Будущее блокчейна видится в децентрализации, безопасности и масштабируемости. Однако обычно блокчейн может реализовать лишь два из этих трех аспектов, что называется «невозможной тройкой» блокчейна. На протяжении многих лет люди искали способы повысить пропускную способность и скорость транзакций блокчейна при гарантии 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 затраты на получение контроля над блокчейном, тем выше безопасность.
Масштабируемость: способность блокчейна обрабатывать большое количество транзакций.
Первый значительный хардфорк сети Биткойн произошел из-за проблемы с масштабированием. 1 августа 2017 года Bitcoin ABC самостоятельно разработала клиентскую систему объемом 8 МБ, что привело к первому значительному хардфорку в истории Биткойна и образованию новой криптовалюты BCH.
Сеть Ethereum также выбрала пожертвовать частью своей масштабируемости, чтобы обеспечить безопасность и децентрализованность сети. С 2017 года, когда появились CryptoKitties, до лета DeFi, GameFi и таких приложений, как NFT, спрос на пропускную способность на рынке постоянно увеличивается, но Ethereum может обрабатывать только 15-45 транзакций в секунду. Это приводит к увеличению стоимости транзакций и увеличению времени расчета, и большинству DApps трудно выдерживать операционные расходы. Идеальное решение для масштабирования: повысить скорость транзакций и пропускную способность блокчейн-сети без ущерба для децентрализованности и безопасности.
Мы разделили планы по расширению на две основные категории: расширение на блокчейне и вне блокчейна, исходя из критерия "изменится ли один уровень основной сети".
2.1 Масштабирование в цепочке
核心概念:через изменение уровня протокола основной сети достигнуть эффекта масштабирования, в настоящее время основным решением является шардирование.
Существует множество решений для масштабирования на цепи, в этой статье мы не будем углубляться, а кратко перечислим два из них:
Увеличение пространства блока: увеличение количества транзакций, упакованных в каждом блоке, но это снизит уровень "децентрализации".
Шардинг: разделение блокчейна на несколько частей, каждая из которых отвечает за свою запись. Это может снизить вычислительную нагрузку на узлы, повысить скорость обработки транзакций и степень децентрализованности, но приведет к снижению "безопасности" всей сети.
Изменение протокола основной сети может привести к непредсказуемым негативным последствиям, а любые незначительные уязвимости безопасности на нижнем уровне могут серьезно угрожать безопасности всей сети.
2.2 вне блокчейна расширение
Основная концепция: решение по масштабированию, которое не изменяет существующий протокол основного сетевого уровня.
вне блокчейна расширение может быть дополнительно разделено на Layer2 и другие решения:
Состояние канала предполагает, что пользователям необходимо взаимодействовать с основной сетью только при открытии, закрытии или разрешении спора. Взаимодействие между пользователями происходит вне блокчейна, что позволяет снизить время и стоимость транзакций, а также осуществлять неограниченное количество транзакций.
Статус-каналы — это простые P2P-протоколы, подходящие для "приложений, основанных на раундах", таких как игра в шахматы для двоих. Каждый канал управляется многофункциональным смарт-контрактом, работающим в основной сети, который контролирует активы, внесенные в канал, проверяет обновления состояния и арбитражит споры между участниками.
3.1.2 Хронология
2015/02:Joseph Poon и Thaddeus Dryja опубликовали проект белой книги сети Lightning.
2015/11: Джефф Коулман впервые систематически обобщил концепцию State Channel.
2016/01: Джозеф Пун и Таддеус Дрия официально опубликовали белую книгу сети Lightning.
2017/11: Первые спецификации дизайна State Channel на основе фреймворка Payment Channel, предложенные Sprites.
Участники развертывают мультиподписной контракт в основной сети и вносят средства на блокировку, канал открывается после подтверждения подписей обеих сторон.
Участники могут проводить неограниченное количество бесплатных транзакций вне блокчейна.
Участники по очереди отправляют обновления статуса друг другу, ожидая подтверждения подписи от другой стороны.
При закрытии канала любой участник может подать запрос на транзакцию в основной сети. Если получено одобрение всех участников, транзакция выполняется немедленно; в противном случае выполняется после окончания "периода вызова".
Основные компоненты включают сеть Lightning Bitcoin, сеть Lightning Ethereum и Celer Network.
