的区块链成员们主要就包括这些了,未来还会不断有新成员加入,但也有不少旧成员逐渐没落而被遗落在角落里。

由于时间原因,今天的内容就到这里了,web3生态构架(中篇)中间件层我们将在下篇文章内容讲述!

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