Майбутнє блокчейну полягає в децентралізації, безпеці та масштабованості. Але зазвичай блокчейн може реалізувати лише два з цих трьох аспектів, що відомо як проблема неможливого трикутника блокчейну. Протягом багатьох років люди досліджують, як підвищити пропускну здатність і швидкість транзакцій блокчейну за умови дотримання децентралізації та безпеки, тобто вирішити проблему масштабування.
Визначення децентралізації, безпеки та масштабованості блокчейну:
Децентралізація: будь-хто може стати вузлом, беручи участь у виробництві та верифікації блокчейн-системи, чим більше вузлів, тим вищий рівень децентралізації.
Безпека: Чим вищі витрати на отримання контролю над блокчейн-системою, тим вища безпека.
Масштабованість: здатність блокчейну обробляти велику кількість транзакцій.
Перше значне жорстке розгалуження мережі біткоїн сталося через проблеми з розширенням. Мережа ефір також вибрала жертву частини масштабованості, щоб забезпечити безпеку мережі та децентралізацію. З 2017 року попит на пропускну здатність на ринку постійно зростав, але ефір може обробляти лише 15-45 транзакцій на секунду, що призводить до зростання витрат на транзакції та подовження часу розрахунків. Ідеальним рішенням для масштабування є: підвищення швидкості транзакцій і пропускної здатності блокчейн-мережі без жертви децентралізації та безпеки.
Відповідно до критерію "чи змінюється основна мережа", рішення щодо розширення можна поділити на два основних типи: розширення на базі блокчейну та розширення поза блокчейном.
2.1 Розширення на ланцюзі
Основна концепція: рішення, яке досягає ефекту розширення шляхом зміни одного рівня протоколу основної мережі, основним рішенням є шардінг.
Основний план:
Розширення блокового простору: збільшення кількості транзакцій, що пакуються в кожному блоці, але це знижує рівень децентралізації.
Шардинг: розділення бухгалтерської книги блокчейну на кілька частин, за які відповідають різні вузли, може підвищити швидкість обробки транзакцій, але знижує загальну безпеку мережі.
Зміна основного протоколу мережі може призвести до непередбачуваних негативних наслідків, загрожуючи безпеці всієї мережі.
2.2 поза блокчейном розширення
Основна концепція: рішення для масштабування, яке не змінює існуючий протокол основної мережі першого рівня.
можна поділити на Layer 2 та інші рішення:
Layer 2: Дворівнева мережа, побудована над головним ланцюгом
Інші рішення: такі як бічні ланцюги тощо
3. Позаблокчейнові рішення для масштабування
3.1 Державні канали
3.1.1 Огляд
Статевий канал передбачає, що користувачам потрібно взаємодіяти з основною мережею лише під час відкриття, закриття або вирішення суперечок каналу, тоді як взаємодія між користувачами відбувається поза блокчейном, щоб зменшити час і витрати на транзакції та реалізувати необмежену кількість транзакцій.
Статевий канал – це простий P2P протокол, який підходить для додатків, що базуються на чергуванні. Кожен канал управляється багатопідписним смарт-контрактом, який працює в основній мережі, цей контракт контролює активи, що надходять до каналу, перевіряє оновлення стану та арбітражує суперечки між учасниками.
3.1.2 Хронологія
2015/02: Джозеф Пун і Таддеус Дріджа опублікували проект білого паперу про мережу Lightning
2015/11: Джефф Коулман вперше системно підсумував концепцію State Channel
2016/01: Офіційно опубліковано білий папір про Bitcoin Lightning Network
2017/11: Перші специфікації проектування State Channel Sprites були представлені
2018/06: Counterfactual запропонував детальний дизайн Generalized State Channels
2018/10: Запропоновано концепції State Channel Networks та Virtual Channels
2019/02: З'явилася концепція N-Party Channels, Nitro є першим протоколом, заснованим на цій ідеї
2019/10: Pisa розширює концепцію Watchtowers, вирішуючи проблему необхідності постійної онлайн-участі.
