Porównanie ekosystemów blockchain — Cosmos, Polkadot i Avalanche, z naciskiem na zmianę paradygmatu

Ten materiał jest adaptowanym tłumaczeniem artykułu autora Buraka Arikana.

Wszystkie informacje prezentowane są wyłącznie w celach edukacyjnych i nie powinny stanowić podstawy do podejmowania decyzji inwestycyjnych, jak również nie powinny być traktowane jako rekomendacja lub porada dotycząca udziału w transakcjach inwestycyjnych. Przeprowadź własne badania.

W pewnym momencie perspektywom otwartego, zdecentralizowanego Internetu zagrażały problemy z wydajnością, użytecznością i efektywnością energetyczną sieci kryptograficznych pierwszej generacji: Bitcoin, Ethereum i ich wariantów.

Projekty nowej generacji: Cosmos, Polkadot i Avalanche wypuściły już niezwykłe infrastruktury, to nie tylko blockchainy, ale pełnoprawne ekosystemy, które mają na celu skalowanie horyzontalne. Zbudowane na nich sieci i aplikacje w razie potrzeby mogą ze sobą współdziałać. Jeśli chodzi o bezpieczeństwo ekonomiczne między sieciami, mają one własne opcje wdrażania i kompromisy, które będą miały różne skutki, jak szczegółowo opisano poniżej. 

Aby zrozumieć ten trend, Amazon Web Services napisał na Twitterze : „ Czy lubisz cyfrowych rewolucjonistów? W takim razie spójrz na Ava Labs, startup, który napędza rozwój głównego nurtu i innowacji w przestrzeni blockchain i jest odpowiedzialny za uruchamianie platform blockchain ”. 

Wyszło również na jaw partnerstwo AWS z Avalanche : „ Patrząc w przyszłość, web3 i blockchain są nieuniknione ”, powiedział TechCrunch Howard Wright, wiceprezes i globalny szef start-upów w AWS. AWS będzie wspierać infrastrukturę Avalanche i zdecentralizowany ekosystem aplikacji (dApp), a także wdrażanie węzłów jednym kliknięciem za pośrednictwem swojego rynku.

Polecamy przeczytanie szczegółowej recenzji projektu Cosmos z Incrypted, gdzie projekt i cały ekosystem są omówione bardziej szczegółowo.

Czym jest dominacja Bitcoina (BTC.D)?

CZYTAJ

Każdy z tych trzech projektów ma na celu stworzenie sieci blockchain w celu osiągnięcia skali internetowej, która może pomieścić nie tylko setki tysięcy, ale miliony aktywnych użytkowników dziennie oraz zrealizować koncepcję Web 3.0 posiadanej i kontrolowanej przez użytkowników. Ten artykuł ma na celu pomóc programistom, badaczom, przedsiębiorcom, inwestorom i każdemu, kto patrzy w kierunku zdecentralizowanej przyszłości, zrozumieć tę zmianę paradygmatu w sieciach kryptograficznych.

Problemy i punkty odniesienia systemów blockchain

Bitcoin kiedyś otworzył puszkę Pandory i ostatecznie stał się „cyfrowym złotem”. Ethereum wprowadziło programowalne pieniądze internetowe i stało się platformą dla innowacji krypto-ekonomicznych: DeFi, NFT, DAps itp. Jednak Bitcoin, Ethereum i ich warianty mają poważne problemy uniemożliwiające masową adopcję projektów kryptograficznych i technologii blockchain jako takiej. Najpierw przyjrzymy się głównym niuansom, a następnie wykorzystamy te testy porównawcze do porównania platform blockchain nowej generacji.

efektywności energetycznej

Aby otwarta, zdecentralizowana sieć komputerów działała prawidłowo, jej niezależni uczestnicy muszą uzgodnić wspólny stan – osiągnąć konsensus. A jednak sieć musi pozostać odporna na awarie z ważnym konsensusem, pomimo niedoskonałych informacji lub intruzów. 

Dopuszczenie udziału w konsensusie otwartej sieci, przy jednoczesnym uniemożliwieniu korzystania z kilku tożsamości przez ten sam podmiot ( atak Sybil ) odbywa się za pomocą metody wstępu zwanej proof of work, czyli PoW. Ta metoda wymaga od uczestników użycia ogromnej mocy obliczeniowej – marnowania energii i negatywnego wpływu na środowisko. 

Aby zabezpieczyć rozproszoną sieć obliczeniową, wymagającą kosztów ekonomicznych, nowe projekty wykorzystują alternatywny mechanizm proof-of-stake (PoS) w celu dopuszczenia walidatora, który blokuje depozyt tokena w celu zostania członkiem. Depozyt jako zabezpieczenie musi być na tyle duży, aby złośliwe czyny lub nienależyte wykonanie obowiązków walidatora w sieci były niepraktyczne, niezwykle ryzykowne i mało prawdopodobne.

