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鏈原生與鏈擴展

引言:區塊鏈架構的雙層世界

在區塊鏈的世界裏,每一條鏈都像一座精密的城堡,其架構可以清晰地劃分為兩個層級:鏈原生(Native)  和 鏈擴展(Extension) 。鏈原生是這條鏈的“骨骼”和“心臟”,定義了它的核心本質和運行邏輯,包括賬户系統(如以太坊的 EOA 賬户)、虛擬機(如 EVM)、共識機制、交易池(Mempool)等。這些功能直接嵌入鏈的協議層,決定了鏈的主體功能、性能、安全性和不可篡改性。

與之相對,鏈擴展 則主要指智能合約層。它像城堡上的“閣樓”,允許開發者在鏈原生基礎上構建自定義邏輯,實現無限可能。但正如任何建築一樣,這兩個層級並非孤立,而是相互依存、層層遞進的關係。理解“鏈原生與鏈擴展”的界限與協同,是設計高效區塊鏈的關鍵。本文將從概念界定、侷限性、演進路徑,到實際應用,系統探討這一架構範式。

鏈原生 vs 鏈擴展:邊界與能力

區塊鏈的原生功能是“內置的、不可或缺的”,它決定了鏈的身份和底線性能。例如:

EOA(Externally Owned Accounts): 用户直接控制的賬户,支持簽名交易,是以太坊貨幣流通的基石。

EVM(Ethereum Virtual Machine): 執行智能合約的“引擎”,但它本身也是原生的一部分。

共識機制(如 PoS、PoW): 確保全網一致性。

交易池: 暫存待打包交易。

這些功能運行在協議層,效率極高,Gas 成本最低,且受全網共識保護。

鏈擴展則通過智能合約實現,開發者可以部署代碼來擴展功能。比如,DeFi 協議、NFT 市場、DAO 治理,都在這一層綻放。但並非所有功能都適合“上浮”到擴展層:

很多東西可以在智能合約層做,但很多東西不能。

典型例子是 MEV(Miner Extractable Value,礦工可提取價值) 。MEV 源於交易排序的公平性問題,在智能合約層難以根治,因為它涉及交易池的排序和打包邏輯——這些是原生層的核心。真正抗 MEV 需要在鏈原生層 重構核心機制。

以太坊預編譯合約:擴展向原生的“下沉”

以太坊的演進完美詮釋了“鏈擴展向原生下沉”的趨勢。預編譯合約(Precompiles)  本質上是將高頻、計算密集的擴展功能(如橢圓曲線運算、SHA256 哈希)從 EVM 合約層“硬編碼”到原生層。

早期: 開發者在合約中實現這些運算,Gas 消耗巨大(例如,Keccak256 需要 30 Gas/字節)。

優化後: 預編譯將它們下沉到 EVM 原生指令,Gas 降至 3-15,速度提升數倍。

這不僅是性能優化,更是架構哲學:將更常用、更接近鏈本質的功能儘可能下沉到鏈原生層面。 未來,L2(如 Optimism)和 Danksharding 將進一步模糊邊界,甚至將 Rollup 邏輯原生化。

但對於以太坊這樣的通用區塊鏈,不停添加原生功能也是不合適的——它會犧牲通用性(綁定特定用例,開發者生態碎片化),並增加硬分叉頻率(升級成本飆升,社區分裂風險)。下沉需謹慎,通用鏈當以擴展層為主,專用鏈方可大膽原生化。

原生與擴展的本質:鏈的“DNA”與“肌肉”

在區塊鏈設計中,原生功能 和 擴展功能 的區分是哲學層面的根本劃分,它決定了鏈的定位、演化路徑和生態邊界。

鏈原生 是這條鏈的DNA——它的本質身份核心操作。原生功能必須是內置的、協議級別的、難以更改的,直接嵌入鏈的協議代碼中,由全網共識強制執行。它回答了最根本的問題: “這條鏈是什麼?” 原生層提供底線性能(極致速度、低成本)、最高安全性功能錨定(定義鏈的獨特價值)。例如,原生功能包括賬户模型、基本交易語義、虛擬機指令集等,這些是鏈“活下來”的必要條件。一旦設計,原生就如DNA般穩定,升級需硬分叉,成本極高。原生不是“功能堆砌”,而是最小化精華:每一條原生指令都服務於鏈的本質,冗餘即毒藥。

與之相反,鏈擴展 是肌肉系統——對原生本質的動態加強和豐富。它通過智能合約實現,靈活、可插拔、社區驅動,它回答了 “如何讓這條鏈更強大?” 這一問題。 擴展層允許開發者在原生基礎上疊加複雜邏輯,實現個性化創新,但它依賴原生(執行在VM上)、性能折價(Gas開銷)和風險自負(代碼漏洞)。擴展不是“隨意添加”,而是忠實於原生本質的放大鏡:它不能改變鏈的DNA,只能強化它。好的擴展如“插件”和”腳本”,即插即用。

以以太坊為例:

