基于IOTA 2.0的Assembly会是模块化公链市场新秀吗？

原文标题：《Web3 时代的模块化公链探索之路 - 基于 IOTA 的 Assembly》

原文作者：李希，LD Capital Research

模块化公链趋势

如果一直保持对公链技术进化之路的关注，你一定会对「模块化」这个词不陌生。

2022 年，Web3 作为一个出圈概念，对于承载这个概念的底层基础设施-公链，自然而然提出了新的要求。虽然单链层面依旧有着最佳的可组合性，Solana 也在 TPS 方面似乎做到了最好，然而受限于经典不可能三角的制约，在去中心化和安全性上都做出了一定的妥协—或者说牺牲。近来连续两次的宕机事件似乎让人们看到了单链系统的限制（当然，Solana 理论上未来同样可以部署 Rollup 进行扩展）。

另一方面，ETH L2终于正式上线，Arbitrum 和 Optimism 为我们展示了基于欺诈证明 Rollup L2 的可行性，基于密码学有效性证明 Zk-Rollup 的 Starkware 与 Zk-sync 不出意外 2022 年也会正式投入使用。ETH 通过 L2 扩展为模块化公链开了一个好头。

然而这带来一个新的思考- ETH 是否是承载模块化公链最佳的 Layer1 选择？

ETH 是否是最佳模块化选择

单就目前而言，我们可以看到的问题有如下三个：

「1」多个 L2 之间强烈的流动性割裂-基于 ETH Rollup 的 L2 目前来说熟悉的已经有 8 位选手: Arbitrum、Optimism、Starkware、Zk-sync、Polygon、Aztec、Boba、Metis；未来看到 10-20+的 Rollup 出现相信不会意外。虽说跨链桥在一定程度上可以缓解这种问题，但 V 神近期也同样发文表示：「未来将是「多链」而非「跨链」，跨链桥存在基本安全限制。」【1】

「2」ETH 2.0 POW 转 POS 的时间未定，分片更是暂时性搁置，对于完全扩容的时间预期上充满了大量不确定性-这是由 ETH 的技术历史包袱所导致。

「3」许多人没有意识到的第三点，但也许是最为重要的一点，即 ETH 的生态历史包袱- ETH 自身的 L1 会与 L2 争夺资源，至少在未来可见的数年之内。

我们把这一点做略微详细一点的展开，这点很重要，也是关系到我们投资 Assembly 的一个重要原因之一。

ETH 目前的扩容方式是 Rollup，无论是欺诈证明还是 ZK-Rollup【2】，L2 自身担任 Excecution Layer-执行层（简称 EL），然后把所有 TX 打包压缩，定期上传到 ETH L1。在这里，ETH L1 担任了两个角色，一是 Rollup 的 Settlement Layer-结算层（简称 SL），同时又是 Rollup 的 Data Availability Layer-数据可用性层（简称 DA）。

图片来源：https://coinyuppie.com/understand-zk-rollups-how-to-bring-a-paradigm-shift-in-the-crypto-ecosystem/

从 SL 角度来讲，所有的结算 TX 都要与 ETH L1 上的原生 DAPP 来争抢资源，这在平时不是多大问题，但当发生 Gas War 时（如果 L1 上发生大量清算，或是爆款 NFT 出现争抢 Mint），所有的 Rollup 性能都会受到较大影响。

从 DA 角度来讲，以太坊 L1 上存储数据是一个非常昂贵的选择，这也是为什么目前 Arbitrum 与 Optimizm 的交易费用相对 ETH L1 来说便宜许多，但相对于 Alt L1 来说仍然昂贵-因为 DA 层的费用降不下来（ZK-Rollup 因为更高的数据压缩比所以理论上可以比 Optimisic Rollup 费用更低）。

图片来源：https://twitter.com/deversifi/status/1424732007431643137

这一切的原因，都来源于 ETH 的生态历史包袱-即在未来可见的几年之内，ETH L1 上的 DAPP 经济活动不会停止，所有这些活动都会与 Rollup 争抢 ETH L1 那昂贵而又稀缺的资源。

有没有可能一条 Layer1单独只做 SL+DA，而不去做任何 Dapp 的 EL？

当然可以，新生代的公链比如波卡，中继链就只负责 SL+DA，所有的数据处理由平行链完成。Cosmos 这边，甚至有像是 Celestia 这样的设计【3】，把 DA 这一层单独提炼出来，为其他所有的 Rollup 提供 DA 服务，也专注于这项服务。