Ta metoda osiąga podobny model ryzyka ekonomicznego między Proof-of-Stake i Proof-of-Work, koszt uruchomienia węzła walidatora przesuwa się z OPEX (koszty operacyjne farm górniczych) do CAPEX (koszt alternatywny kapitału).

Opóźnienie transakcji

Bitcoin, Ethereum i ich warianty wykorzystują konsensus Satoshi Nakamoto, który wymaga czekania na utworzenie wielu bloków, aby upewnić się, że transakcji nie można odwrócić. W rezultacie blockchainy oparte na Nakamoto mają wysoką dostępność, ale niską prędkość transakcji ze względu na ich probabilistyczną gwarancję finalizacji, która wymaga oczekiwania na odpowiednią długość łańcucha, z każdym nowym blokiem prawdopodobieństwo sfałszowania danych bloku spada astronomicznie. 

Aby osiągnąć szybsze zakończenie, wiele projektów blockchain wykorzystuje klasyczny konsensus konsensusu Bizantyjska Tolerancja Błędów (PBFT) . Ma swoje wady, w tym to, jak duży może być zestaw walidatorów bez spowalniania sieci i na korzyść bezpieczeństwa w stosunku do czasu pracy lub przeżywalności.

Przepustowość obliczeniowa

Ilość pracy obliczeniowej, którą można wykonać na sekundę w rozproszonej sieci komputerowej, to przepustowość, która określa stopień skalowania sieci. 

Często stosowana miara „transakcji na sekundę” (TPS) może być myląca, ponieważ transakcja odnosi się zarówno do prostego transferu, jak i złożonej kalkulacji algorytmicznej: działania inteligentnych kontraktów. Wymagają różnej mocy obliczeniowej.

Rzeczywista przepustowość to ilość pracy obliczeniowej na sekundę, którą sieć może obsłużyć. Aby osiągnąć ogólną wysoką przepustowość, projekty wykorzystują albo strategię skalowania pionowego, tj. wymagającą wysokowydajnych obliczeń dla węzłów i optymalizacji oprogramowania, albo strategię skalowania poziomego, tj. równoległe przetwarzanie danych poprzez podzielenie sieci na kilka części.

Koszt transakcji

Łańcuchy bloków muszą znaleźć sposób na ograniczenie przepływu transakcji, w przeciwnym razie sieć węzłów obsługujących łańcuch bloków będzie narażona na ataki typu „odmowa usługi” z powodu przeciążenia w wyniku załamania. 

Aby obejść to ograniczenie, Bitcoin pozwala na raczej ograniczony język skryptowy, a opłaty transakcyjne rosną w godzinach szczytu. Problem polega na tym, że niezależnie od tego, czy wykonujesz prosty przelew, czy złożone rozliczenie w ramach transakcji, wszystkie są przetwarzane w tej samej sieci. W rezultacie, gdy ruch w sieci wzrasta, opłaty transakcyjne rosną nawet za proste czynności, więc korzystanie z łańcucha staje się wyłącznie dla osób z dużymi portfelami. 

Prowizje są wypłacane górnikom jako zachęta do priorytetowego traktowania transakcji. Podczas gdy opłaty transakcyjne w sieci Bitcoin będą działać jako jedyna zachęta, gdy emisja osiągnie limit 21 milionów. W Ethereum ich jedynym celem jest ustalanie priorytetów transakcji. Palenie opłat transakcyjnych to mechanizm, który nabiera rozpędu w nowych projektach, Ethereum również zaczęło częściowo spalać opłaty, więc wraz ze wzrostem aktywności sieci wszyscy posiadacze tokenów korzystają z rosnącego niedoboru.

Co się stanie, gdy wydobędzie się wszystkie 21 milionów bitcoinów?

CZYTAJ

Poziom decentralizacji

Wbrew powszechnemu przekonaniu poziom decentralizacji Bitcoina i Ethereum jest w rzeczywistości niski ze względu na koncentrację pul górniczych: od stycznia 2023 r. 85% hashrate Bitcoin jest kontrolowane przez 5 pul wydobywczych. Walidatory Ethereum 2.0 też nie są takie proste, jak wynika z danych Santiment z 15 września 2022 r. – 45,15% węzłów uruchomionych w celu walidacji bloków, przetwarzania transakcji i przechowywania danych działa z zaledwie dwoma adresami.

Wraz ze wzrostem kosztów wydobycia konsensusu Nakamoto staje się coraz trudniej skutecznie wydobyć blok, a moc do obsługi sieci jest łączona, koncentrując się w ten sposób na kilku zagregowanych pulach wydobywczych. Projekty Blockchain nowej generacji rozwiązują ten problem za pomocą różnych technik, które omówimy poniżej.

sprawiedliwa dystrybucja

W jaki sposób projekty blockchain dystrybuują tokeny wraz z rozwojem sieci w czasie? Dystrybucja monet Bitcoin stworzyła współzależność między bezpieczeństwem blockchain, ekosystemem wydobywczym i kursem wymiany. Stało się to wzorem dla wielu projektów – gdy górnicy dołączyli do sieci, aby otrzymać nagrody w postaci monet, sieć stała się bardziej zdecentralizowana i bezpieczniejsza, co przyciągnęło więcej osób do korzystania z niej. Wraz ze wzrostem popytu cena rośnie, przyciągając więcej górników do zabezpieczenia sieci, a koło się zamyka. W rezultacie ma to bezpośrednie przełożenie na poziom decentralizacji – opisany powyżej.

