Майбутнє блокчейну полягає в досягненні децентралізації, безпеки та масштабованості, але зазвичай можна реалізувати лише два з цих трьох аспектів. Це називається проблемою неможливого трикутника блокчейну. Протягом багатьох років люди досліджують, як підвищити пропускну здатність та швидкість транзакцій блокчейну за умов забезпечення децентралізації та безпеки, тобто вирішити проблему масштабування.
Давайте спочатку приблизно визначимо децентралізацію, безпеку та масштабованість блокчейну:
Децентралізація: будь-хто може стати вузлом і брати участь у системі блокчейн, чим більше вузлів, тим вищий рівень децентралізації.
Безпека: чим вищі витрати на отримання контролю над системою блокчейн, тим вища безпека, ланцюг зможе протистояти більшій частині атак.
Масштабованість: здатність блокчейну обробляти велику кількість транзакцій.
Перше значне жорстке розгалуження мережі Біткойн виникло через проблему масштабованості. У міру збільшення кількості користувачів та обсягу транзакцій, мережа Біткойн з обмеженням в 1 МБ почала стикатися з заторами. З 2015 року в спільноті Біткойн існували розбіжності щодо проблеми масштабованості: одна сторона підтримувала розширення блоку, а інша — використання рішення SegWit для оптимізації структури основного ланцюга. 1 серпня 2017 року, сторона, яка підтримувала великі блоки, самостійно розробила клієнтську систему на 8 МБ, що призвело до першого значного жорсткого розгалуження Біткойн та народження BCH.
Мережа Ethereum також обрала жертвувати частиною масштабованості для забезпечення безпеки мережі та децентралізації. Хоча Ethereum не обмежує розмір блоку, як це робить Bitcoin, але опосередковано встановлює верхню межу на пальне для окремого блоку, метою чого є реалізація бездоказового консенсусу і забезпечення широкого розподілу вузлів.
Від CryptoKitties 2017 року до літа DeFi, а потім до зростання GameFi та NFT, ринок постійно зростає в потребі в пропускній здатності. Але Ethereum все ще може обробляти лише 15-45 транзакцій на секунду, що призводить до зростання вартості транзакцій і подовження часу розрахунків, більшість DApp важко витримують витрати на експлуатацію. Ідеальне рішення для масштабування: максимально підвищити швидкість транзакцій та пропускну здатність мережі блокчейну без шкоди для децентралізації та безпеки.
2. Категорії планів розширення
Ми можемо розділити рішення щодо розширення на дві основні категорії: розширення на основному блокчейні та розширення поза блокчейном, відповідно до "чи змінює це один рівень основної мережі".
2.1 розширення поза блокчейном
Основна концепція: рішення, яке досягає ефекту розширення шляхом зміни одного рівня протоколу основної мережі, наразі основним рішенням є шардинг.
Існує кілька рішень для розширення мережі, у цій статті не буде детально розглянуто, лише коротко наведемо два з них:
Розширити простір блоків, збільшити кількість транзакцій, що упаковуються в кожен блок, але це підвищить вимоги до обладнання вузлів і знизить рівень децентралізації.
Шардинг, розподіл блокчейн-реєстру на кілька частин, за які різні вузли відповідають за різне ведення обліку, паралельні обчислення можуть обробляти кілька транзакцій одночасно. Це може знизити обчислювальне навантаження на вузли та поріг входження, підвищити швидкість обробки транзакцій і рівень децентралізації, але знизить безпеку всієї мережі.
Зміна основного протоколу мережі може призвести до непередбачуваних негативних наслідків, будь-яка незначна вразливість у підлягаючих системах може серйозно загрожувати безпеці всього мережевого простору.
2.2 поза блокчейном розширення
Ключове поняття: рішення для масштабування, яке не змінює існуючий протокол основної мережі першого рівня.
поза блокчейном розширення можна додатково поділити на Layer2 та інші рішення:
Layer2: Державні канали, Плазма, Роллери
Інше: Бічні ланцюги, Validium
3. Плани розширення поза блокчейном
3.1 Державні канали
3.1.1 Огляд
Стан каналу визначає, що лише під час відкриття, закриття або вирішення суперечок користувачам потрібно взаємодіяти з основною мережею, тоді як взаємодії між користувачами відбуваються поза блокчейном, щоб зменшити час і витрати на транзакції, реалізуючи необмежену кількість транзакцій.
