全栈并行化：探索区块链可扩展性的新境界

6月20日，一个新兴的并行EVM Layer1项目发布了《全栈并行化》白皮书，旨在全面释放区块链可扩展性，为去中心化应用(DApps)提供"可预测的性能"。

可预测性能指为DApp提供可预测的每秒交易处理量(TPS)，这对某些业务场景至关重要。部署在公链上的DApp通常需要与其他应用竞争计算资源和存储空间。在网络拥堵时，这会导致交易成本增加和执行延迟，严重制约了DApp的发展。试想用户使用去中心化即时通讯软件时，底层区块链网络的区块空间被其他应用占用，导致消息无法及时发送和接收，这对用户体验是灾难性的。

为解决"可预测性能"问题，常见做法是使用专用于特定应用的区块链，即应用链(Appchain)。这种链将区块空间专门用于特定应用。

而该项目创新性地提出了弹性区块空间(Elastic Block Space, EBS)解决方案。基于弹性计算概念，从协议层面根据DApp需求动态调整区块资源，为高需求应用提供独立的扩容区块空间。

本文将介绍应用链和弹性区块空间，并比较两者的优劣。

应用链的发展历程

应用链是为运行单个DApp而创建的区块链。开发者不在现有链上构建，而是用定制虚拟机从头构建新链，执行用户与应用交互的交易。开发人员可定制网络堆栈的共识、网络和执行等元素，满足特定设计需求，解决共享网络上的拥堵、高成本和功能固定等问题。

应用链并非新概念：某知名加密货币可视为"数字黄金"的应用链，某永久存储项目可视为存储应用链，某数据可用性项目可视为提供数据可用性的应用链。

从2016年起，应用链不仅包含单一区块链，还包括多链形态，即由多个互联区块链构建的生态系统。主要代表有某跨链生态和某平行链生态等。前者致力于解决跨链交互问题，可快速开发并启动新链，设计了无障碍区块链交互协议；后者旨在成为完美的区块链扩容方案，其生态中的链被称为平行链，推崇共享安全，不同平行链可通过交叉共识信息通信。

2020年底，随着某主流公链扩容研究聚焦侧链、子网和Layer2 Rollups等方案，应用链也衍生出相应形态。某知名侧链项目和某子网项目通过提升侧链或子网的体验和性能，实现整体服务能力提升。Layer2 Rollups则以模块化堆栈形式支持应用链，某知名Rollup框架和某新兴Rollup开发工具受到众多项目青睐。Layer2 Rollups解决方案旨在提高某主流公链的吞吐量和可扩展性，满足增长的交易需求，并提供更广泛的互通性。

目前，已有大量应用构建在跨平台的应用链中。例如，某知名游戏项目在2021年初推出其侧链；某游戏项目于2021年底宣布迁移至某公链的子网；某DeFi项目于2021年11月推出基于某生态的应用链；某衍生品交易平台在2022年中旬宣布V4版本将使用某生态技术构建独立应用链；某基础设施项目于2023年上线服务Web3生态应用发展的基础设施应用链，包含丰富的商业化协议层。

应用链的优劣势

应用链获得运行主权区块链的全部权力，而不依赖底层Layer1，这是把双刃剑。

优势主要有三点：

1. 主权：应用链能通过自身治理方案解决问题，保持项目独立性和自主性，防止外部干扰；

2. 性能：满足应用所需的低延迟和高吞吐量，提供良好用户体验，提高DApp实际运作效率；

3. 可定制性：开发者可根据需求定制链，甚至打造生态系统，提供灵活的演进方式。

劣势同样有三点：

1. 安全问题：应用链需自行负责安全，包括权衡节点数量、维护共识机制，规避质押风险等，网络相对不安全；

2. 跨链问题：作为独立链缺乏与其他链(应用)的互操作性，面临跨链挑战。集成跨链协议又会增加风险；

3. 成本问题：需额外搭建大量基础设施，耗费大量成本和工程时间。还包括运行和维护节点的成本。

对初创公司而言，应用链的劣势对其DApp运作影响巨大。多数初创团队难以很好解决安全和跨链问题，还会被高昂成本劝退。但可预测性能又是特定DApp的刚需，因此市场急需Layer1层面的可预测性能解决方案。

