新概念「超模块化」：与经典模块化区块链有何不同？

Celestia v.s. KIRA ?

撰文：ZHIXIONG PAN、0XNATALIE

2023 年 12 月 12 日，Celestia 宣布将其数据可用性层与 Polygon Labs 的链开发工具包（CDK）集成，再次引发社区对模块化区块链的热议。Celestia 对「模块化区块链」的定义是将区块链的执行、共识和数据可用性中的至少一个组件外包给外部独立链的区块链。除了经典的模块化区块链概念，Cosmos 生态 L1 项目 KIRA 还提出了一种全新的概念——超模块化。

新概念：超模块化（Hypermodularity）

超模块化不仅在软件层面上实现了模块化，还在网络层面上注重了模块之间的分离。软件层关注系统内部的功能和逻辑，而网络层关注系统节点之间的通信和连接。许多模块化链共享有限数量的运营商，运营商之间的同质性会导致高度耦合，使系统容易受到攻击，增加维护的难度。超模块化设计允许各个组件在独立的模块中运行，不同合约的模块可以采用不同的安全机制和协议。

KIRA 是一个构建在 Tendermint 和 Cosmos-SDK 上的 L1，采用「超模块化」架构。背后的投资者有 TRGC、NGC Ventures、Math Wallet 等。其顾问是来自 Tendermint 工程总监 Alessio Treglia。KIRA 通过不同于目前模块化区块链的架构和共识机制，为开发者和用户提供了更高效、更灵活的选择。

MBPoS 共识机制

KIRA 推出了 Multi-Bonded Proof of Stake（MBPoS）共识机制。传统的质押机制通常只允许单一的本地代币。MBPoS 允许质押多种资产，甚至是 NFT。MBPoS 通过允许质押多种资产，促进更大规模的资本流入，提供更灵活、安全和激励的共识机制。当某一资产面临风险或市场波动，其他质押资产仍然能够维持网络的稳定运行。

用户通过质押资产参与网络安全，并从两方面获得收入：区块奖励和交易费用的一部分奖励。并设置了收益的上限，这一利率上限的设定是为了确保网络的稳定性，防止某些参与者通过滥发代币来控制整个网络。此外，KIRA 为质押的代币发行的衍生品 Staking Derivatives，也就是我们熟知的 LSD，使得质押的所有代币都具有流动性、可交易性和可转让性。

不同的架构

Celestia 首先提出模块化区块链概念，将区块链解耦为数据、共识、执行这三层，单体区块链中这三层工作全由一个网络来完。Celestia 专注于数据和共识层，L2 可以让 Celestia 负责数据可用性层（DA）以降低交互 Gas 费。比如 Manta Pacific 已经采用 Celestia 作为数据可用层，根据 Manta Pacifi 官方消息，DA 从以太坊迁移至 Celestia 后费用降低 99.81%。

单体区块链 VS 模块化区块链

Celestia 采用轻节点来实现数据的访问，但轻节点需要与全节点进行频繁的通信以获取数据。虽然可以降低节点资源需求，但在大规模网络中，节点之间的通信可能受到延迟的影响效率低下。

KIRA 设计了他们认为独特的分层结构。这种结构涉及到每个模块化的子组件（如 DA、执行等）都由相同的一组验证者 / 节点操作参与。相同的人群既参与验证整个区块链的安全性，又可以选择参与特定应用程序的验证和执行。在这种设置下，系统可以确切地知道是哪些节点在运行特定的应用程序，并验证应用程序是否被正确执行。通过明确知道谁应该拥有数据，以及谁不需要它，所以在复制数据时可以保持状态在最大复制级别，同时避免不必要的复制，从而提高效率。

KIRA 架构图

KIRA 分为用户层，执行层和验证层。这三层之间靠着内容访问层进行通信。内容访问层是 KIRA 设计的基石，充当客户端托管前端应用程序（静态 IPFS 页面）和后端（充当结算层的区块链）之间的中间件系统。

这个中间件系统 KIRA 取名为 INTERX，是一个去中心化的 API，通过它可以不依赖任何第三方服务（如轻客户端）执行 dApp、交互、访问数据状态等。INTERX 还允许应用程序使用 TCP（用于可靠的、有序的数据传输） 和 UDP（快速但不保证可靠性的通信） 等协议进行输出，为应用程序提供了更灵活的通信方式，尤其对于需要高度交互性的应用程序（如游戏）非常重要。