Ethereum zastosowało inną strategię – wstępnie wydobyło tokeny z bloku genesis, usunęło całkowity limit podaży, sprzedało część tokenów wczesnym inwestorom i uczestnikom publicznej sprzedaży, a część przydzieliło do swojego funduszu na uruchomienie grantów i programów nagród. Przed przejściem na PoS emisja tokenów Ethereum koncentrowała się na kilku pulach wydobywczych, a giełdy stały się największymi posiadaczami monet. 

Ważne: „Sprawiedliwa dystrybucja” określa w czasie, kto ma władzę w sieci: moc tworzenia bloków (akceptowania lub cenzurowania transakcji), dzielenia sieci, decydowania o aktualizacjach protokołów, a także władzę inwestowania i uczestniczenia w aplikacjach działających na sieć.

Kierownictwo

Zmiany w protokole sieciowym dotyczą wszystkich użytkowników, niezależnie od tego, czy są tego świadomi, czy nie.

W Bitcoin i Ethereum propozycje ulepszeń prowadzą do aktualizacji protokołów i zmian parametrów, które są omawiane, podejmowane, wdrażane i stosowane przez główną społeczność ekspertów. Jeśli grupa górników jest zainteresowana pójściem w innym kierunku, może rozwidlić protokół i stworzyć nową sieć.

Alokacją środków na badania i rozwój zarządza zwykle fundusz centralny, podczas gdy alternatywy pojawiają się, gdy społeczności gromadzą się wokół koordynacji funduszy DAO . Małe grupy posiadaczy tokenów lub indywidualni użytkownicy tak naprawdę nie mają głosu w decyzjach dotyczących zarządzania, ponieważ mogą nie mieć doświadczenia, zainteresowania lub wiedzy w określonej sprawie. Nawet jeśli mają prawo głosu, mogą mieć niewielki wpływ w porównaniu z dużymi posiadaczami, ponieważ głosowanie odbywa się zwykle na podstawie ważenia tokenów.

Ta sytuacja się zmienia, ponieważ nowe projekty wykorzystują kombinację bardziej sprawiedliwych mechanizmów zarządzania: głosowanie kwadratowe, głosowanie ograniczone w czasie, adaptacyjne przesuwanie kworum, delegowanie głosów, zdecentralizowane schematy tożsamości umożliwiające głosowanie jedna osoba na jeden głos i głosowanie poza łańcuchem: subskrybowane głosów na forach dostępnych dla większej liczby posiadaczy tokenów.

Wszystkie powyższe problemy nie tylko powstrzymują masową adopcję zdecentralizowanych sieci, ale także zmuszają obecnych użytkowników do dalszego polegania na scentralizowanych giełdach i portfelach depozytowych. Regularne korzystanie z prawdziwie zdecentralizowanych aplikacji jest zbyt trudne dla osób niebędących technikami. Z drugiej strony obecni użytkownicy nadal używają Ethereum i Bitcoin, ponieważ nie są świadomi tych problemów. Firmy i inwestorzy nadal z nich korzystają, ponieważ chcą być tam, gdzie jest płynność, a nowi gracze lub „pierwotni gangsterzy” chronią te sieci, ponieważ zajmują duże pozycje. Ale są alternatywne rozwiązania.

Dziś Ethereum ma średnio 400-600 tysięcy aktywnych użytkowników dziennie, podczas gdy popularne aplikacje internetowe od drugiej połowy 2022 roku, takie jak Twitter, są używane przez 200 milionów aktywnych użytkowników dziennie, a Facebook ma prawie 2 miliardy aktywnych użytkowników dziennie. Liczba użytkowników Layer 2 i Bitcoin wzrośnie, ale wciąż jest to dalekie od skali sieci. 

Skalowanie jest bardzo ważną kwestią dla otwartego zdecentralizowanego internetu i nie jest problemem na jutro, ale priorytetem, którym należy się zająć tu i teraz.

Podczas gdy nowa wersja Ethereum ma na celu wyeliminowanie problemów ze skalowaniem, a jej rozwiązania pośrednie warstwy 2 starają się obecnie sprostać stale rosnącemu zapotrzebowaniu, nowa generacja platform Cosmos, Polkadot, Avalanche z sieciami głównymi uruchomiona w 2019 i 2020 r. – ożywiła koncepcję prawdziwie zdecentralizowany internet. Najpierw przyjrzymy się danym technicznym i koncepcji nowej wersji Ethereum.