Бічний ланцюг - це форма блокчейну, що виникла для пришвидшення транзакцій біткойнів, яка може використовувати більш складні контракти або покращити механізм консенсусу. Результати транзакцій бічного ланцюга врешті-решт будуть зафіксовані на головному ланцюзі.
3.2.2 Тимчасова лінія
2012/01: Концепція бічного ланцюга біткойна вперше була запропонована
2014/10: опублікована стаття про біткоїн-бокові ланцюги
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:Запуск тестової мережі xDai Chain
2020/06:Запуск основної мережі Skale
2020/06:Запуск основної мережі Matic PoS Chain
2021/02: Робота основної мережі Ronin бокового ланцюга Axie Infinity
Бічні ланцюги мають два основних способи зв'язку з основним ланцюгом:
Двостороннє закріплення: основні та бокові ланцюги перевіряють записи стану один одного
Некоректне якорення: Верифікатори бічного ланцюга контролюють головний ланцюг, головний ланцюг забезпечує зв'язок за допомогою впровадження Сертифікаторів.
Механізм бічного ланцюга:
Основна ланка -> Бічна ланка: основна ланка блокує активи, бічна ланка генерує еквівалентні активи
Головна ланка: знищення активів бокової ланки, розблокування активів головної ланки
Безпека активів на бічному ланцюзі залежить від механізму консенсусу бічного ланцюга.
3.2.4 Плюси та мінуси
Переваги:
Висока налаштовуваність
Підтримка складних смарт-контрактів
Можливість швидкого підтвердження угод
Недоліки:
Низький рівень децентралізації
Безпека залежить від валідаторів
Затримка двостороннього переказу досить висока
3.2.5 Застосування
Основні застосування:
xDai Chain( тепер Gnosis Chain): побудована на основі DAI бокова ланка
Polygon( перед Matic Network): агрегатор рішень для масштабування Ethereum
Ronin: спеціальний сторонній ланцюг для гри Axie Infinity
3.2.6 Порівняння застосунків
Ланцюжок xDai:
Низькі торгові витрати, швидка швидкість
Екологічний розвиток зазвичай
Багатокутник:
Різні рішення для масштабування
Екологічний розвиток є досить хорошим
Ронін:
Спеціально розроблено для ігор
Зазнав значних інцидентів безпеки
3.3 Плазма
3.3.1 Огляд
Plasma є фреймворком для створення масштабованих Dapp, який спрямований на зниження довіри користувачів до операторів бокових ланцюгів. Навіть якщо оператори діють зловмисно, активи користувачів можуть бути безпечно повернені на основну мережу.
3.3.2 Часова лінія
2017/08: Випуск білого паперу Plasma
2018/01:Представлено Plasma MVP
2018/03:Представлено Plasma Cash
2018/06:Представлено Plasma Debit
2018/11:Запропоновано концепцію Plasma Prime
З 2019 року: спільнота Ethereum почала досліджувати Rollups
поза блокчейном виконання: більшість роботи обробляється поза основною мережею
Статус зобов'язання: підтвердження статусу обчислень поза блокчейном в основній мережі через Merkle Root
Механізм виходу: користувачі можуть безпечно виводити кошти з Plasma-ланцюга на основну мережу
Процес роботи:
Користувач вносить активи до контракту основної мережі
Проведення транзакцій на мережі Plasma
Оператор періодично подає корінь стану в основну мережу
Користувач може в будь-який час ініціювати запит на вихід
Після періоду викликів можна вилучити активи з контракту основної мережі
3.3.4 Плюси та мінуси
Переваги:
Висока пропускна здатність
Низькі комісії
Вища безпека
Недоліки:
Тривалий час виходу
Користувачу потрібно контролювати стан поза блокчейном
Важко підтримувати складні додатки
3.3.5 Додаток
Основні застосування:
Plasma Group: перетворено на Optimism
OMG Network: перетворений на Boba Network
Polygon: інтеграція різних рішень для масштабування
3.3.6 Підсумок
Plasma є технічним перехідним рішенням, що має деякі вроджені проблеми. Більшість проектів після спроби переходять на інші рішення для масштабування, такі як Rollups.
