引言：区块链架构中的双层宇宙
在区块链世界中，每条链都如同一座精心构筑的堡垒，其结构被清晰地划分为两个层次：原生层（chain native） 与 扩展层（chain extension）。
原生层构成了链的“骨架”与“心脏”，定义了该链的核心身份与运行逻辑。它涵盖了账户系统（如以太坊的外部拥有账户 EOA）、虚拟机（EVM）、共识机制、交易池（mempool）等关键组件。这些功能内嵌于协议层，决定了链的基础能力、性能、安全性和不可篡改性。
相比之下，扩展层主要指智能合约层。它如同在原生框架之上搭建的“阁楼”，使开发者能够构建自定义逻辑，释放无限可能性。然而，正如任何建筑一样，这两层并非彼此孤立——它们相互咬合、彼此支撑。在设计高效区块链时，理解原生层与扩展层之间的边界与协同关系至关重要。本文将系统性地探讨这一架构范式，从概念界定与约束条件，到演进路径与实际用例。
链的原生功能是“内建且不可或缺”的，它决定了链的身份与基础性能。例如：
EOA（外部拥有账户）：由用户控制、支持签名交易的账户，构成以太坊货币流通的基石。
EVM（以太坊虚拟机）：执行智能合约的“引擎”，而其本身即属于原生层。
共识机制（如 PoS 或 PoW）：保障全网状态一致性。
交易池（mempool）：在交易被打包进区块前临时存储。
这些组件运行于协议层，具备高效率、极低的 Gas 成本，并享有全网共识的完整保护。
扩展层则通过智能合约实现，允许开发者部署代码以增强功能。DeFi 协议、NFT 市场、DAO 治理等皆在此蓬勃发展。但并非所有功能都适合“上浮”至扩展层：
许多事情可以在智能合约中完成，但并非所有事情都应该如此。
一个经典案例是 MEV（矿工/最大可提取价值）。MEV 源于交易排序中的 RBF 公平性问题。仅靠智能合约无法从根本上解决，因为它们无法控制交易池的排序与打包逻辑——这属于原生层的核心职责。真正的 MEV 抵抗能力，需要在原生层重新设计这些底层原语。
以太坊的发展历程展示了扩展功能如何向下迁移至原生层。预编译合约（Precompiles） 本质上是将高频、计算密集型的操作（如椭圆曲线运算或 SHA-256 哈希）从智能合约层硬编码进原生层。
早期阶段：开发者需直接在合约中实现这些操作，Gas 成本极高（例如 Keccak-256 曾高达每字节 30 Gas）。
优化后：这些操作被移入原生操作码，Gas 消耗降至 3–15，执行速度提升数倍。
这不仅是性能升级，更是一种架构哲学的体现：一项功能使用越频繁、与协议关联越紧密，就越应下沉至原生层。展望未来，L2 系统（如 Optimism）和 Danksharding 将进一步模糊这一边界，甚至可能将 Rollup 逻辑也纳入原生支持。
然而，对于以太坊这样的通用链而言，盲目增加原生功能反而适得其反：
牺牲通用性（将协议绑定到特定用例，割裂开发者生态）；
增加硬分叉频率（升级成本飙升，社区协调风险加剧）。
因此，向下迁移必须谨慎。通用链应坚持“扩展优先”，而专用链则可大胆推进原生集成。
原生功能与扩展功能的区分，是一条哲学分界线，它决定了链的定位、演进方向与生态广度。
原生功能是链的 DNA——即其根本身份与核心操作。它们必须内置于协议层，难以更改，由全局共识强制执行。它们回答的问题是：“这条链是什么？”
原生层提供基础性能（最高吞吐量、最低成本）、顶级安全性与功能锚点（定义链的独特价值）。一旦确立，这些特性便如 DNA 般稳定；任何变更都需要硬分叉，代价高昂。原生层不是“功能堆砌”，而是精炼的本质——每个操作码都服务于链的核心使命，冗余即是毒药。
扩展功能则是链的肌肉系统——动态增强原生本质的灵活组件。它们存在于智能合约层，具有灵活性、可插拔性与社区驱动性，回答的问题是：“这条链如何变得更强？”
开发者可在原生基础上叠加复杂逻辑，实现个性化创新，但扩展依赖于原生层（运行于虚拟机之上），牺牲性能（更高 Gas 成本），并承担自主管理的风险（合约漏洞）。扩展不能改写 DNA，只能放大它。最佳的扩展应如“插件”或“脚本”——即插即用。
以以太坊为例：
原生本质：货币与金融。它并非通用计算农场，而是全球金融的心脏。
原生层：EOA 账户模型、余额转账、基于 nonce 的重放保护——这些是金融的原子操作：简洁、可靠、全局可组合。
扩展层：智能合约通过 ERC-20 等标准和 Uniswap 等协议，将核心能力从简单转账扩展至复杂市场，同时始终契合以太坊的金融 DNA。
简言之：原生层铸就灵魂，扩展层赋予力量。
设计一条链时，先锻造原生身份（问“我们是谁？”），再构建扩展肌肉（问“我们如何成长？”）。忽视这一法则，你的链将成为一头混乱的奇美拉——缓慢、脆弱、生态贫瘠。