Биткойн-Лайтнинг-Сеть:
Впервые предложено в феврале 2015 года
Выпуск основной сети в марте 2018 года
В настоящее время (2022 года 11 ноября ) существует 76,236 платежных каналов, объем средств в каналах составляет 5049 BTC.
Экосистема включает более 100 приложений, таких как платежи, кошельки, управление узлами и т.д.
Эфирная сеть молний:
Основан в 2017 году
В мае 2020 года был выпущен первый клиент основной сети
В настоящее время развитие медленное, порог использования высокий, появляются более продвинутые технологии масштабирования
Сеть Celer:
Основан в 2018 году
Запуск основной сети в июле 2019 года
В настоящее время стал кросс-цепочным L2 платформой для масштабирования
3.1.6 Сравнение приложений
Сеть Lightning для биткойнов является наиболее зрелой и обладающей самым богатым экосистемой. Сети Lightning для Эфириума и Celer Network последовательно трансформируются. В общем, технологии каналов состояния подходят для сценариев малых и частых платежей, но имеют ограничения в сложных приложениях.
Боковая цепь — это форма блокчейна, созданная для ускорения транзакций биткойна, которая может использовать более сложные контракты или улучшать механизмы консенсуса. Результаты транзакций боковой цепи в конечном итоге будут записаны на стороне валидаторов, она прикреплена к основной цепи и помогает основной цепи решать проблемы.
3.2.2 Хронология
2012/01: Концепция побочной цепи Биткойна была впервые предложена
2014/10: Публикация статьи о побочных цепочках биткойнов
2017/04: Запуск тестовой сети POA Network
2017/10: Запуск сети Matic Network
2017/12: Запуск основной сети POA Network
2018/01: Запуск тестовой сети Skale
2018/10: Запуск тестовой сети xDai Chain
2020/06:Запуск основной сети Skale
2020/06:Запуск основной сети Matic PoS Chain
2021/02: Сеть Matic была переименована в сеть Polygon.
2021/02:Запуск основной сети Axie Infinity на побочной цепи Ronin
2021/12: xDai Chain объединилась с Gnosis Dao в Gnosis Chain
2022/03: POA Network присоединился к Gnosis Chain
3.2.3 Технические принципы
Сайдчейн имеет две основные технологии межцепочечного взаимодействия:
Двунаправленная привязка ( Симметричная привязка ): валидаторы главной цепи и побочной цепи в реальном времени фиксируют состояние друг друга.
Основной процесс:
Пользователь отправляет активы на специальный адрес
После окончания периода ожидания подтверждения подать доказательство на побочную цепь
Ожидание окончания периода вызова
Пользователи могут использовать новые выпущенные обернутые активы на побочной цепи
Несогласованная привязка ( Ассиметрическая привязка ): валидаторы боковой цепи контролируют активность основной цепи, основная цепь проверяет транзакции боковой цепи через механизм Сертификаторов.
Записи сертификаторов:
ID смарт-контракта, ID валидатора и другая информация
Список переводов
Список отчетов об ошибках
Объединить все подписи
В настоящее время большее количество сайдчейнов использует третьих лиц в качестве нотариусов (PoA) или промежуточный слой Relayers для реализации кросс-чейн.
Резюме механизма сайдчейна:
Основная цепь -> побочная цепь: основная цепь блокирует активы, побочная цепь создает запечатанные активы
Боковая цепь -> Главная цепь: уничтожение упакованных активов на боковой цепи, разблокировка активов на главной цепи
Безопасность активов в побочной цепи зависит от механизма консенсуса побочной цепи.
Основные элементы включают xDai(, текущую Gnosis Chain), Polygon и Ronin.
xDai(Gnosis Chain):
Запуск основной сети в сентябре 2018 года
Слияние с Gnosis в ноябре 2021 года
Используя механизм консенсуса PoSDAO
В настоящее время TVL составляет около 53 миллиона долларов, есть 35 текущих проектов.