INTERX 有两种模式，执行模式和 fishermen 模式。执行模式的 INTERX 在用户层和执行层之间充当 API 代理，将 dapp 产生的数据变动（交易）转发给单一验证者（leader）进行执行。fishermen 模式的 INTERX 在执行层和验证层之间充当广播者角色，将 dapp 产生的数据变动广播给多个验证者（fisherman）。如果 fishermen 观察到执行者的不当行为或错误，他们有权发起挑战。 如果 fishermen 的挑战被证明是正确的，他们将获得奖励。相反，如果他们的挑战是错误的，可能会面临失去部分抵押的惩罚。

除了 INTERX，KIRA 还有两个产品

• MIRO： KIRA 网络的前端应用程序和网络钱包，允许用户通过去中心化 API INTERX 与 KIRA 区块链交互。它提供了一个易于使用的界面，用于管理 KIRA 账户和资产，使其适用于广泛的用户。当 MIRO web 应用程序的页面加载到浏览器中，在本地计算机上执行的所有操作都在本地发生。无需任何托管服务器或访问除了任何本地或公共 INTERX 节点的 IP 之外的互联网。
• SEKAI：负责处理 KIRA 所有链上应用程序交互逻辑，如处理交易和状态转换，由共识节点（验证者）执行。 验证者监视执行者执行的操作。如果观察到执行者的不当行为或错误，他们有权发起挑战。

相关技术

除了共识机制和架构设计上，KIRA 在技术层面也引入了一些新的概念，其中每个概念的展开都涉及更多技术，也需要团队后续公开更多的细节：

• Virtual Finality Gadget（VFG）：一种在应用程序中用于验证交易最终性的机制，提供给开发者自定义验证逻辑的能力，允许不同的验证者节点使用不同的、不公开的验证策略来验证交易的机制。这种多样性和私密性的验证策略使得系统更加强大，难以被恶意行为利用，因为恶意行为者无法预测所有验证策略。
• Pessimistic Rolldowns：一种 Rollup 类型，借助于 VFG，可以执行区块链外、确定性且与非特定语言代码，同时具有比 zk Rollup 和 Optimistic Rollup 更快的最终性和结算时间。
• Cross-Application Messaging（XAM）：促进不同 Rollup 之间的通信。通过 XAM 可以创建去中心化验证器、治理 DAO 以及直接在 L1 上铸造代币，并无缝组合其他应用程序提供的功能。
• Metafinality（元最终性）：Metafinality 的核心概念是通过某种机制或协议，在多个区块链之间建立对外部网络和系统的一致性，从而简化跨链和跨应用程序集成。用户或系统可以更轻松地获取整个多链系统的统一视图，而不必在每个链上运行节点。

挑战

在区块链系统的经济模型设计方面，模块化区块链如 Celestia，相较于传统的单体区块链，例如以太坊，其设计已经有所简化。然而，这种模块化设计尚未经过充分的时间验证，因此它的长期经济效益仍有待观察。以太坊的 Gas 机制涵盖了区块空间和计算资源的消耗，而 Celestia 本身并不包含计算层，这使得计算成本的定价可以由下游协议来承担。另一方面，代表超模块化概念的 KIRA，则更需时间来验证其代币经济设计的有效性和合理性。

此外，从终端应用的视角出发，Celestia 的下游应用及面向终端用户的产品还需要更长时间的建设和发展。作为一个新兴平台，KIRA 需要更多时间来构建其生态系统和应用。这些应用的需求和发展是真实价值捕获和 KIRA 协议层价值体现的关键。只有当应用需求得到实现，KIRA 的协议层价值才能得到真正的转化。

主网待定

2023 年 7 月 KIRA 推出测试网 Chaos Network。与传统的测试网络不同，ChaosNet 具有账户余额在新迭代之间保持一致或不发生显著变化的特性。初始阶段，由核心团队操作 ChaosNet，随着时间的推移，会逐渐授予社区更多的自治权，包括提出升级、组织治理、建议变更以及选举新的验证人和治理成员。

关于主网的启动，虽然 KIRA 核心部分已经完成，但没有足够基础设施支持的情况下，启动成本和协调工作会非常高昂，KIRA 团队表示正在积极努力降低启动应用程序的成本。并且 KIRA 当前的市值（2800 万）下启动主网不具备经济合理性。创始人 Asmodat 表示主网的启动时间会受到 KIRA 项目的关注度和需求的影响。