In der raschen Entwicklung der Blockchain-Technologie stellt sich eine wichtige Debatte zunehmend heraus: zwischen modularer Blockchain-Architektur (modular blockchain) und monolithischer Blockchain (monolithic blockchain). Während dezentrale Anwendungen (dApps), dezentrale Finanzen (DeFi) und Web3-Anwendungsfälle immer komplexer werden, sind Skalierbarkeit (blockchain scalability), Sicherheit und Interoperabilität zwischen Ketten zu lebenswichtigen Faktoren geworden.

In diesem Blogbeitrag werden wir analysieren, warum die modulare Blockchain als überlegene Lösung aufkommt und gleichzeitig erkunden, warum die traditionelle monolithische Architektur allmählich veraltet.

Was sind monolithische und modulare Blockchains?

Bevor wir tiefer in das Thema eintauchen, müssen wir diese beiden grundlegenden Konzepte verstehen.

Monolithische Blockchain

Monolithische Blockchain ist das traditionelle Modell, in dem alle Hauptfunktionen der Blockchain - Transaktionsausführung, Konsens und Datenspeicherung - eng in einer einzigen Schicht integriert sind. Ein typisches Beispiel ist Ethereum in seinen frühen Versionen (vor dem Wechsel zu Ethereum 2.0 mit modularen Verbesserungen).

In diesem Modell:

  • Jeder Knoten im Netzwerk muss alle Transaktionen verarbeiten und validieren.

  • Alle Funktionen sind voneinander abhängig, ohne klare Trennung.

Dies führt zu einigen Einschränkungen:

  • Wenn das Transaktionsvolumen zunimmt, wird das Netzwerk anfällig für Engpässe.

  • Transaktionskosten (Gasgebühren) steigen, insbesondere in Spitzenzeiten.

  • Die Skalierbarkeit ist durch das "All-in-One"-Design begrenzt.

Modulare Blockchain

Im Gegensatz dazu zerlegt die modulare Blockchain die Kernfunktionen in separate Schichten, die jeweils unabhängig optimiert werden. Eine typische modulare Blockchain kann Folgendes umfassen:

  • Ausführungsschicht: Spezialisiert auf die Verarbeitung von Transaktionen.

  • Konsensschicht: Sicherstellen, dass die Knoten im Netzwerk sich einig sind.

  • Datenspeicherungsschicht: Verwaltung von Transaktionsdaten und -historien.

Praktisches Beispiel:

  • Celestia ist eine modulare Blockchain, die sich auf die Trennung von Datenspeicherung und Ausführung konzentriert.

  • Ethereum heute (mit Layer-2-Lösungen wie Rollups) bewegt sich ebenfalls in Richtung eines modularen Modells.

Die Hauptvorteile dieses Designs sind:

  • Leistungssteigerung durch parallele Verarbeitung.

  • Flexibler bei Upgrades oder der Integration mit anderen Chains.

  • Verbesserung der Skalierbarkeit ohne Kompromisse bei der Sicherheit.

Einschränkungen der Monolithischen Blockchain

Obwohl die monolithische Blockchain die Grundlage für die Entwicklung von Blockchain-Technologie (wie Bitcoin und Ethereum in der frühen Phase) gelegt hat, zeigt sie viele Schwächen im Angesicht moderner Anforderungen.

Schlechte Skalierbarkeit

Die Skalierbarkeit ist das größte Problem der monolithischen Architektur. Wenn die Anzahl der Transaktionen steigt, müssen alle Knoten die gesamte Arbeitslast verarbeiten, was zu Folgendem führt:

  • Netzwerkauslastung: Ethereum verzeichnete während der Spitzenzeiten bis zu mehreren Minuten Bestätigungszeiten für Transaktionen (wie während des NFT-Booms im Jahr 2021).

  • Hohe Kosten: Die Gasgebühren auf Ethereum überstiegen zeitweise 100 USD für eine einfache Transaktion, was es für durchschnittliche Benutzer unpraktisch machte.

Der Hauptgrund ist das "All-in-One"-Design, das eine effiziente Ressourcenzuteilung nicht zulässt.

Komplexe Sicherheit und Konsens

In der monolithischen Blockchain:

  • Da alle Funktionen eng miteinander verbunden sind, kann eine Schwachstelle an irgendeinem Punkt (z.B. im Konsensmechanismus) das gesamte System beeinträchtigen.

  • Das Upgrade des Protokolls erfordert Konsens von allen Knoten im Netzwerk, was oft zu langen Diskussionen führt (wie der Hard Fork von Ethereum Classic).

Eingeschränkte Interoperabilität

Monolithische Blockchains funktionieren oft wie separate "Inseln":

  • Die Verbindung zu anderen Chains erfordert komplexe Brücken, die anfällig für Angriffe sind (z.B.: der Hack der Wormhole-Brücke, bei dem 325 Millionen USD im Jahr 2022 verloren gingen).

  • Daten und Vermögenswerte sind schwer zwischen Chains zu bewegen, was das Potenzial von Web3 einschränkt.

Überragende Vorteile der Modularen Blockchain

Die modulare Blockchain wurde als Lösung zur Überwindung der oben genannten Einschränkungen eingeführt. Hier sind die wichtigsten Vorteile:

Bessere Skalierbarkeit

Durch die Trennung der Funktionen:

  • Die Ausführungsschicht kann Tausende von Transaktionen parallel verarbeiten, ohne die Konsensschicht zu beeinträchtigen.