3.4 Ролапи
3.4.1 Огляд
Основна ідея Rollups полягає в тому, щоб зберігати обчислення та стан поза блокчейном, лише зобов'язуючи стан та стиснені дані транзакцій у ланцюзі. Rollups поділяються на Optimistic Rollups та ZK Rollups.
3.4.2 Технічні принципи
Принцип роботи Rollups:
Користувач надсилає транзакцію до Layer 2
Агент збирає угоди в пакет і виконує їх
Подати пакет транзакцій та корінь стану до контракту Layer 1
Верифікація контрактів Layer 1 та оновлення статусу
Основне питання Rollups: як забезпечити правильність завантаження пакетів транзакцій
Два рішення:
Докази шахрайства → Оптимістичні ролл-апи
Дійсне свідчення → ZK Rollups
3.4.3 Плюси та мінуси
Переваги:
Спадкування безпеки Layer 1
Висока пропускна здатність
Низькі комісії
Недоліки:
Виклики доступності даних
Час виведення довший ( Оптимістичні ролапи )
Проблема сумісності EVM(ZK Rollups)
3.4.5 Оптимістичні Роллапи
3.4.5.1 Резюме
Оптимістичні ролапи(OPRUs)покладаються на докази шахрайства для забезпечення правильності виконання поза блокчейном. За замовчуванням всі транзакції вважаються правильними, і лише в разі спірних ситуацій виконується перевірка на головному ланцюзі.
3.4.5.2 Хронологія
2018/08: Arbitrum запропонував розмістити торгівлю
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.
8 лайків
Нагородити
8
4
Репост
Поділіться
Прокоментувати
0/400
SandwichTrader
· 13год тому
Занадто довго, щоб читати. Дайте короткий підсумок.
Переглянути оригіналвідповісти на0
FarmToRiches
· 13год тому
Є таке поняття, що якщо не поїхати на дорогу, то це все марно.
Переглянути оригіналвідповісти на0
MetaverseLandlord
· 13год тому
Ей, це питання все ще обговорюється, немає рішення.
поза блокчейном масштабування: від State Channels до ZK Rollups
Глибина аналізу розширення поза блокчейном
1. Необхідність розширення
Майбутнє блокчейну полягає в децентралізації, безпеці та масштабованості. Але зазвичай блокчейн може реалізувати лише два з цих трьох аспектів, що відомо як проблема неможливого трикутника блокчейну. Протягом багатьох років люди досліджують, як підвищити пропускну здатність і швидкість транзакцій блокчейну за умови дотримання децентралізації та безпеки, тобто вирішити проблему масштабування.
Визначення децентралізації, безпеки та масштабованості блокчейну:
Перше значне жорстке розгалуження мережі біткоїн сталося через проблеми з розширенням. Мережа ефір також вибрала жертву частини масштабованості, щоб забезпечити безпеку мережі та децентралізацію. З 2017 року попит на пропускну здатність на ринку постійно зростав, але ефір може обробляти лише 15-45 транзакцій на секунду, що призводить до зростання витрат на транзакції та подовження часу розрахунків. Ідеальним рішенням для масштабування є: підвищення швидкості транзакцій і пропускної здатності блокчейн-мережі без жертви децентралізації та безпеки.
! Глибокий звіт про дослідження на 10 000 слів: комплексний аналіз офчейн-експансії
2. Категорії планів розширення
Відповідно до критерію "чи змінюється основна мережа", рішення щодо розширення можна поділити на два основних типи: розширення на базі блокчейну та розширення поза блокчейном.
2.1 Розширення на ланцюзі
Основна концепція: рішення, яке досягає ефекту розширення шляхом зміни одного рівня протоколу основної мережі, основним рішенням є шардінг.
Основний план:
Зміна основного протоколу мережі може призвести до непередбачуваних негативних наслідків, загрожуючи безпеці всієї мережі.