弹性区块空间

在Web2中，弹性计算是常见的云计算模型，允许系统动态扩缩计算、内存和存储资源以满足变化需求，无需担忧用量高峰的容量规划和工程设计。

弹性区块空间根据网络拥堵程度自动调整区块容纳的交易数量。如果区块链网络通过弹性计算为特定应用交易提供稳定的区块空间和TPS保障，就实现了"可预测性能"。

某知名研究机构也曾提出类似的"弹性动态扩展"概念，认为是DApp支持大规模采用的必然路径。预测未来1-3年将出现以下技术发展：

1. 第一阶段：验证节点级别的水平扩展；
2. 第二阶段：链级别的静态扩展；
3. 第三阶段：链级别的动态水平扩展。

而该项目真正落地了这个概念，解决了第一阶段"如何协调验证节点水平扩展支持弹性计算"的核心问题。当网络中的协议增长时，可订阅弹性区块空间处理用户和吞吐量增长。弹性区块空间为高交易需求的DApps提供独立区块空间，允许它们随增长而扩展。本质上，区块空间决定了每个区块可存储的数据量，直接影响交易吞吐量。当DApps经历需求激增时，订阅弹性区块空间可高效处理增加的负载，不影响底层区块链。

弹性计算分为"实时弹性"和"非实时弹性"，前者指分钟级响应扩容，后者在限定时间内响应扩容。该项目采用"非实时弹性"方法，即网络检测到需要扩容时发起提议，一个或多个epoch后整个网络的验证节点完成扩容，并提交证明供其他验证者挑战。

该项目的方案借鉴了分布式数据库理念，是区块链分片技术的延续。从"计算分片"角度针对应用流量需求扩容，避免了"跨片事务"问题，使开发者和用户体验变化不大。同时，采用落地难度较小的"非实时弹性"，在满足多数DApp实际需求的同时增强了应用性。

值得注意的是，弹性区块空间作为横向扩展区块链性能的方案，前提是"交易可并行化"。只有提高交易并行度，才需横向扩展节点资源以提升吞吐量。

对某主流公链等Layer1，交易串行是直接性能瓶颈，区块大小受可变Gas limit限制(上限30,000,000 gas)，只能寻求Layer2扩容方案。

而对某高性能公链等Layer1，虽支持交易并行执行，性能可横向扩展，但无法应对需求高峰期DApp的"可预测性能"问题。该公链通过"本地费用市场"方案，防止单一需求交易垄断稀缺区块空间，限制短期费用上涨，缓解突发需求高峰负面影响。例如，NFT发行期间，发行者迅速消耗每个账户的计算单元(CU)限制，后续交易须提高优先费用才能在有限空间内处理。

可以说，该项目通过弹性区块空间应对交易需求激增，进一步延伸了"本地费用市场"概念，不仅确保DApp"可预测性能"，还防止全网范围内费用激增和拥堵，一举两得。

总结

无论应用链还是弹性区块空间，本质上都是解决不同DApp对区块链性能需求差异的问题，即"可预测性能"问题。两种方案没有优劣之分，只有适用性差异。这让人联想到"胖协议理论"——2016年提出的理论，探讨加密协议如何捕获比构建其上应用更多的集体价值。

应用链实际上是瘦协议，特别是Layer1采用模块化架构时，协议层完全由应用层定制。虽给应用带来更好的价值累积机制，但同时带来高昂成本和有限安全性。

弹性区块空间实际上是胖协议，是底层Layer1协议层的扩展功能。它有效降低了需"可预测性能"参与者的进入门槛，同时协议可捕获应用价值，产生正反馈循环。