Nowa wersja Ethereum jako ekosystemu EVM

Od momentu powstania nowa wersja Ethereum zmieniała się , przejmując mechanizmy z nowych badań naukowych, a także z wynalazków nowych platform blockchain. Nowa wersja Ethereum zaczęła wykorzystywać proof-of-stake, dodatkowo sieć jest podzielona na zsynchronizowane segmenty w celu zwiększenia ogólnej przepustowości obliczeniowej.

Walidatory działające na tej samej maszynie wirtualnej Ethereum ( EVM ) są przypisywane do różnych fragmentów sieci w celu wydobywania bloków, gromadzenia różnych danych o działaniach użytkowników i synchronizowania się ze sobą za pomocą łańcucha przekaźników o nazwie Beacon. Jednak próba synchronizacji wszystkich fragmentów oznacza posiadanie spójnej kopii bazy danych we wszystkich węzłach. Jest to problematyczne, ponieważ celem shardingu w obliczeniach rozproszonych jest skalowanie bez konieczności replikowania wszystkich danych w sieci.

W modelu synchronicznym lub jednorodnej topologii sieci, gdy jeden fragment, taki jak popularny fragment DeFi, jest używany znacznie częściej niż inne, zaczną doświadczać tych samych problemów z szybkością, kosztami i skalowaniem. Ponadto pojawia się nowy problem wydajnej synchronizacji danych między shardami.

Wraz z uruchomieniem Ethereum 2.0 uruchomiono tzw. rozwiązania Rollup Layer 2: Optimistic, zkSync, Plasma i State Channels, aby zapewnić wydajność i szybkość rosnącego zapotrzebowania na wykorzystanie Ethereum. Dylemat polega na tym, że modele zaufania drugiego poziomu mają albo pośrednich operatorów centralnych, co zmniejsza cel decentralizacji i odporności na cenzurę, albo wielu operatorów motywowanych (np. Polygon jest zbudowany na Tendermint i działa na wielu walidatorach, Matter Labs dąży do sieci walidatorów z zkSync ), co przypomina stanie się kolejnym zdecentralizowanym łańcuchem bloków z własnym tokenem (jak MATIC) i ostatecznie konkurowaniem z pierwszym poziomem, co w rzeczywistości miało miejsce, gdy Polygon zaczął budować własny ekosystem.

W związku z tym te jednołańcuchowe architektury staną w obliczu tego samego problemu z kosztami transakcji, gdy dołączy do nich więcej użytkowników.

Co to jest wielokąt (MATIC)? W prostych słowach dla początkujących

CZYTAJ

Modułowy projekt Blockchain

Pod koniec 2020 r. Ethereum przyjęło nową strategię zwaną mapą drogową opartą na zestawieniu , która pozycjonuje Ethereum jako warstwę 1 pod względem dostępności danych i projekty warstwy 2 pod względem obliczeniowym. Mówiąc prościej, Ethereum chce stać się warstwą bazową, która gwarantuje dostępność danych i współdzieli bezpieczeństwo z pakietem. 

W rezultacie Ethereum przyjmuje ekosystem blockchain EVM do obliczeń , niezależnie od tego, czy dominuje pojedynczy pakiet zbiorczy, czy współistnieje wiele zestawów zbiorczych. W rzeczywistości taka strategia pasuje do ewoluującego modułowego projektu łańcucha bloków, w którym łańcuch bloków może przenosić dane lub wykonywanie do innych łańcuchów bloków. Celestia i EigenLayr opracowali uogólniony model tej strategii . Co więcej, nowa strategia Ethereum przypomina kolaboracyjne modele bezpieczeństwa używane już przez Polkadot i Avalanche.

Z drugiej strony, ponieważ Cosmos, Polkadot, Avalanche mają mosty do Ethereum na co najmniej jednym z ich łańcuchów kompatybilnych z EVM, czasami są umieszczane w tym samym „wiadrze warstwy 2”, podczas gdy projekty te nazywają się warstwą 0, ponieważ zapewniają infrastrukturę dla budowanie połączonych, niezależnych łańcuchów bloków warstwy 1.

Poziomy blockchaina. Co to jest warstwa 1 i warstwa 2? Zrozumienie z przykładami

CZYTAJ

Kosmos, kropki, lawina

Cosmos, Polkadot i Avalanche mają na celu skalowanie poziome, w którym łańcuchy bloków specyficzne dla aplikacji mają różne maszyny wirtualne i mogą wchodzić w interakcje z innymi łańcuchami.