2.2 поза блокчейном розширення
Основна концепція: рішення для масштабування, яке не змінює існуючий протокол основної мережі першого рівня.
можна поділити на Layer 2 та інші рішення:
3. Позаблокчейнові рішення для масштабування
3.1 Державні канали
3.1.1 Огляд
Статевий канал передбачає, що користувачам потрібно взаємодіяти з основною мережею лише під час відкриття, закриття або вирішення суперечок каналу, тоді як взаємодія між користувачами відбувається поза блокчейном, щоб зменшити час і витрати на транзакції та реалізувати необмежену кількість транзакцій.
Статевий канал – це простий P2P протокол, який підходить для додатків, що базуються на чергуванні. Кожен канал управляється багатопідписним смарт-контрактом, який працює в основній мережі, цей контракт контролює активи, що надходять до каналу, перевіряє оновлення стану та арбітражує суперечки між учасниками.
3.1.2 Хронологія
3.1.3 Технічні принципи
Робочий процес каналу стану:
3.1.4 Плюси та мінуси
Переваги:
Недоліки:
3.1.5 Застосування
Основні застосування:
3.1.6 Порівняння застосувань
Біткойн-мережа блискавки:
Ефірний грозовий мережа:
Мережа Celer:
! Глибокий звіт про дослідження на 10 000 слів: комплексний аналіз масштабування поза мережею
3.2 Бічні ланцюги
3.2.1 Резюме
Бічний ланцюг - це форма блокчейну, що виникла для пришвидшення транзакцій біткойнів, яка може використовувати більш складні контракти або покращити механізм консенсусу. Результати транзакцій бічного ланцюга врешті-решт будуть зафіксовані на головному ланцюзі.
3.2.2 Тимчасова лінія
! Глибокий звіт про дослідження на 10 000 слів: комплексний аналіз офчейн-експансії
3.2.3 Технічні принципи
Бічні ланцюги мають два основних способи зв'язку з основним ланцюгом:
Механізм бічного ланцюга:
Безпека активів на бічному ланцюзі залежить від механізму консенсусу бічного ланцюга.
3.2.4 Плюси та мінуси
Переваги:
Недоліки:
3.2.5 Застосування
Основні застосування:
3.2.6 Порівняння застосунків
Ланцюжок xDai:
Багатокутник:
Ронін:
3.3 Плазма
3.3.1 Огляд
Plasma є фреймворком для створення масштабованих Dapp, який спрямований на зниження довіри користувачів до операторів бокових ланцюгів. Навіть якщо оператори діють зловмисно, активи користувачів можуть бути безпечно повернені на основну мережу.
3.3.2 Часова лінія
! Глибокий звіт про дослідження на 10 000 слів: комплексний аналіз масштабування поза мережею
3.3.3 Технічні принципи
Плазма основна ідея:
Процес роботи:
3.3.4 Плюси та мінуси
Переваги:
Недоліки:
3.3.5 Додаток
Основні застосування:
3.3.6 Підсумок
Plasma є технічним перехідним рішенням, що має деякі вроджені проблеми. Більшість проектів після спроби переходять на інші рішення для масштабування, такі як Rollups.
3.4 Ролапи
3.4.1 Огляд
Основна ідея Rollups полягає в тому, щоб зберігати обчислення та стан поза блокчейном, лише зобов'язуючи стан та стиснені дані транзакцій у ланцюзі. Rollups поділяються на Optimistic Rollups та ZK Rollups.
3.4.2 Технічні принципи
Принцип роботи Rollups:
Основне питання Rollups: як забезпечити правильність завантаження пакетів транзакцій
Два рішення:
3.4.3 Плюси та мінуси
Переваги:
Недоліки:
3.4.5 Оптимістичні Роллапи
3.4.5.1 Резюме
Оптимістичні ролапи(OPRUs)покладаються на докази шахрайства для забезпечення правильності виконання поза блокчейном. За замовчуванням всі транзакції вважаються правильними, і лише в разі спірних ситуацій виконується перевірка на головному ланцюзі.
3.4.5.2 Хронологія