当然，我们可以争辩，ETH L1 安全性是最好的，安全就是 SL 和 DA 是最佳选择。然而，市场如果单纯看重安全性的话，也断然不会诞生现在这个五彩缤纷的多链时代，就连 ETH 正统 L2 的 Starkware，都会给用户提供 DA 层放在 Starkware 自身而非 ETH L1 的「廉价」选项。在安全与性能的权衡下，我们一定会看到各种不同的模块化解决方案。而基于 IOTA 的 Assembly 智能合约层，是我们认为非常值得探索的另一个模块化方向。

基于 IOTA 的模块化之路

IOTA，也许是一个淡出了许多老投资者记忆，没有被许多新投资者听说的项目。

但在 17-18 年那会，IOTA 是 DAG（有向无环图）数据结构的三驾马车之一，凭借其独创的 Tangle 账本架构与高 TPS，占据了加密货币市值前十排行榜相当长的一段时间。后来整个区块链行业进入智能合约为主导的 DeFi 时代，IOTA 逐渐淡出人们的视野，DAG 类型公链的代表也被 Fantom、Avax 等新一代支持合约型所接替。

IOTA1.0 时代的特点如下【4】：

1. 高并发，高 TPS

2. 基于 UTXO 模型，无 Gas fee

3. 不支持智能合约

4. 中心化的 Coordinator 协调器（由基金会提供）

由此可见，虽然低费用与高 TPS，但其无合约支持与中心化节点的方式与当前区块链主流发展大相径庭，这也是 IOTA 过去几年淡出人们视野的主要原因。

然而随着 2022 模块化公链趋势的到来，以及 IOTA2.0 和 Assembly 的发布，我们有理由相信，IOTA 有希望在模块化公链市场占据一席之地。

Assembly 配合 IOTA2.0，可以提供 Web3.0 时代对于模块化公链的各项需求：

1. 高 TPS -底层的 Tangle 账本 DAG 数据结构保证了高并发 TPS

2. 可扩展-类似 Cosmos 或是波卡的多链网络，可以不断部署新的合约链

3. EVM 兼容，同时支持 Web Assembly

4. 开发者可灵活定制各个链的激励与费用等

5. 无 MEV

6. 共享安全

Assembly 的技术简介

Assembly 的技术白皮书已经发布，在这里做一个简单的摘要，介绍一下 Assemly 最为核心的几个技术特点【5】。

图片来源：https://assembly.sc/

1.底层基于 DAG 的 UTXO

以 BTC 为代表的 UTXO 账本的特点是允许并发写入，在可扩展性上相对于以 ETH 为代表的账户模型有着极大的优势。然而，账户模型因为有全局和客观状态的存在，天然适合智能合约，其图灵完备性与功能性远胜基于 UTXO 的脚本，这也是为什么目前绝大多数智能合约链都是基于账户的模式，而非 UTXO。但反过来想，在模块化的堆栈中，如果一个 UTXO 的 L1 只需要负责结算，而不需要处理任何合约与运行 Dapp 呢？

不支持智能合约反倒成为一种优势，因为不会有任何来自 L1 的 DAPP 与 L2 争抢资源，同时 L1 的处理在 UTXO 和 DAG 模型下因为可以理论上支持海量高并发，从而在支持的 L2 数量上有着巨大的优势。

2. Assembly - Layer1.5

Assembly 可以看成 1.5 层，这是一个智能合约架构层，在 Assembly 上搭建的各个智能合约链才是真正的 Layer2。

图片来源：https://www.iota.love/202201/iota-smart-contract-whitepaper/

为了方便理解，你可以把 IOTA+Assembly 整体看作类似波卡中继链的一条 L1，所有接入 Assembly 的合约链就像是波卡上面的平行链，作为 L2 出现。

Assembly 本身和其他公链的节点验证类似，提供自身 Token ASMB 的 POS 质押，出现错误或是恶意行为时将会被罚没（slash），ASMB Token 同时也是整个 Aseembly 生态的治理凭证，包括链的配置、委员会轮换参数、各个链的 Gas 收费设置等等。

3.共享安全

多链并行结构，共享安全是个绕不开的话题。因为只要存在着跨链调用的场景，那么安全性弱的链必然成为木桶理论里最弱的一块短板，从而影响这个木桶的整体安全性。在新的「原生模块化公链」里，波卡以插槽拍卖的形式实现严格共享安全。