Te platformy infrastrukturalne zapewniają możliwość tworzenia własnych łańcuchów bloków, co pozwala rozszerzyć przestrzeń projektową dla zdecentralizowanych aplikacji i zasobów. Prowadzenie projektu jako suwerennego łańcucha zamiast zestawu inteligentnych kontraktów ma trzy fundamentalne zalety:

• Izolacja wydajności: Izolowanie Twojej sieci od innych sieci zapewnia, że ​​na wrażenia użytkowników nie ma wpływu niepowiązana wysoka aktywność sieciowa. W związku z tym zapewnia lepszą wydajność i umożliwia łączenie się z innymi sieciami w razie potrzeby.
• Przewidywalne i konfigurowalne opłaty sieciowe (opłaty): Opłaty sieci publicznej bez uprawnień są poza Twoją kontrolą. Wysoka aktywność sieciowa niektórych aplikacji może spowodować wzrost opłat sieciowych, co będzie arbitralne dla Twojej aplikacji. Posiadanie niestandardowej struktury opłat sieciowych pozwala na przewidywalną opłatę i zamyka lukę między aplikacjami a ich użytkownikami. Nie potrzebujesz ATOM, DOT ani AVAX, aby korzystać z sieci specyficznych dla aplikacji. Brak konieczności zmuszania użytkowników do korzystania z tokena infrastruktury w celu płacenia za usługi ma kluczowe znaczenie dla powszechnej adopcji.
• Niestandardowe walidatory: Niestandardowe reguły i wymagania walidatorów dostosowują Twoją sieć do konkretnych potrzeb określonego segmentu. Walidatory w Twojej sieci mogą spełniać wymagania niektórych jurysdykcji (na przykład RODO w UE), mieć wysokie wymagania dotyczące wydajności sprzętu lub mieć pewne dowody, aby kwalifikować się jako walidator.

Te sieci nowej generacji mają również mosty do Ethereum, a wkrótce do Bitcoin, mosty między sobą są w fazie rozwoju, aby w pełni zrealizować koncepcję internetowych łańcuchów bloków.

Cosmos, Polkadot i Avalanche różnią się na poziomie protokołów: mechanizm konsensusu, topologia bezpieczeństwa ekonomicznego, które wpływają na charakterystykę platformy i sposób skalowania sieci.

Poniższe porównanie ma na celu pomóc programistom, przedsiębiorcom, inwestorom, badaczom i osobom rozważającym budowę infrastruktury nowej generacji zrozumieć różnice między tymi architekturami i ich kompromisy.

Mechanizm konsensusu

Bezpieczna i spójna synchronizacja zmian we wspólnej bazie danych pomiędzy wszystkimi uczestnikami zdecentralizowanej sieci odbywa się za pomocą mechanizmu konsensusu. Czyniąc to, sieć musi pozostać odporna na błędy z ważnym konsensusem, pomimo niedoskonałych informacji lub intruzów. 

Praktyczna Byzantine Fault Tolerance (PBFT), używana w Cosmos i Polkadot, wymaga, aby wszystkie uczestniczące węzły komunikowały się ze sobą, więc sieć zgadza się na rozwiązanie z absolutną pewnością. Ma małe opóźnienia i szybkie zakończenie, ale nie można go skalować do dużej liczby walidatorów w globalnej otwartej sieci, ponieważ obciążenie każdego węzła rośnie wykładniczo wraz ze wzrostem ilości pracy sprawdzania poprawności. 

Bitcoin wprowadził mechanizm konsensusu o najdłuższym łańcuchu, który zapewnia probabilistyczną ostateczność i niski poziom błędów. Pozwala na stworzenie niezawodnej i skalowalnej sieci w czasie, ale problem polega na tym, że jest powolny.

• W sieci Cosmos stosowany jest konsensus Tendermint PBFT , który zapewnia błyskawiczną finalizację transakcji. Ponieważ jednak każdy węzeł musi się ze sobą komunikować, ma kwadratową złożoność przesyłania komunikatów i może finalizować jeden blok na raz.
• W Polkadot produkcja bloków i rafinacja są rozdzielone na zasadzie konsensusu, przy czym BABE (wariant Ouroboros Praos ) tworzy kandydujące bloki, a GRANDPA ( wariant PBFT ) rafinuje je partiami. Ten hybrydowy konsensus do pewnego stopnia optymalizuje kwadratową złożoność przekazywania wiadomości.
• Sieć Avalanche wykorzystuje Avalanche Consensus, unikalny mechanizm, który łączy powtarzające się podpróbkowanie głosów między węzłami walidatora (Snowball) i głosowanie przechodnie skierowane na grafie acyklicznym (DAG) zamiast łańcucha liniowego. Ponieważ konsensus Avalanche ma stałą złożoność przesyłania wiadomości, zapewnia niskie opóźnienia i dużą liczbę uczestników w sieci. Ma probabilistyczną ostateczność, podobnie jak konsensus Nakamoto, ale jest konfigurowalny i ma niski wskaźnik awaryjności.

Tolerancja walidatora

Mechanizm proof-of-work lub proof-of-stake służy do umożliwienia udziału w otwartym konsensusie sieciowym i zapobieżenia użyciu wielu identyfikatorów przez tę samą osobę (ataki Sybil). Jak wszystkie nowe projekty, Cosmos, Polkadot i Avalanche wykorzystują dowód stawki ze względu na efektywność energetyczną i możliwość zapewnienia większej przestrzeni do rozwoju. Istnieją również projekty w tych ekosystemach, które wdrażają lżejszy mechanizm proof-of-work w celu sprawiedliwego podziału monet.