Стан каналу – це простий P2P протокол, що підходить для додатків, що базуються на раундах, таких як гра в шахи між двома гравцями. Кожен канал управляється мультипідписним смарт-контрактом, що працює в головній мережі, який контролює активи, що вносяться в канал, перевіряє оновлення стану та арбітрує спори між учасниками.
3.1.2 Часова лінія
2015/02: Джозеф Пун та Таддеус Дріджа опублікували чернетку білого паперу про мережу Lightning.
2015/11: Джефф Коулман вперше системно узагальнив концепцію State Channel.
2016/01:Joseph Poon та Thaddeus Dryja офіційно опублікували білу книгу про мережу Lightning для біткойна.
2017/11: Перші специфікації дизайну State Channel на основі фреймворку Payment Channel, що отримали назву Sprites, були запропоновані.
2018/06: Counterfactual представив детальний дизайн Узагальнених Державних Каналів.
2018/10: запропоновано концепції State Channel Networks та Virtual Channels.
2019/02: Концепція статус-каналів розширена до N-Party Channels, Nitro є першим протоколом, заснованим на цій ідеї.
2019/10: Pisa розширює концепцію Watchtowers, вирішуючи питання, яке вимагає, щоб учасники були постійно онлайн.
Учасники відкривають канал, вносячи кошти в смарт-контракт основної мережі.
Учасники можуть проводити необмежену кількість транзакцій поза блокчейном, обмінюючись підписаними повідомленнями для оновлення стану.
При закритті каналу учасники подають остаточний стан до основного мережевого контракту. Якщо отримано підписи всіх учасників, виконати негайно; інакше потрібно дочекатися закінчення періоду оскарження.
У разі виникнення суперечок можна подати докази шахрайства до основного контракту для оскарження.
3.1.4 Плюси та мінуси
Переваги:
Миттєве підтвердження, низькі комісії за транзакції
Висока пропускна спроможність, сильна масштабованість
Хороша конфіденційність
Недоліки:
потрібно заздалегідь заблокувати кошти
Учасники повинні залишатися онлайн
Не підходить для застосувань з відкритою участю
Вартість створення та закриття каналу висока
3.1.5 Застосування
Основні застосування: біткойн-мережа Lightning, ефірна мережа Lightning, Celer Network.
Біткойн-мережа Lightning:
Запропоновано у 2015 році, основна мережа випущена в березні 2018 року
Станом на листопад 2022 року, існує 76,236 платіжних каналів, 5049 BTC заблоковано
Ефірний громовий мережа:
Засновано в 2017 році, основна мережа випущена в травні 2020 року
Наразі бракує розробницького прогресу, кілька бірж зняли токен RDN з лістингу
Мережа Celer:
Заснована в 2018 році, додано рівень стимулювання
Підходить для високочастотних інтерактивних додатків, таких як платформи для кіберспорту
3.1.6 Порівняння застосувань
Мережа блискавки є наразі найуспішнішим застосуванням каналу стану, екосистема є досить розвинутою. Мережа громовиці розвивається досить повільно. Celer Network розширила більше сценаріїв застосування, додавши шар стимулювання.
3.2 Бічні ланцюги
3.2.1 Резюме
Концепція бічного ланцюга була запропонована в 2012 році, а в 2014 році вперше були опубліковані відповідні статті. Бічний ланцюг є формою блокчейну, що з'явилася для прискорення транзакцій біткоїнів, може використовувати більш складні контракти або поліпшувати механізм консенсусу. Коли результати транзакцій бічного ланцюга врешті-решт передаються назад до основного ланцюга, вони фіксуються на стороні валідаторів.
