Будущее блокчейна заключается в децентрализации, безопасности и масштабируемости. Но обычно блокчейн может реализовать только два из этих трех аспектов, что называется треугольником невозможности блокчейна. На протяжении многих лет люди искали способы повышения пропускной способности и скорости транзакций блокчейна при соблюдении децентрализации и безопасности, то есть решения проблемы масштабирования.
Давайте сначала определим децентрализацию, безопасность и масштабируемость блокчейна:
Децентрализация: любой может стать узлом и участвовать в системе блокчейна, чем больше узлов, тем выше степень децентрализации.
Безопасность: Чем выше стоимость получения контроля над блокчейн-системой, тем выше безопасность.
Масштабируемость: способность блокчейна обрабатывать большое количество транзакций.
Первое значительное хардфорк в сети Биткойн возникло из-за проблемы с масштабированием. 1 августа 2017 года клиентская система Bitcoin ABC, разработанная самостоятельно, начала работать с блоками размером 8 МБ, что привело к первому значительному хардфорку в истории Биткойна и появлению новой криптовалюты BCH.
Сеть Ethereum также выбрала пожертвовать частью масштабируемости, чтобы обеспечить безопасность и децентрализованность сети. С 2017 года, когда появились CryptoKitties, через лето DeFi, затем с ростом приложений GameFi и NFT, спрос на пропускную способность рынка постоянно увеличивался, но Ethereum может обрабатывать только 15-45 транзакций в секунду. Это приводит к увеличению стоимости транзакций, увеличению времени расчета, и большинству Dapps трудно выдерживать эксплуатационные расходы, вся сеть становится медленной и дорогой для пользователей, что делает вопрос масштабирования блокчейна крайне актуальным.
2. Категории решений по увеличению емкости
Мы разделили планы по масштабированию на две основные категории: масштабирование на блокчейне и вне блокчейна, основываясь на стандарте "изменится ли основной сеть".
2.1 Расширение в блокчейне
Основная концепция: решение, достигающее эффекта масштабирования путем изменения одного уровня протокола основной сети, в настоящее время основное решение - это шардирование.
Существует множество решений для масштабирования в цепочке, в этой статье не будет подробного изложения, кратко перечислим два:
Увеличить пространство блока, то есть увеличить количество транзакций, упакованных в каждом блоке, но это снизит уровень "децентрализации".
Шардинг, разделение бухгалтерской книги блокчейна на несколько частей, за которые отвечают разные узлы, может снизить вычислительное давление на узлы, но снизит общую "безопасность" сети.
Изменение протокола основной сети может привести к непредсказуемым негативным последствиям, поскольку любые незначительные уязвимости безопасности на нижнем уровне могут серьезно угрожать безопасности всей сети.
2.2 вне блокчейна расширение
Ключевая концепция: решение для масштабирования, которое не изменяет существующий протокол основной сети первого уровня.
вне блокчейна расширение решений может быть дополнительно разделено на Layer2 и другие решения:
Состояние канала предполагает, что пользователи должны взаимодействовать с основной сетью только при открытии, закрытии или разрешении споров; взаимодействие между пользователями происходит вне блокчейна, чтобы снизить временные и денежные затраты на транзакции и обеспечить неограниченное количество транзакций.
Статус-канал — это простой P2P-протокол, подходящий для "приложений на основе раундов", таких как игра в шахматы для двух человек. Каждый канал управляется многофункциональным смарт-контрактом, работающим в основной сети, который контролирует активы, внесенные в канал, проверяет обновления статуса и арбитражирует споры между участниками.
3.1.2 Таймлайн
2015/02: Джозеф Пун и Тадеуш Дрия выпустили проект белой книги о сети Lightning.
2015/11: Джефф Коулман впервые систематически обобщил концепцию State Channel.
2016/01: Джозеф Пун и Таддеус Дріджа официально опубликовали белую книгу по сети Lightning для биткойнов.
2017/11: Первые проектные спецификации State Channel на основе фреймворка Payment Channel, предложенные Sprites.
2018/06:Counterfactual предложил дизайн обобщенных каналов состояния.
2018/10: предложены концепции State Channel Networks и Virtual Channels.
2019/02: Расширение состояния канала до N-Party Channels, Nitro является первым протоколом, основанным на этой идее.
2019/10: Pisa расширила концепцию Watchtowers для решения проблемы постоянного онлайн-присутствия всех участников.
Алиса и Боб развернули многоподписной контракт в основной сети и внесли средства на блокировку.