Opóźnienie transakcji

• Cosmos osiąga finalizację w 6-7 sekund .
• Polkadot osiąga ostateczność w ciągu 12-60 sekund , tworzenie bloków i finalizacja są rozdzielone.
• Avalanche osiąga finalizację w ciągu sekundy . Jest to finalizacja probabilistyczna jak Bitcoin i ma astronomicznie niski współczynnik odrzuceń.

Moc obliczeniowa

Całkowita ilość pracy obliczeniowej na sekundę, którą sieć może przetworzyć, zależy od złożoności maszyny wirtualnej i funkcji środowiska wykonawczego używanych w sieci. Cosmos, Polkadot i Avalanche tworzą wyspecjalizowane asynchroniczne sieci blockchain, więc ostatecznie ich sieć jako całość nie ma ograniczeń przepustowości. Naprawdę liczy się to, jak bardzo te sieci mogą się skalować, a wybór międzyłańcuchowego bezpieczeństwa gospodarczego ma znaczenie.

Koszty transakcji

Wraz ze wzrostem aktywności w sieci jako całości rosną opłaty transakcyjne. Cosmos, Polkadot, Avalanche budują dedykowane sieci, w których każda sieć ma swój własny mechanizm opłat oparty na wzroście własnego bogactwa.

• Cosmos ma konfigurowalny mechanizm opłat dla każdej sieci.
• Polkadot posiada konfigurowalny mechanizm opłat dla każdej sieci. Opłaty są wstępnie obliczane przy użyciu systemu wagowego . Wypalanie płyty jest opcjonalne dla każdej sieci.
• Avalanche ma konfigurowalny mechanizm opłat dla każdej sieci. Podstawowe opłaty sieciowe są stałe lub zerowe dla różnych typów funkcji, a wszystkie opłaty wypalają się , więc posiadacze tokenów odnoszą korzyści z użytkowania w miarę upływu czasu.

Poziom decentralizacji

• Cosmos ma kwadratowe przesyłanie wiadomości między węzłami, więc liczba uczestników jest ograniczona. Maksymalna liczba walidatorów w centralnym Cosmos Hub to 300, jak podano w białej księdze. Niezbędne zasoby, aby zostać walidatorem, sięgają setek tysięcy dolarów.
• Polkadot zoptymalizował kwadratowe przesyłanie wiadomości między węzłami i ograniczoną liczbą uczestników. Zasoby wymagane do zostania walidatorem są liczone w milionach dolarów.
• Avalanche ma stałą liczbę wiadomości między węzłami, więc liczba uczestników jest nieograniczona. Zasoby wymagane do zostania walidatorem sięgają dziesiątek tysięcy dolarów.

Decentralizacja jest również funkcją stawki walidatora i koncentracji nagród – więcej monet, więcej stawek lub wagi głosów dla konkretnego walidatora. Problemem jest również rozkład wagi – niewielka liczba walidatorów ma nieproporcjonalny udział, a jednocześnie wielu walidatorów ma niewielką wagę. Ten sam problem polaryzacji zasobów, co w zwykłym świecie.

Sprawiedliwa dystrybucja akcji jest wciąż otwartą kwestią dla platform blockchain, a każdy projekt stara się osiągnąć uczciwość na swój własny sposób. Na przykład Polkadot może mieć ograniczony zestaw aktywnych walidatorów ze względu na konsensus oparty na PBFT, ale ci aktywni walidatorzy są jednakowo nagradzani dzięki metodzie wyborów Phragmén . Avalanche może mieć nieograniczoną liczbę aktywnych walidatorów dzięki nowemu mechanizmowi konsensusu, a średnia waga walidatorów stopniowo maleje , zwiększając poziom decentralizacji.