3.2.2 Таймлайн
2012/01: Концепція бічного ланцюга біткойна була представлена в чаті
2014/10: Опубліковано статтю про бічні ланцюги біткоїна
2017/04: Запуск тестової мережі POA Network
2017/10: Запуск Matic Network
2017/12: Запуск основної мережі POA Network
2018/01: Запуск тестової мережі Skale
2018/10: запущено тестову мережу xDai Chain
2020/06:Запуск основної мережі Skale, запуск основної мережі Matic PoS Chain
2021/02: Matic Network перейменовано в Polygon Network
2021/02: Запуск основної мережі Ronin бічного ланцюга гри Axie Infinity
2021/12: xDai Chain об'єдналася з Gnosis Dao і утворила Gnosis Chain
Основні технічні принципи бічного ланцюга включають:
Двостороннє закріплення: валідатори основного ланцюга та бічного ланцюга в режимі реального часу фіксують поточний стан один одного.
Непогоджене якорення: валідатори бічного ланцюга повинні контролювати активність основного ланцюга, але основний ланцюг не може підтвердити стан бічного ланцюга, потрібно ввести механізм сертифікаторів.
Крос-чейн активи:
Головний ланцюг→бічний ланцюг: головний ланцюг блокує активи, бічний ланцюг генерує wrapped asset
бічний ланцюг → головний ланцюг: бічний ланцюг знищує обгорнуті активи, головний ланцюг розблокує активи
Безпека активів на сторонньому ланцюзі залежить від безпеки самого стороннього ланцюга, головним чином від його механізму консенсусу.
3.2.4 Плюси та мінуси
Переваги:
Можливість швидких та дешевих транзакцій
Може підтримувати більш складні смарт-контракти
Не впливає на безпеку та децентралізацію основного ланцюга
Недоліки:
Потрібно покладатися на механізм спільного підпису, безпека нижча
Кросчейн-мост може стати ціллю атаки
Основні активи повинні бути заблоковані на мосту
Повна залежність від чесності валідаторів
3.2.5 Застосування
Основні застосування: Gnosis Chain (, колишній xDai ), Polygon, Ronin
Ланцюжок гнозису:
Запуск основної мережі у вересні 2018 року
Об'єднання з Gnosis DAO у 2021 році
Використовуючи модель PoSDAO, стейкінг може принести 15% APR
Поточний TVL приблизно $53M, є 35 запущених проектів
Багатокутник:
Заснована у 2017 році, основна мережа запущена у червні 2020 року
У лютому 2021 року перейменовано, перетворено на агрегатор рішень для розширення
Екологічний розвиток швидко зростає, має 37k+ DApp
Наразі TVL приблизно $1.07B
Ронін:
Бокова ланцюг, розроблена для гри Axie Infinity
Запуск основної мережі у березні 2021 року
Використовується консенсус PoA, максимум 25 валідаторів
У березні 2022 року зазнав хакерської атаки на 625 мільйонів доларів
3.2.6 Порівняння застосувань
Gnosis Chain зосереджений на платежах стабільної монети, Polygon розвивається найшвидше та найширше, Ronin спеціально розроблений для ігор, але його безпека викликає сумніви. Polygon займає провідні позиції в екологічному будівництві, технологічних новаціях та фінансовій спроможності.
3.3 Плазма
3.3.1 Огляд
Plasma є фреймворком для створення масштабованих DApp. Він з'явився як еволюційне рішення для побічних ланцюгів, що має на меті знизити довіру користувачів до операторів побічних ланцюгів до мінімуму. Основний принцип Plasma полягає в тому, що навіть у разі безпекового збою в Plasma-ланцюзі активи користувача все ще можуть бути відкликані до основної мережі.
3.3.2 Хронологія
2017/08:Віталік і Джозеф Пун представили білий папір Plasma
2018/01:Віталік запропонував Plasma MVP
2018/03: Віталік запропонував Plasma Cash
2018/06: Дан Робінсон запропонував Plasma Debit
2018/11: Фонд BANKEX запропонував Plasma Prime
З 2019 року: спільнота Ethereum почала досліджувати Rollups
Ця сторінка може містити контент третіх осіб, який надається виключно в інформаційних цілях (не в якості запевнень/гарантій) і не повинен розглядатися як схвалення його поглядів компанією Gate, а також як фінансова або професійна консультація. Див. Застереження для отримання детальної інформації.