  • Beispiel: Rollup-Lösungen (wie Optimism oder Arbitrum) auf Ethereum haben die Durchsatzrate auf Zehntausende von Transaktionen pro Sekunde (TPS) erhöht, im Vergleich zu 15-30 TPS der ursprünglichen Ethereum.

Unabhängige und Flexible Sicherheit

  • Jede Schicht kann separat gesichert werden, was das Risiko der Fehlerausbreitung verringert.

  • Ein Upgrade einer Schicht (z.B. Verbesserung des Konsensmechanismus) erfordert keine Änderungen am gesamten System, was Zeit spart und Risiken verringert.

Multi-Chain Interoperabilität

Die modulare Blockchain wurde mit dem Ziel der Interoperabilität von Grund auf entwickelt:

  • Protokolle wie Cosmos (mit IBC - Inter-Blockchain Communication) ermöglichen eine einfache Verbindung zwischen Chains.

  • Dies eröffnet Möglichkeiten für Multi-Chain dApps, bei denen Vermögenswerte und Daten nahtlos bewegt werden können.

Altius Labs - Ein lebendiger Beweis für die Stärke der modularen Blockchain

Um das Potenzial der modularen Blockchain besser zu verstehen, werfen wir einen Blick auf Altius Labs, ein wegweisendes Projekt, das unsere Vorstellung von Blockchain-Infrastruktur neu definiert.

Was ist Altius Labs?

Altius Labs ist eine Plattform für die Entwicklung modularer Blockchains mit dem Ziel, ein unabhängiges Ausführungsframework (VM-agnostic execution framework) zu schaffen. Das bedeutet, dass verschiedene Blockchains sich mit Altius integrieren können, ohne die bestehende Infrastruktur zu ändern, was maximale Flexibilität bietet.

Die Drei-Schichten-Architektur von Altius Labs

Altius Labs verfolgt das modulare Modell mit drei Hauptschichten:

  • Ausführungsschicht: Verwendung der Deterministic OCC (Optimistic Concurrency Control) und SSA (Static Single Assignment)-Technologie zur Optimierung der parallelen Verarbeitung, Reduzierung von Transaktionskonflikten, Erhöhung des Durchsatzes auf Tausende von TPS.

  • Schicht Konsens: Sicherstellen, dass die Knoten im Netzwerk schnell und sicher Konsens erreichen, anpassbar für verschiedene Anwendungsfälle.

  • Schicht Datenspeicherung: Optimierung der Speicherung und des Abrufs von Daten, Reduzierung der Betriebskosten und Erhöhung der Zugriffsgeschwindigkeit.

Praktisches Beispiel: Anwendungen in DeFi

Im Bereich der dezentralisierten Finanzen (DeFi) sind Geschwindigkeit und Kosten entscheidend. Mit der modularen Architektur hat Altius Labs seine Fähigkeit bewiesen:

  • Verarbeitung von Tausenden Transaktionen pro Sekunde in DeFi-Anwendungen wie dezentralen Börsen (DEX) oder Yield Farming.

  • Senken Sie die Gasgebühren auf ein Minimum und bieten Sie eine reibungslosere Benutzererfahrung.

  • Beispiel: Eine DEX, die auf Altius Labs aufgebaut ist, kann Token innerhalb von weniger als 1 Sekunde mit Kosten von nur 1/10 im Vergleich zu traditionellen Ethereum-Transaktionen austauschen.

Um mehr darüber zu erfahren, wie Altius Labs in der modularen Blockchain-Architektur führend ist, können Sie deren offizielle Website besuchen.

Warum ist die modulare Blockchain die Zukunft?

Erfüllung der Web3-Anforderungen

Wenn Web3 in Bereiche wie Spiele, Metaverse und Unternehmen expandiert, muss die Blockchain Millionen von Transaktionen pro Tag verarbeiten. Die modulare Blockchain ist die einzige Lösung, die flexibel und effizient genug ist, um diesen Anforderungen gerecht zu werden.

Flexible Anpassung

Entwickler können jede Schicht für spezifische Anwendungsfälle optimieren:

  • Blockchain-Spiele benötigen eine schnelle Ausführungsschicht.

  • Unternehmen benötigen eine hochsichere Datenspeicherungsschicht.

Förderung von Innovation

Durch die Senkung technischer Barrieren fördert die modulare Blockchain Experimente und Innovationen, wodurch die gesamte Branche vorangetrieben wird.

Fazit

Der Aufstieg der modularen Blockchain ist nicht nur ein technologischer Trend, sondern ein unvermeidlicher Fortschritt, um die Grenzen der monolithischen Architektur zu überwinden. Mit überlegener Skalierbarkeit, flexibler Sicherheit und Multi-Chain-Interoperabilität eröffnet die modulare Blockchain ein neues Zeitalter für Web3. Altius Labs ist ein lebendiger Beweis für die Stärke dieses Modells, das hohe Leistung und bessere Benutzererfahrung in praktischen Anwendungen bietet.

Wenn Sie tiefer in die Veränderungen eintauchen möchten, die modulare Blockchains in der Industrie bewirken, folgen Sie dem Hashtag #JournoRequest für aktuelle tiefgehende Analysen von Experten oder folgen Sie @AltiusLabs auf X, um die Zukunft der Blockchain zu erleben, die heute gebaut wird.