Алиса и Боб проводили несколько сделок вне блокчейна, каждая сделка подтверждалась подписями обеих сторон.
При закрытии канала Элис отправляет окончательное состояние контракту. Если Боб подписывает одобрение, контракт распределяет средства в соответствии с окончательным состоянием. Если Боб не отвечает, необходимо дождаться окончания периода оспаривания, прежде чем получить средства.
Обзор: малые платежные каналы в сети Биткойн, образующие сеть транзакций через вне блокчейна малые платежные каналы и посредников.
Временная линия: предложено в 2015 году, выпущена основная версия в 2018 году, в 2022 году несколько бирж поддержали сеть молний.
Экосистема: уже более 20 категорий и более 100 приложений, включая платежи, кошельки, управление узлами и т.д.
Эфириум Лайтнинг Сеть
Обзор: Микроплатежный канал на основе Эфириума, аналогичный сети Lightning.
Временная шкала: основана в 2017 году, выпущен первый Light Client в 2020 году.
Развитие затруднено: высокая степень входа, появление более современных технологий масштабирования и другие причины не позволили получить широкое распространение.
Сеть Celer
Обзор: Увеличение слоя стимулов для сети Lightning, подходит для приложений с высоким уровнем взаимодействия, таких как платформы для киберспорта.
Хронология: основание в 2018 году, запуск основной сети в 2019 году.
Экосистема: Запущены DeFi-протокол Layer2.finance, кросс-чейн-протокол Celer IM и мост активов cBridge.
3.1.6 Сравнение приложений
Биткойн Сетевое решение, Эфириум Сетевое решение и Celer Network имеют свои особенности в функциональности, безопасности и степени децентрализации, подходящие для различных сценариев.
Сайдчейн — это форма блокчейна, появившаяся для ускорения транзакций основной цепи, которая может использовать более сложные контракты или улучшать механизм консенсуса. Сайдчейн является инфраструктурой, прикрепленной к основной цепи и помогающей основной цепи решать проблемы.
3.2.2 Хронология
2012/01: Концепция побочных цепочек Биткойна была впервые предложена
2014/10: Опубликована статья о побочных цепочках Биткойна
2017-2022: несколько проектов побочных цепей были запущены, таких как POA Network, Matic Network(, который позже был переименован в Polygon), xDai Chain и другие.
3.2.3 Технический принцип
Сайдчейн в основном имеет две технологии межсетевого взаимодействия:
Верификаторы сайдчейна мониторят активность основного блокчейна и могут активно записывать транзакции от основного блокчейна к сайдчейну.
Для транзакций между побочной цепочкой и основной цепочкой необходимо ввести механизм сертификации, который будет проверять и подписывать сертификаторы.
Позволяет осуществлять быстрые сделки и низкие комиссии
Может обеспечить полноту Тьюринга
Можно настроить механизм консенсуса
Недостатки:
Безопасность зависит от валидаторов побочной цепи
Перевод основных активов на побочную цепь требует времени
Уровень децентрализации низкий
3.2.5 Приложение
xDai( Гнозис Chain)
Обзор: сайдчейн на основе DAI, комиссии за транзакции легко рассчитываются
Таймлайн: запущен в 2018 году, в 2022 году произошло слияние с Gnosis
Экосистема: занимает 20-е место в рейтинге DeFi Llama, TVL около 53 млн долларов
Полигон
Обзор: агрегатор решений по масштабированию Ethereum
Хронология: основан в 2017 году, запуск основной сети в 2020 году, переименован в Polygon в 2021 году
Экосистема: более 37k+Dapp, 1.8B общих транзакций и более 135M пользователей
Ронин
Обзор: сайдчейн, разработанный для игры Axie Infinity
Временная линия: запущен основной сет в марте 2021 года, в марте 2022 года подвергся хакерской атаке
Экосистема: в основном обслуживает приложения, связанные с Axie Infinity
3.2.6 Сравнение приложений
xDai, Polygon и Ronin различаются по техническим характеристикам, областям применения и развитию экосистемы, что делает их подходящими для различных потребностей использования.
Plasma — это фреймворк для создания масштабируемых Dapp, целью которого является минимизация доверия пользователей к операторам побочных цепей. Даже если оператор ведет себя неправомерно, Plasma может предотвратить кражу средств пользователей.