20 лайків
Нагородити
20
4
Поділіться
Прокоментувати
0/400
ChainSauceMaster
· 07-15 21:52
Ех, це ж і є вічний трикутник?
Переглянути оригіналвідповісти на0
MemeKingNFT
· 07-15 21:41
поза блокчейном розширення зрештою лише ліки для заспокоєння невдах... десятирічна класична трикутна дилема з усмішкою стирає всі образи
Переглянути оригіналвідповісти на0
airdrop_huntress
· 07-15 21:32
Знову говоримо про масштабування~ гогу гогу
Переглянути оригіналвідповісти на0
ArbitrageBot
· 07-15 21:26
АЙ пастка один день прибутку щодня розглядаю розширення
Повний аналіз рішень для розширення поза блокчейном: від State Channels до Rollups у технологічній еволюції
Глибина аналізу розширення поза блокчейном
1. Необхідність розширення
Майбутнє блокчейну полягає в досягненні децентралізації, безпеки та масштабованості, але зазвичай можна реалізувати лише два з цих трьох аспектів. Це називається проблемою неможливого трикутника блокчейну. Протягом багатьох років люди досліджують, як підвищити пропускну здатність та швидкість транзакцій блокчейну за умов забезпечення децентралізації та безпеки, тобто вирішити проблему масштабування.
Давайте спочатку приблизно визначимо децентралізацію, безпеку та масштабованість блокчейну:
Перше значне жорстке розгалуження мережі Біткойн виникло через проблему масштабованості. У міру збільшення кількості користувачів та обсягу транзакцій, мережа Біткойн з обмеженням в 1 МБ почала стикатися з заторами. З 2015 року в спільноті Біткойн існували розбіжності щодо проблеми масштабованості: одна сторона підтримувала розширення блоку, а інша — використання рішення SegWit для оптимізації структури основного ланцюга. 1 серпня 2017 року, сторона, яка підтримувала великі блоки, самостійно розробила клієнтську систему на 8 МБ, що призвело до першого значного жорсткого розгалуження Біткойн та народження BCH.
Мережа Ethereum також обрала жертвувати частиною масштабованості для забезпечення безпеки мережі та децентралізації. Хоча Ethereum не обмежує розмір блоку, як це робить Bitcoin, але опосередковано встановлює верхню межу на пальне для окремого блоку, метою чого є реалізація бездоказового консенсусу і забезпечення широкого розподілу вузлів.
Від CryptoKitties 2017 року до літа DeFi, а потім до зростання GameFi та NFT, ринок постійно зростає в потребі в пропускній здатності. Але Ethereum все ще може обробляти лише 15-45 транзакцій на секунду, що призводить до зростання вартості транзакцій і подовження часу розрахунків, більшість DApp важко витримують витрати на експлуатацію. Ідеальне рішення для масштабування: максимально підвищити швидкість транзакцій та пропускну здатність мережі блокчейну без шкоди для децентралізації та безпеки.
2. Категорії планів розширення
Ми можемо розділити рішення щодо розширення на дві основні категорії: розширення на основному блокчейні та розширення поза блокчейном, відповідно до "чи змінює це один рівень основної мережі".
2.1 розширення поза блокчейном
Основна концепція: рішення, яке досягає ефекту розширення шляхом зміни одного рівня протоколу основної мережі, наразі основним рішенням є шардинг.
Існує кілька рішень для розширення мережі, у цій статті не буде детально розглянуто, лише коротко наведемо два з них:
Зміна основного протоколу мережі може призвести до непередбачуваних негативних наслідків, будь-яка незначна вразливість у підлягаючих системах може серйозно загрожувати безпеці всього мережевого простору.
2.2 поза блокчейном розширення
Ключове поняття: рішення для масштабування, яке не змінює існуючий протокол основної мережі першого рівня.
поза блокчейном розширення можна додатково поділити на Layer2 та інші рішення:
3. Плани розширення поза блокчейном
3.1 Державні канали
3.1.1 Огляд
Стан каналу визначає, що лише під час відкриття, закриття або вирішення суперечок користувачам потрібно взаємодіяти з основною мережею, тоді як взаємодії між користувачами відбуваються поза блокчейном, щоб зменшити час і витрати на транзакції, реалізуючи необмежену кількість транзакцій.