Topologia połączenia internetowego

• Cosmos umożliwia tworzenie rozproszonej sieci łańcuchów z własnymi zestawami walidatorów. Interakcja między tymi łańcuchami jest realizowana za pomocą protokołu połączenia Inter-Blockchain Communication (IBC) . Każdy łańcuch musi wdrożyć IBC w celu komunikowania się z innymi łańcuchami. Sieci obsługujące IBC zostały już wdrożone i specjalizują się w obszarach takich jak DeFi, inteligentne kontrakty EVM, sieci społecznościowe, prywatność, rolnictwo regeneracyjne i gry. Trwają prace nad mostami do Ethereum, Bitcoin i innych łańcuchów bloków. Projekty kryptowalutowe na Kosmosie i ich powiązania można obejrzeć tutaj .
• Polkadot umożliwia hierarchiczne dziedziczenie bezpieczeństwa z centralnego łańcucha przekaźników do powiązanych łańcuchów (parachains). Parałańcuchy nie mają własnych walidatorów, mają węzły zbierające, które zbierają transakcje i wytwarzają dowody przejścia stanu dla walidatorów łańcucha przekaźników. Interakcja między parałańcuchami odbywa się za pomocą formatu Cross-Chain Message (XCM) , a przesyłanie dowolnych danych jest możliwe dzięki starszemu bezpieczeństwu. Obecnie funkcjonują parałańcuchy o różnych specjalizacjach, takich jak: DeFi, smart kontrakty EVM, sieci społecznościowe, prywatność i gry. Trwają prace nad mostami do Ethereum, Bitcoin i innych łańcuchów bloków.
• Avalanche umożliwia tworzenie nakładających się sieci walidatorów, zorganizowanych jako podsieci, w których działa wiele sieci, jednocześnie weryfikując sieć główną. Różne sieci w tej samej podsieci mogą przenosić (eksportować i importować) zasoby między sobą niemal natychmiast. Podczas gdy komunikacja między podsieciami, tj. jeden łańcuch w swojej podsieci rozmawia z innym łańcuchem w swojej podsieci, jest obecnie mostkowana (przy użyciu kontraktów ChainBridge-Solidity ).dla łańcuchów EVM). Im więcej podsieci nakłada się na walidatory z innymi podsieciami, tym wyższe gwarancje bezpieczeństwa mogą mieć podczas komunikacji między sobą. Dzieje się tak, ponieważ te nakładające się walidatory będą miały wspólne interesy w obu podsieciach. Jeśli grupa walidatorów działa złośliwie w jednej podsieci, ryzykuje również swój udział w walidacji w sieci podstawowej, jak również w innych podsieciach. Chociaż metoda bezpośredniej interakcji między podsieciami nie została jeszcze ogłoszona, nie byłoby zaskoczeniem, gdyby sama sieć Avalanche działała jako pośrednik między wszystkimi podsieciami. Obecnie istnieją 3 główne łańcuchy sieci: X-Chain do przelewów, P-Chain do stakingu, C-Chain do smart kontraktów EVM. Inne łańcuchy i podsieci są w trakcie tworzenia ekosystemu. Podobnie jak w przypadku innych platform,

Mostkowanie między łańcuchami bloków bez jakiegokolwiek mechanizmu separacji zabezpieczeń, jak w obecnej architekturze Cosmos, nie różni się zbytnio od mostkowania między dowolnymi łańcuchami w ogóle. Tak więc, bez ogólnych gwarancji ostateczności, komunikacja międzyłańcuchowa wiąże się z innym poziomem ryzyka. Starszy model bezpieczeństwa Polkadot pozwala na ujednolicenie gwarancji skończoności, a pod tym parasolem parałańcuchy mogą bezpiecznie przesyłać między sobą dowolne dane. Nakładający się model sieci walidatora Avalanche umożliwia wymianę zabezpieczeń między łańcuchami w sieci głównej, a wkrótce między łańcuchami w różnych podsieciach, bezpośrednio, bez potrzeby stosowania mostu. Zatem im więcej podsieci ma nakładające się walidatory (które mają wspólne interesy w obu podsieciach), tym wyższe gwarancje bezpieczeństwa może mieć ich połączenie. Ogólnie,

Kierownictwo

• Cosmos ma mechanizm łańcuchowy do zmiany parametrów konsensusu i koordynowania funduszy. Dyskusje i sugestie poza łańcuchem są również mile widziane.
• Cała logika środowiska uruchomieniowego Polkadot jest przechowywana w łańcuchu blokowym jako binarny plik Web Assembly (WASM), co pozwala na aktualizację środowiska wykonawczego bez forka , tj. decyzje są podejmowane autonomicznie na podstawie wyników referendum, bez polegania na programistach lub walidatorach. Moduły zarządzania obejmują głosowanie ważone tokenami, rotację rad, głosowanie tokenów w określonym czasie, adaptacyjne mechanizmy przesuwania kworum.
• Avalanche ma pewne parametry, które można poprawić poprzez głosowanie w łańcuchu. Opracowywany jest zaawansowany mechanizm zarządzania oparty na unikalnym konsensusie.

Rozwój

Wszystkie łańcuchy bloków mają następujące komponenty: bazę danych, sieć p2p, mechanizm konsensusu, mechanizm przetwarzania transakcji i funkcje zmiany stanu (środowisko wykonawcze lub maszyna wirtualna). Cosmos, Polkadot, Avalanche zapewniają te podstawowe komponenty i umożliwiają programistom tworzenie własnych funkcji przejścia między stanami.