3.3.2 Временная шкала
2017/08: Виталик и Джозеф Пун представили белую книгу Plasma
2018/01: предложен Plasma MVP
2018/03: предложен Plasma Cash
2018/06: Предложение Plasma Debit
2018/11: предложен Plasma Prime
С 2019 года: сообщество Ethereum начало исследовать новые решения для второго уровня масштабирования "Rollups"
3.3.3 Технические принципы
Основная идея Plasma:
вне блокчейна выполнение: большая часть работы обрабатывается вне основной сети
Обещание состояния: Оператор периодически публикует корень Меркла в основной сети в качестве обещания состояния
Механизм выхода: пользователи могут предоставить доказательство Merkle для подтверждения права собственности на средства
Использование процесса:
Пользователь вносит средства в контракт основной сети
Пользователь торгует на Plasma-цепи
Оператор упаковывает транзакции и отправляет Merkle Root в основную сеть
Пользователь инициирует запрос на выход, после периода оспаривания может вывести средства.
Пользователям необходимо постоянно контролировать сеть Plasma
Проблема массового выхода
Проблемы с доступностью данных
3.3.5 Приложение
Plasma Group → Оптимизм
В 2019 году переключились на исследование Optimistic Rollup
OMG Network → Boba Network
Запуск основной сети в 2020 году, использование технологии More Viable Plasma
В 2021 году переименован в Boba Network, переключился на Optimistic Rollup
Полигон
Выпуск Matic Plasma Chain в 2020 году
Обратный переход на полное стековое L2 решение, включая технологии Rollups
3.3.6 Итог
Plasma является технологией переходного решения, основное применение которой уже переключено на другие технологии масштабирования, такие как Rollups.
3.4 Роллапсы
3.4.1 Обзор
Основная идея Rollups заключается в том, чтобы размещать вычислительные процессы и хранение состояния вне блокчейна, а на блокчейн загружать подтверждение состояния и сжатые данные о транзакциях. В настоящее время они в основном делятся на Optimistic Rollups и ZK Rollups.
3.4.2 Технические принципы
Катиться
Посмотреть Оригинал
На этой странице может содержаться сторонний контент, который предоставляется исключительно в информационных целях (не в качестве заявлений/гарантий) и не должен рассматриваться как поддержка взглядов компании Gate или как финансовый или профессиональный совет. Подробности смотрите в разделе «Отказ от ответственности» .
7 Лайков
Награда
7
5
Репост
Поделиться
комментарий
0/400
SigmaValidator
· 6ч назад
Смертельный треугольник, который никогда не решить.
Посмотреть ОригиналОтветить0
BridgeTrustFund
· 6ч назад
Ускоряем процесс для улучшения TPS!
Посмотреть ОригиналОтветить0
SilentObserver
· 6ч назад
Снова этот старый разговор.
Посмотреть ОригиналОтветить0
DAOdreamer
· 7ч назад
Боится, что расширение равно разыгрыванию людей как лохов
Глубина анализа решений по расширению вне блокчейна: ключевые технологии для повышения производительности Блокчейн
Глубина анализа вне блокчейна расширения
1. Необходимость масштабирования
Будущее блокчейна заключается в децентрализации, безопасности и масштабируемости. Но обычно блокчейн может реализовать только два из этих трех аспектов, что называется треугольником невозможности блокчейна. На протяжении многих лет люди искали способы повышения пропускной способности и скорости транзакций блокчейна при соблюдении децентрализации и безопасности, то есть решения проблемы масштабирования.
Давайте сначала определим децентрализацию, безопасность и масштабируемость блокчейна:
! Подробный исследовательский отчет из 10 000 слов: всесторонний анализ расширения вне сети
Первое значительное хардфорк в сети Биткойн возникло из-за проблемы с масштабированием. 1 августа 2017 года клиентская система Bitcoin ABC, разработанная самостоятельно, начала работать с блоками размером 8 МБ, что привело к первому значительному хардфорку в истории Биткойна и появлению новой криптовалюты BCH.
Сеть Ethereum также выбрала пожертвовать частью масштабируемости, чтобы обеспечить безопасность и децентрализованность сети. С 2017 года, когда появились CryptoKitties, через лето DeFi, затем с ростом приложений GameFi и NFT, спрос на пропускную способность рынка постоянно увеличивался, но Ethereum может обрабатывать только 15-45 транзакций в секунду. Это приводит к увеличению стоимости транзакций, увеличению времени расчета, и большинству Dapps трудно выдерживать эксплуатационные расходы, вся сеть становится медленной и дорогой для пользователей, что делает вопрос масштабирования блокчейна крайне актуальным.
2. Категории решений по увеличению емкости
Мы разделили планы по масштабированию на две основные категории: масштабирование на блокчейне и вне блокчейна, основываясь на стандарте "изменится ли основной сеть".