本質:貨幣與金融。它不是通用計算平台,而是世界的金融心臟。

原生: EOA 賬户系統,支持餘額轉移、Nonce 防重放,正是金融的“原子操作”——簡單、可靠、全球通用。

擴展: 智能合約是對這一本質的加強,如 ERC-20、Uniswap**(自動化做市),它們將貨幣金融從“轉賬”擴展到“複雜市場”,但始終服務於原生金融核心。

簡而言之:原生鑄魂,擴展生力。設計鏈時,先煉原生(問“是什麼”),再築擴展(問“如何強”)。違背此道,鏈易成“四不像”——性能低下、安全隱患、生態貧瘠。

傳統互聯網的鏡像:Chrome 與遊戲的啓示

“原生與擴展”並非區塊鏈獨有,在傳統互聯網中無處不在。

以 Chrome 瀏覽器為例:

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插件生態讓 Chrome 從“瀏覽器”變“超級工具”。

再以電子遊戲為例:

遊戲本體是開發商傾力打造的“原生核心”,定義了玩法規則、引擎渲染、關卡設計,確保穩定流暢的體驗。MOD(模組)則是社區玩家的“擴展藝術”,通過官方API添加新地圖、自定義技能、劇情支線,甚至重製UI,對本體功能的精準增強。

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文明系列(Civilization):本體是 Firaxis 的“骨架”(回合制策略、科技樹、外交征服),MOD 是社區的“血肉”(數千新文明、單位、地圖、平衡補丁)。MOD 讓遊戲“永生”,銷量翻倍,但脱離本體即崩塌——原生為基,擴展為翼**的完美鏡像。區塊鏈專用鏈設計,當以此為鑑。

深化觀之,不管是 Chrome 還是文明6,原生本體功能的迭代總是緩慢而穩健——它觸及核心引擎、兼容性與安全性,每一次更新(如 Chrome 的 V8 引擎升級或 Civ6 的核心 DLC)需數月測試、全球回滾預案,確保零 Bug、跨平台穩定。這正是更核心的體現:原生如“憲法”,定義邊界,守護本質。

反觀擴展功能,迭代速度飛快且輕量、創意十足:Chrome 插件一週內可上線千款新作,Civ6 Steam Workshop 日推數百 MOD,從“外星人文明”到“現代核戰補丁”,社區如野火燎原,零成本試錯。

原生與擴展間有明顯邊界:API 接口清晰,擴展不能侵擾原生(如 MOD 無法改 Civ6 的回合計算邏輯),卻互補協同——原生提供穩定基石,擴展注入無限活力,共同鑄就更豐富的應用系統:Chrome 變“生活 OS”,Civ6 成“永恆帝國模擬器”。區塊鏈專用鏈,當以此為鏡:原生穩如磐石,擴展綻放百花。

專用鏈設計:以 Orderbook DEX 為鑑

當下,通用鏈(如 ETH)面臨“千鏈一面”的困境。專用鏈(AppChain)  是未來:專用開發,而非全部使用 EVM鏈 + Solidity合約 這種千篇一律的方式——這是一種技術戰略層面的偷懶,會增加技術債務、阻礙技術創新。重新思考區塊鏈 ,我們需要哪些專有的鏈原生,以及用什麼樣的鏈擴展。

案例:專用 Orderbook DEX 鏈

想象我們開發一條專為 高頻 Orderbook DEX 的鏈,目標是實現亞秒級撮合、無 MEV 干擾、全球交易者零門檻。這不是“ETH 上再搭 Uniswap”,而是從原生重構,讓 Orderbook DEX 成為鏈的“DNA”——交易公平如空氣,性能如閃電。

鏈原生定製是靈魂:

抗 MEV 直擊原生,我們原生集成 MEVless 協議(詳見)。該協議通過定序區塊與執行區塊分離,在交易內容可見前即承諾排序:用户先提交交易 Hash + 預付款(固定 Gas + 可選小費),節點基於預付款金額對 Hash 排序並全網共識存入定序區塊;隨後用户補交易內容,執行區塊嚴格按承諾順序運行。礦工“盲排序”,杜絕三明治攻擊與搶跑——信任最小化、on-chain 強制。這不是合約補丁,而是協議 DNA,適用於 DeFi AppChain,確保訂單簿價格純淨、滑點歸零。

賬户模型選 UTXO: 摒棄 賬户式模型,轉用 UTXO。每個訂單如比特幣般“原子銷燬+創建”,支持海量並行,無狀態膨脹,可以極大提升TPS 並省略大量的Gas費。

原生內置 Orderbook 引擎: 協議層 直驅限價/市價訂單簿、深度圖實時查詢。交易者無需寫一行代碼,即可發單、撤單、撮合——DEX 核心“零 Gas 擴展”即就緒。撮合邏輯硬編碼,亞毫秒延遲,媲美 CEX。

鏈擴展: 為吸引華爾街交易者和 HFT 做市商,可以部署 Python 友好 VM。他們用 Python 編寫 略插件:高頻套利 bot、動態 MM 算法。一鍵部署,即調用原生 Orderbook API,性能無損。這些插件如“DEX App Store”,社區狂歡,從散户到機構,全策略覆蓋。擴展不搶原生風頭,只錦上添花。

原生為基,擴展為翼

“鏈原生與鏈擴展” 是區塊鏈架構的黃金法則:原生鑄就本質,擴展驅動創新。在 AppChain 浪潮中,將會以專用鏈為主導:你的金融鏈、遊戲鏈、社交鏈,將如何定義其“原生”與“擴展”?

文章來源:https://lawliet-chan.github.io/2025/10/28/appchain/

作者:@Lawliet Chan

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