Полиго́н:
Основан в 2017 году
Запуск основной сети в июне 2020 года
В настоящее время трансформируется в агрегатор расширения L2
Более 37k DApp, 1.8B общих торговых операций, более 135M пользователей
Ронин:
Запуск основной сети в марте 2021 года
Разработка игры Axie Infinity
Использование консенсуса PoA, максимум 25 узлов верификации
Подвергался серьезным хакерским атакам
3.2.6 Сравнение приложений
xDai ориентирован на платежные сценарии, Polygon развился в агрегатор масштабирования, Ronin специально разработан для игр. В целом, сторонние цепи показывают хорошие результаты по производительности и гибкости, но имеют недостатки в безопасности и децентрализации.
Plasma — это фреймворк для создания масштабируемых DApp, который направлен на минимизацию доверия пользователей к операторам сайдчейна. Основной принцип Plasma заключается в том, что даже если у Plasma-цепи произойдет сбой безопасности, активы пользователей все равно могут быть выведены в основную сеть.
3.3.2 Временная линия
2017/08: Виталик и Джозеф Пун представили белую книгу Plasma
2018/01: Виталик предложил Plasma MVP
2018/03: Виталик предложил Plasma Cash
2018/06: Дэн Робинсон предложил Plasma Debit
2018/11: Фонд BANKEX предложил Plasma Prime
Конец 2018 года: развитие застопорилось
С 2019 года: сообщество Ethereum начало исследовать Rollups
3.3.3 Технический принцип
Три ключевых идеи:
вне блокчейна выполнение: основная сеть не проверяет все транзакции
Статус обязательства: Оператор регулярно подает корень Меркла
Механизм выхода: пользователю необходимо доказать наличие средств, которые можно вывести.
Использование процесса:
Пользователь вносит депозит в контракт на основной сети
Пользователь совершает транзакции в Plasma-цепочке
Оператор упаковывает транзакцию и подает обязательство по состоянию
Пользователи должны представить доказательства выхода и ждать периода оспаривания.
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» .
11 Лайков
Награда
11
3
Поделиться
комментарий
0/400
GateUser-26d7f434
· 07-25 16:39
Хардфорк всегда вызывает споры
Посмотреть ОригиналОтветить0
MerkleDreamer
· 07-25 16:39
Эта ловушка теории одна за другой, просто медленно.
Посмотреть ОригиналОтветить0
PaperHandsCriminal
· 07-25 16:20
Блокчейн как бы ни был труден, всё равно не так трудно, как мои продажи.
Полный обзор решений по масштабированию вне блокчейна: от State Channels до Rollups.
Глубина анализа вне блокчейна расширения
Автор: Cobo Ventures
1. Необходимость масштабирования
Будущее блокчейна видится в децентрализации, безопасности и масштабируемости. Однако обычно блокчейн может реализовать лишь два из этих трех аспектов, что называется «невозможной тройкой» блокчейна. На протяжении многих лет люди искали способы повысить пропускную способность и скорость транзакций блокчейна при гарантии децентрализации и безопасности, то есть решения проблемы масштабирования.
Давайте сначала определим децентрализацию, безопасность и масштабируемость блокчейна:
Первый значительный хардфорк сети Биткойн произошел из-за проблемы с масштабированием. 1 августа 2017 года Bitcoin ABC самостоятельно разработала клиентскую систему объемом 8 МБ, что привело к первому значительному хардфорку в истории Биткойна и образованию новой криптовалюты BCH.
Сеть Ethereum также выбрала пожертвовать частью своей масштабируемости, чтобы обеспечить безопасность и децентрализованность сети. С 2017 года, когда появились CryptoKitties, до лета DeFi, GameFi и таких приложений, как NFT, спрос на пропускную способность на рынке постоянно увеличивается, но Ethereum может обрабатывать только 15-45 транзакций в секунду. Это приводит к увеличению стоимости транзакций и увеличению времени расчета, и большинству DApps трудно выдерживать операционные расходы. Идеальное решение для масштабирования: повысить скорость транзакций и пропускную способность блокчейн-сети без ущерба для децентрализованности и безопасности.
! Подробный исследовательский отчет из 10 000 слов: всесторонний анализ расширения вне сети
2. Категории решений по масштабированию
Мы разделили планы по расширению на две основные категории: расширение на блокчейне и вне блокчейна, исходя из критерия "изменится ли один уровень основной сети".
2.1 Масштабирование в цепочке
核心概念:через изменение уровня протокола основной сети достигнуть эффекта масштабирования, в настоящее время основным решением является шардирование.