2.1 Расширение в блокчейне
Основная концепция: решение, достигающее эффекта масштабирования путем изменения одного уровня протокола основной сети, в настоящее время основное решение - это шардирование.
Существует множество решений для масштабирования в цепочке, в этой статье не будет подробного изложения, кратко перечислим два:
Изменение протокола основной сети может привести к непредсказуемым негативным последствиям, поскольку любые незначительные уязвимости безопасности на нижнем уровне могут серьезно угрожать безопасности всей сети.
2.2 вне блокчейна расширение
Ключевая концепция: решение для масштабирования, которое не изменяет существующий протокол основной сети первого уровня.
вне блокчейна расширение решений может быть дополнительно разделено на Layer2 и другие решения:
! Подробный исследовательский отчет из 10 000 слов: всесторонний анализ расширения вне сети
3. Вне блокчейна расширение решений
3.1 Каналы состояния
3.1.1 Обзор
Состояние канала предполагает, что пользователи должны взаимодействовать с основной сетью только при открытии, закрытии или разрешении споров; взаимодействие между пользователями происходит вне блокчейна, чтобы снизить временные и денежные затраты на транзакции и обеспечить неограниченное количество транзакций.
Статус-канал — это простой P2P-протокол, подходящий для "приложений на основе раундов", таких как игра в шахматы для двух человек. Каждый канал управляется многофункциональным смарт-контрактом, работающим в основной сети, который контролирует активы, внесенные в канал, проверяет обновления статуса и арбитражирует споры между участниками.
3.1.2 Таймлайн
3.1.3 Технические принципы
Рабочий процесс Каналов Государства:
! Подробный исследовательский отчет из 10 000 слов: всесторонний анализ масштабирования вне сети
3.1.4 Плюсы и минусы
Преимущества:
Недостатки:
3.1.5 Приложение
Биткойн-Лайтнинг Сеть
Эфириум Лайтнинг Сеть
Сеть Celer
3.1.6 Сравнение приложений
Биткойн Сетевое решение, Эфириум Сетевое решение и Celer Network имеют свои особенности в функциональности, безопасности и степени децентрализации, подходящие для различных сценариев.
! Подробный исследовательский отчет на 10 000 слов: всесторонний анализ масштабирования вне сети
3.2 Боковые цепочки
3.2.1 Обзор
Сайдчейн — это форма блокчейна, появившаяся для ускорения транзакций основной цепи, которая может использовать более сложные контракты или улучшать механизм консенсуса. Сайдчейн является инфраструктурой, прикрепленной к основной цепи и помогающей основной цепи решать проблемы.
3.2.2 Хронология
3.2.3 Технический принцип
Сайдчейн в основном имеет две технологии межсетевого взаимодействия:
Симметричное привязывание ( двустороннее якорение ):
Ассиметричное привязка( несогласованная привязка):
! Подробный исследовательский отчет на 10 000 слов: всесторонний анализ масштабирования вне сети
3.2.4 Преимущества и недостатки
Преимущества:
Недостатки:
3.2.5 Приложение
xDai( Гнозис Chain)
Полигон
Ронин
3.2.6 Сравнение приложений
xDai, Polygon и Ronin различаются по техническим характеристикам, областям применения и развитию экосистемы, что делает их подходящими для различных потребностей использования.
! Подробный исследовательский отчет на 10 000 слов: всесторонний анализ расширения вне сети
3.3 Плазма
3.3.1 Обзор
Plasma — это фреймворк для создания масштабируемых Dapp, целью которого является минимизация доверия пользователей к операторам побочных цепей. Даже если оператор ведет себя неправомерно, Plasma может предотвратить кражу средств пользователей.
3.3.2 Временная шкала
3.3.3 Технические принципы
Основная идея Plasma:
Использование процесса:
! Подробный исследовательский отчет на 10 000 слов: всесторонний анализ масштабирования вне сети
3.3.4 Преимущества и недостатки
Преимущества:
Недостатки:
3.3.5 Приложение
Plasma Group → Оптимизм
OMG Network → Boba Network
Полигон
3.3.6 Итог
Plasma является технологией переходного решения, основное применение которой уже переключено на другие технологии масштабирования, такие как Rollups.
3.4 Роллапсы
3.4.1 Обзор
Основная идея Rollups заключается в том, чтобы размещать вычислительные процессы и хранение состояния вне блокчейна, а на блокчейн загружать подтверждение состояния и сжатые данные о транзакциях. В настоящее время они в основном делятся на Optimistic Rollups и ZK Rollups.
3.4.2 Технические принципы
Катиться