Cosmos 暂时则是松散的各链自制，完全没有共享安全（2022 年的 Cosmos 2.0 版本也会引入基于 Atom Hub 的共享安全）。Avax 则是以每个子网分配「整体验证者池的一个指定子集」来实现了相对共享安全。不难看出，波卡对安全要求最高，但插槽拍卖也让许多项目望而兴叹；Cosmos 最为灵活，但目前安全性饱受质疑；Avax 的子网验证设计则在两者之间，相对均衡。

Assembly 用的是类似 ETH2.0欺诈证明 Rollup 的形式，每个验证者通过质押资产作为安全担保，任何第三方都可以通过监视链的活动在验证者更新错误链状态时提供欺诈证据，并获得奖励。这样保证了只要验证者委员会中只要有一个诚实的验证者，便可以保护链的状态不会被恶意转换。

当然，你可能会有一个疑惑，在 ETH 里验证者资产质押、「裁决」欺诈证明、质押资产罚没（slash）这些事，是通过 ETH 主链上的智能合约完成的。这个智能合约充当了「最高法院」的职责，也变相实现了所有 Rollup 链的共享安全。可 IOTA 自身 L1 并不支持合约，那最高法院这个职责，由谁来承担？

答案是—在 Assembly 上面创建一条单独的智能合约链，来实现所有必要的「最高法院」逻辑，并负责其他所有智能合约链的安全，这条特殊的链叫做「根链」。而根链之所以拥有最高的安全性，是因为它的验证人是一组特殊节点 -根据白皮书说法，在 IOTA 2.0 账本中，根链的验证者将从所谓的高 mana 值节点中选择。高 mana 验证者是 L1 IOTA 节点的所有者，以访问 mana 和共识 mana 作为权重因子，在 L1 节点上以去中心化的方式选择。

这也引入了一个绕不开的话题，即底层 L1 的 IOTA 2.0 与它的 Mana 系统。

4.IOTA 2.0

与 1.0 版本相比，IOTA 2.0 有了许多技术上的更新与迭代，这里简述下最为重要的两个【6】:

一是移除协调器-协调器是网络中的一个特殊节点，可以保护网络免受攻击并协助确认交易，但基金会提供的协调器使得整个网络中心化程度较高。IOTA2.0 最为重要的一项改进便是移除协调器（分为三个阶段来实现，目前处在第一阶段，即将进入第二阶段）。

二是引入了 Mana 系统-任何一个区块链或者说分布式账本系统，防止女巫攻击与控制网络拥塞都是最为核心安全与功能要求，POW 和 POS 等共识机制很大程度上也是基于此出发。IOTA 严格意义上来说不是区块链，因此也没有传统意义上的 POW 与 POS，而是使用了 Mana 系统。

Mana 被用于衡量不同模块的影响，包括 FPC 投票、dRNG(分布式随机数生成)、autopeering(自动配对) 和拥塞控制。简单来说，你可以把他近似理解为一套似于节点声誉系统的方式，Mana 值越高的节点，其诚信度和安全性也就越高。同样的，对于 L1 上账本的切身利益关系也最为紧密。所以上文提到的，通过高 Mana 验证者对于根链的验证，L2 上智能合约链的安全假设就可以近似等同于 IOTA L1 账本的安全假设。

写在最后的话

本文的最后，再次回顾一下文中最早提出的模块化公链结构。如果说一个 Layer1 有类似 Rollup 技术的 Layer2，同时又可以做到：

「1」相对安全- 16 年主网上线运行至今 6 年无重大事故；

「2」高 TPS、低费用、可扩展；

「3」没有任何基于 L1 的 DAPP 与 L2 争抢资源- L1 只做结算或是结算+DA。

IOTA2.0 正是我们找到的这样一个 Layer1。我们丝毫不会怀疑，在模块化公链的浪潮下，ETH 将继续作为龙头引领公链赛道的技术创新。与此同时，在 Assembly 智能合约层的 Layer2 加持下，我们也非常看好 2022 年 IOTA2.0+Assembly 在模块化公链的市场占据一席之地。

参考资料

【1】twitter.com/VitalikButerin/status/1479501366192132099

【2】docs.ethhub.io/ethereum-roadmap/layer-2-scaling/zk-rollups

【3】celestia.org/technology

【4】www.iota.org/solutions/technologies

【5】wiki.assembly.sc

【6】www.iota.love/202201/iota-smart-contract-whitepaper

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编译者/作者：区块律动BlockBeat

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