基于以太坊构建公链,可能性/路径与深度解析

在区块链技术日新月异的今天,“公链”作为去中心化应用（DApps）的底层基础设施，一直是行业探索的焦点，而以太坊（Ethereum）作为目前最成熟、生态最丰富的智能合约平台，自然而然地成为了许多开发者和项目方构建新链的起点，问题来了：基于以太坊可以发公链吗？ 答案是肯定的，但这其中的“基于”有着丰富的内涵和多样的实现路径，并非简单意义上的“复制粘贴”。

要理解这个问题,我们首先需要明确“基于以太坊”通常指代哪些技术或理念，它主要是指利用以太坊已有的技术成果、安全模型或开发者生态来构建一条新的、独立的公共区块链，这并非指直接在以太坊主网上“再发一条链”，而是借助其“基因”或“工具箱”。

为什么选择“基于以太坊”构建公链？

在探讨具体路径之前,我们先来看看选择这条道路的吸引力何在：

1. 强大的安全基础：以太坊拥有极其强大的算力支持和去中心化的节点网络，基于以太坊构建的某些类型的公链（如通过Layer 2扩展方案），其安全性可以间接或直接依赖于以太坊主网，这对于新链而言是巨大的优势，无需从零开始积累信任和算力。
2. 成熟的开发工具与生态：以太坊拥有Solidity智能合约语言、Truffle、Hardhat等开发框架，以及庞大的开发者社区，基于以太坊技术栈构建新链，可以复用这些成熟工具，降低开发门槛，加速开发进程。
3. 丰富的模块化组件：以太坊本身以及其周边生态提供了大量可复用的模块化组件，如共识机制算法（如PoS相关的实现）、虚拟机（EVM）、跨链桥等，为新公链的快速搭建提供了便利。
4. 庞大的用户与资本基础：以太坊拥有庞大的用户群体和成熟的DeFi、NFI等生态，新公链若能与以太坊生态良好兼容或集成，更容易获得用户关注和资本支持。
5. 可组合性（Composability）：基于EVM构建的公链可以轻松与以太坊及其他EVM兼容链上的应用和资产进行交互，这种可组合性是区块链生态繁荣的关键。

基于“以太坊”发公链的主要路径

明确了动机,我们再来具体分析如何“基于以太坊”发公链，目前主流的路径主要有以下几种：

1. 构建以太坊Layer 2扩容方案（最主流的“基于以太坊”构建新链的方式）

   • 核心思想：Layer 2（L2）是构建在以太坊主网（Layer 1, L1）之上的扩展解决方案，旨在通过将计算和交易处理从主网移至侧链或链下网络，从而提高交易速度、降低费用，同时保持对主网安全性的依赖。
   • 技术类型：
     • Rollups：这是目前最受关注的L2技术，它将一批交易打包在一起，在链下执行计算和状态更新，然后将结果（数据或证明）提交回以太坊主网进行验证和存储，Rollups又分为：
       • Optimistic Rollups（乐观Rollups）：假设交易是有效的，除非有人提出欺诈证明，例如Arbitrum、Optimism。
       • ZK-Rollups（零知识Rollups）：使用零知识证明来验证交易的正确性，无需依赖欺诈证明，例如zkSync、StarkNet。
     • 状态通道（State Channels）：参与方在链下进行多次交易，只在开启和关闭通道时与主网交互，例如Lightning Network（比特币，但理念类似）、Connext。
     • 侧链（Sidechains）：与以太坊主网并行运行的独立区块链，通过双向锚定机制与主网进行资产转移，例如Polygon PoS（早期被视为侧链，现更趋向于多链架构中的链）、Avalanche的子网（理念上有相似之处）。
   • 特点：这些L2链在某种程度上可以被视为“基于以太坊构建的具有特定功能的公链”，它们拥有独立的区块空间和交易处理能力，但其安全性和最终性依赖于以太坊主网。

2. 构建兼容EVM的独立公链（“以太坊精神”的继承者）

   • 核心思想：这些链是完全独立的区块链网络，拥有自己的共识机制、节点网络和区块生产者，它们选择与以太坊虚拟机（EVM）兼容，这意味着 Solidity 编写的智能合约可以不经修改或稍作修改就能在这些链上运行，并且它们使用与以太坊类似的账户模型和交易结构。
   • 技术实现：这类公链通常从以太坊的客户端代码（如Geth、OpenEthereum）或更底层的区块链框架（如Parity Substrate、Cosmos SDK）出发，进行修改和定制，以实现自己的共识机制（如PoS、PoA、DPoS等）、经济模型和特定功能。
   • 代表项目：BNB Chain (BSC)、Polygon PoS（虽然也有L2属性，但作为独立链运行）、Avalanche C-Chain、Fantom、Harmony等。
   • 特点：它们与以太坊主网在物理上是独立的，安全性不直接依赖于以太坊，但通过EVM兼容性继承了以太坊的开发者生态和用户习惯，实现了“以太坊生态的扩展”而非“以太坊的扩展”。

3. 基于以太坊技术栈构建非EVM兼容的公链

   • 核心思想：借鉴以太坊的设计理念，如智能合约、去中心化自治组织（DAO）等，但在虚拟机、编程语言或共识机制上进行创新，不刻意追求EVM兼容性。
   • 技术实现：可能使用不同的虚拟机（如Solana的Sealevel、Cardano的Plutus）、不同的编程语言（如Rust、Move），或采用全新的共识算法。
   • 代表项目：Solana、Cardano、Aptos、Sui等。
   • 特点：这类公链虽然可能在设计理念上受以太坊启发，甚至使用了部分以太坊开源的技术思想，但它们是完全独立的公链，与以太坊的互操作性需要通过跨链技术来实现，并非直接“基于以太坊”构建。

4. 利用以太坊模块化框架构建公链

   • 核心思想：以太坊本身也在向模块化方向发展，分离共识、数据可用性、执行、结算等层，开发者可以利用这些模块化的理念或基于以太坊分片（Sharding）技术，构建新的公链或特定功能的区块链。
   • 技术实现：以太坊未来的分片链本身就可以被视为一系列基于以太坊共识和数据可用性层构建的并行公链，一些项目也在探索基于以太坊模块化组件构建特定领域的公链。
   • 特点：这是更前沿的路径，旨在实现区块链的“乐高式”组合，新公链可以专注于特定功能，而将底层安全等交给以太坊等成熟的基础层。

需要考虑的关键因素与挑战

虽然基于以太坊构建公链有诸多优势,但也并非没有挑战：