“原生 vs 扩展”并非区块链独有，它在传统互联网平台中同样普遍存在。
电子游戏提供了另一个绝佳类比：
基础游戏是开发者的原生作品，定义了核心玩法机制、引擎渲染和关卡设计，以确保稳定体验；模组（Mods） 则是社区的扩展艺术——通过官方 API 添加新地图、自定义技能、支线任务，甚至彻底重做用户界面。
《文明》（Civilization）系列堪称教科书级范例：Firaxis 开发的基础游戏设定了“骨架”（回合制策略、科技树、外交与征服），而模组社区则为其注入“血肉”（数千种新文明、单位、地图及平衡性调整）。模组赋予游戏持久生命力与爆发式销量——但若没有基础游戏，一切将轰然崩塌。这正是“原生为基石、扩展为羽翼”的完美映照，也为设计区块链应用链（AppChains）提供了清晰蓝图。
深入观察，这一模式始终成立。Chrome 的原生引擎演进极为谨慎，因为触及核心会影响兼容性与安全性。每一次重大更新（例如 V8 引擎升级）都要经历数月测试与回滚，以确保零缺陷和跨平台稳定性。这是一种“宪政式”行为：原生层如同一部“宪法”，划定边界、守护本质。
而扩展则以惊人速度迭代：Chrome 每周可新增数千个插件，《文明VI》的 Steam 创意工坊每天产出数百个模组——从“外星文明”到“现代核战争”补丁。社区能自由创新，正是因为其风险面更低。
原生与扩展之间的接口定义清晰：API 明确开放，扩展无法覆盖核心逻辑（模组不能修改《文明》的回合计算规则），却能彼此互补。原生层提供稳定根基，扩展层注入无限活力。二者合力，使 Chrome 成为“活的操作系统”，让《文明》化作“永恒的帝国模拟器”。专用区块链应以此为鉴：让原生层坚如磐石，让扩展层百花齐放。
当今的通用链（如以太坊）正陷入“千链一面”的停滞困境。未来属于专用链（AppChains）。对所有场景都采用通用的 EVM + Solidity 技术栈，看似捷径，实则堆积技术债、扼杀创新。我们必须重新思考：针对特定用例，哪些组件应成为原生功能，哪些应留在扩展层？
案例：专为订单簿 DEX 打造的专用链
设想构建一条专注于高频订单簿型去中心化交易所（DEX）的链，目标是实现亚秒级撮合、零 MEV 干扰，并为全球交易者提供无摩擦接入。这并非“把 Uniswap 部署到以太坊上”，而是重构原生层，使订单簿 DEX 成为该链的 DNA——让公平交易如空气般无处不在，执行速度如闪电般迅捷。
原生定制即是灵魂：
原生层级的 MEV 抵抗：我们将 MEVless 协议（详见细节）原生集成。该协议将“排序区块”与“执行区块”分离，在交易内容公开前先锁定顺序。用户首先提交交易哈希并预付费用（固定 Gas + 可选小费）；节点按预付金额对哈希排序，并就排序区块达成共识；随后用户才揭示完整交易内容，执行区块严格遵循已承诺的顺序。排序器“盲排”，彻底消除夹心攻击与抢跑。这是最小化信任、链上强制执行的机制——不是合约层面的补丁，而是协议本身的 DNA，专为需要纯净价格发现与零滑点的 DeFi 应用链量身打造。
采用 UTXO 账户模型：以 UTXO 模型取代账户模型。每笔订单如同比特币的“原子性销毁+创建”输出，支持大规模并行处理，摆脱状态膨胀。TPS 飙升，Gas 费用骤降。
原生订单簿引擎：在协议层硬编码限价单与市价单的撮合逻辑，并支持实时深度查询。交易者无需编写任何代码即可下单、撤单或撮合——DEX 核心以零 Gas 开销、毫秒级延迟运行，性能媲美中心化交易所。
扩展层：为吸引华尔街交易员与高频做市商，我们可嵌入一个对 Python 友好的虚拟机。他们用 Python 编写策略插件——套利机器人、自适应做市算法等。一键部署后，这些插件直接调用原生订单簿 API，且无性能损耗。这相当于一个“DEX 应用商店”，社区成员（从散户到机构）均可发布交易策略。扩展层不会抢夺原生层的聚光灯，而是将其高高托起。
“链原生”与“链扩展”是区块链架构的黄金法则：原生层铸就本质，扩展层驱动创新。随着应用链浪潮兴起，专用链将成为主流。无论你构建的是金融链、游戏链还是社交链，战略核心始终如一：你将如何划清原生 DNA 与扩展肌肉之间的界限？
作者：Lawliet Chan
原文：https://ethresear.ch/t/chain-native-and-chain-extension/23432
免责声明：本文为c2e Labs的第三方内容，仅供信息分享与传播之目的，不代表我们的立场或观点且不构成任何投资及应用建议。版权归原作者或来源方所有，如内容或素材有所争议请和我们取得联系。