Стан каналу – це простий P2P протокол, що підходить для додатків, що базуються на раундах, таких як гра в шахи між двома гравцями. Кожен канал управляється мультипідписним смарт-контрактом, що працює в головній мережі, який контролює активи, що вносяться в канал, перевіряє оновлення стану та арбітрує спори між учасниками.
3.1.2 Часова лінія
3.1.3 Технічні принципи
Загальний робочий процес каналу стану:
Учасники відкривають канал, вносячи кошти в смарт-контракт основної мережі.
Учасники можуть проводити необмежену кількість транзакцій поза блокчейном, обмінюючись підписаними повідомленнями для оновлення стану.
При закритті каналу учасники подають остаточний стан до основного мережевого контракту. Якщо отримано підписи всіх учасників, виконати негайно; інакше потрібно дочекатися закінчення періоду оскарження.
У разі виникнення суперечок можна подати докази шахрайства до основного контракту для оскарження.
3.1.4 Плюси та мінуси
Переваги:
Недоліки:
3.1.5 Застосування
Основні застосування: біткойн-мережа Lightning, ефірна мережа Lightning, Celer Network.
Біткойн-мережа Lightning:
Ефірний громовий мережа:
Мережа Celer:
3.1.6 Порівняння застосувань
Мережа блискавки є наразі найуспішнішим застосуванням каналу стану, екосистема є досить розвинутою. Мережа громовиці розвивається досить повільно. Celer Network розширила більше сценаріїв застосування, додавши шар стимулювання.
3.2 Бічні ланцюги
3.2.1 Резюме
Концепція бічного ланцюга була запропонована в 2012 році, а в 2014 році вперше були опубліковані відповідні статті. Бічний ланцюг є формою блокчейну, що з'явилася для прискорення транзакцій біткоїнів, може використовувати більш складні контракти або поліпшувати механізм консенсусу. Коли результати транзакцій бічного ланцюга врешті-решт передаються назад до основного ланцюга, вони фіксуються на стороні валідаторів.
3.2.2 Таймлайн
! Глибокий звіт про дослідження на 10 000 слів: комплексний аналіз масштабування поза мережею
3.2.3 Технічний принцип
Основні технічні принципи бічного ланцюга включають:
Двостороннє закріплення: валідатори основного ланцюга та бічного ланцюга в режимі реального часу фіксують поточний стан один одного.
Непогоджене якорення: валідатори бічного ланцюга повинні контролювати активність основного ланцюга, але основний ланцюг не може підтвердити стан бічного ланцюга, потрібно ввести механізм сертифікаторів.
Крос-чейн активи:
Безпека активів на сторонньому ланцюзі залежить від безпеки самого стороннього ланцюга, головним чином від його механізму консенсусу.
3.2.4 Плюси та мінуси
Переваги:
Недоліки:
3.2.5 Застосування
Основні застосування: Gnosis Chain (, колишній xDai ), Polygon, Ronin
Ланцюжок гнозису:
Багатокутник:
Ронін:
3.2.6 Порівняння застосувань
Gnosis Chain зосереджений на платежах стабільної монети, Polygon розвивається найшвидше та найширше, Ronin спеціально розроблений для ігор, але його безпека викликає сумніви. Polygon займає провідні позиції в екологічному будівництві, технологічних новаціях та фінансовій спроможності.
3.3 Плазма
3.3.1 Огляд
Plasma є фреймворком для створення масштабованих DApp. Він з'явився як еволюційне рішення для побічних ланцюгів, що має на меті знизити довіру користувачів до операторів побічних ланцюгів до мінімуму. Основний принцип Plasma полягає в тому, що навіть у разі безпекового збою в Plasma-ланцюзі активи користувача все ще можуть бути відкликані до основної мережі.
3.3.2 Хронологія
! Звіт про глибоке дослідження на 10 000 слів: комплексний аналіз масштабування поза мережею
3.3.3 Технічні принципи
Основна ідея Plasma:
Користувацький процес:
! Глибокий звіт про дослідження на 10 000 слів: комплексний аналіз масштабування поза мережею