Существует множество решений для масштабирования на цепи, в этой статье мы не будем углубляться, а кратко перечислим два из них:
Изменение протокола основной сети может привести к непредсказуемым негативным последствиям, а любые незначительные уязвимости безопасности на нижнем уровне могут серьезно угрожать безопасности всей сети.
2.2 вне блокчейна расширение
Основная концепция: решение по масштабированию, которое не изменяет существующий протокол основного сетевого уровня.
вне блокчейна расширение может быть дополнительно разделено на Layer2 и другие решения:
! Подробный исследовательский отчет из 10 000 слов: всесторонний анализ расширения вне сети
3. Решение по расширению вне блокчейна
3.1 Государственные каналы
3.1.1 Обзор
Состояние канала предполагает, что пользователям необходимо взаимодействовать с основной сетью только при открытии, закрытии или разрешении спора. Взаимодействие между пользователями происходит вне блокчейна, что позволяет снизить время и стоимость транзакций, а также осуществлять неограниченное количество транзакций.
Статус-каналы — это простые P2P-протоколы, подходящие для "приложений, основанных на раундах", таких как игра в шахматы для двоих. Каждый канал управляется многофункциональным смарт-контрактом, работающим в основной сети, который контролирует активы, внесенные в канал, проверяет обновления состояния и арбитражит споры между участниками.
3.1.2 Хронология
3.1.3 Технические принципы
Рабочий процесс статус-канала:
! Подробный исследовательский отчет из 10 000 слов: всесторонний анализ масштабирования вне сети
3.1.4 Плюсы и минусы
Преимущества:
Недостатки:
3.1.5 Приложение
Основные компоненты включают сеть Lightning Bitcoin, сеть Lightning Ethereum и Celer Network.
Биткойн-Лайтнинг-Сеть:
Эфирная сеть молний:
Сеть Celer:
3.1.6 Сравнение приложений
Сеть Lightning для биткойнов является наиболее зрелой и обладающей самым богатым экосистемой. Сети Lightning для Эфириума и Celer Network последовательно трансформируются. В общем, технологии каналов состояния подходят для сценариев малых и частых платежей, но имеют ограничения в сложных приложениях.
! Подробный исследовательский отчет на 10 000 слов: всесторонний анализ масштабирования вне сети
3.2 Сайдейны
3.2.1 Обзор
Боковая цепь — это форма блокчейна, созданная для ускорения транзакций биткойна, которая может использовать более сложные контракты или улучшать механизмы консенсуса. Результаты транзакций боковой цепи в конечном итоге будут записаны на стороне валидаторов, она прикреплена к основной цепи и помогает основной цепи решать проблемы.
3.2.2 Хронология
3.2.3 Технические принципы
Сайдчейн имеет две основные технологии межцепочечного взаимодействия:
Основной процесс:
Записи сертификаторов:
В настоящее время большее количество сайдчейнов использует третьих лиц в качестве нотариусов (PoA) или промежуточный слой Relayers для реализации кросс-чейн.
Резюме механизма сайдчейна:
Безопасность активов в побочной цепи зависит от механизма консенсуса побочной цепи.
! Подробный исследовательский отчет на 10 000 слов: всесторонний анализ масштабирования вне сети
3.2.4 Достоинства и недостатки
Преимущества:
Недостатки:
3.2.5 Приложение
Основные элементы включают xDai(, текущую Gnosis Chain), Polygon и Ronin.
xDai(Gnosis Chain):
Полиго́н:
Ронин:
3.2.6 Сравнение приложений
xDai ориентирован на платежные сценарии, Polygon развился в агрегатор масштабирования, Ronin специально разработан для игр. В целом, сторонние цепи показывают хорошие результаты по производительности и гибкости, но имеют недостатки в безопасности и децентрализации.
! 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, который направлен на минимизацию доверия пользователей к операторам сайдчейна. Основной принцип Plasma заключается в том, что даже если у Plasma-цепи произойдет сбой безопасности, активы пользователей все равно могут быть выведены в основную сеть.
3.3.2 Временная линия
3.3.3 Технический принцип
Три ключевых идеи:
Использование процесса:
! Подробный исследовательский отчет на 10 000 слов: всесторонний анализ масштабирования вне сети
3.3.4 Достоинства и недостатки
Преимущества:
Недостатки:
3.3.5 Приложение
Основные включают