• Cosmos dostarcza oprogramowanie pośredniczące Cosmos SDK i Tendermint , a także rozwiązania „pod klucz” – Ignite , które umożliwiają programowanie transakcji, aplikacji i poszczególnych modułów w dowolnym języku. Możesz stworzyć własną maszynę wirtualną i rozwijać własną społeczność walidatorów. Aby Twoja sieć działała, musisz stworzyć społeczność walidatorów od podstaw, a także przyciągnąć ich z istniejących sieci. Możliwe jest również wdrażanie inteligentnych kontraktów w sieciach kompatybilnych z EVM.
• Polkadot zapewnia oparty na Wasm meta-protokół oraz zestaw deweloperski Substrate w Rust. Możesz opracować własną maszynę wirtualną, korzystając z dostarczonych modułów, takich jak Konta, Zasoby, Zarządzanie, EVM i Tworzenie modułów niestandardowych. Możesz także skorzystać z modelu bezpłatnej realizacji Substrate do planowania online, realizacji offline i bezpłatnych transakcji. Twój łańcuch zostanie uruchomiony po wygraniu miejsca na aukcji parachain, która zapewnia bezpieczeństwo odziedziczone po łańcuchu przekaźników. Alternatywnie możesz stworzyć własną społeczność walidatorów. Możesz także wdrażać inteligentne kontrakty w łańcuchach kompatybilnych z EVM (Moonbeam, Acala) lub korzystać z inteligentnych kontraktów Ink.

Avalanche udostępnia Avalanche Virtual Machine (AVM) , w której można sklonować i dostosować instancję lub utworzyć zupełnie nową jako własną maszynę wirtualną (modułowy zestaw SDK do tworzenia maszyn wirtualnych nie został jeszcze wydany). Aby uruchomić łańcuch, musisz uruchomić podsieć za pomocą walidatorów, które już sprawdzają poprawność sieci głównej, aby rozpocząć łańcuch. Istnieje kod subnet-evm do uruchamiania niestandardowego łańcucha EVM. Możesz wdrożyć inteligentne kontrakty w łańcuchu C zgodnym z EVM.

Topologie heterogenicznych sieci blockchain

Exodus użytkowników ze scentralizowanych aplikacji do zdecentralizowanych jest bardziej prawdopodobny i ma większe szanse na powodzenie w przypadku korzystania z heterogenicznych (asynchronicznych, czyli pracujących bez pełnej synchronizacji ze sobą) sieci wyspecjalizowanych łańcuchów bloków, niż gdybyś próbował to zrobić na instancjach pojedyncza maszyna wirtualna (wersja Ethereum).

W tej sekcji przyjrzymy się bliżej temu, jak działają sieci blockchain i komunikacja międzyłańcuchowa dla Cosmos, Polkadot i Avalanche.

Ekosystem Kosmosu

Ekosystem Cosmos ma rozproszoną topologię sieci, w której różne łańcuchy bloków o różnych celach mają własny zestaw walidatorów, a łańcuchy te wchodzą ze sobą w interakcje za pośrednictwem mostów, gdy jest to konieczne. Ta topologia była krytykowana za to, że jest tak samo bezpieczna jak najmniej bezpieczny łańcuch (kiedy najbezpieczniejszy łańcuch przyjmuje zasoby z najmniej bezpiecznego łańcucha, staje się mniej bezpieczny). Jednak sprawia również, że cała sieć jest odporna, ponieważ nie ma jednej sieci, której bezpieczeństwo ma kluczowe znaczenie dla przetrwania całego ekosystemu. Ale czym różni się ekosystem Cosmos od prawie każdego łańcucha bloków, który łączy inne łańcuchy? Cosmos ma niezobowiązującą politykę, która pozwala projektom takim jak Binance DEX, Oasis, Terra, Nym i innym

Protokół Inter-Blockchain Communication (IBC) łączy łańcuchy bloków w ekosystemie Cosmos. Gdy łańcuchy implementują protokół IBC, łączą się ze sobą, a ogólna płynność ekosystemu Cosmos wzrasta. IBC w dużej mierze nadzoruje działanie mostów blockchain. Kiedy wysyłasz zasób z jednego łańcucha do drugiego:

1. Blokujesz je w oryginalnym łańcuchu.
2. Następnie zewnętrzny przekaźnik (prawdopodobnie federacyjny), który śledzi łańcuchy, odbiera paragon i dostarcza go do łańcucha docelowego.
3. Łańcuch odbiorczy weryfikuje przyjęcie i zapewnia przyjęcie aktywów w łańcuchu źródłowym.

Sieci, które wdrożyły IBC, mają weryfikatory klientów Tendermint light, dzięki czemu mogą używać i weryfikować te potwierdzenia w swoich wiadomościach. Ponadto IBC jest ogólnym protokołem, który można zaimplementować w różnych architekturach blockchain ( istnieje implementacja IBC dla Substrate ).

Starsza topologia zabezpieczeń Polkadot

Polkadot ma hierarchicznie dziedziczoną topologię bezpieczeństwa, która jest wydajna w przypadku losowego przesyłania danych między równoległymi łańcuchami (parachains), ale te parachainy zależą od dzierżawy bezpieczeństwa z centralnego łańcucha przekaźników. Parałańcuchy Polkadot nie muszą tworzyć społeczności walidatorów, zamiast tego wynajmują zabezpieczenia z łańcucha przekaźników. Robią to, wygrywając automat (łącznie ~ 100 automatów) na aukcji i blokując tokeny DOT Polkadot (zbierają fundusze DOT poprzez pożyczki społecznościowe). Kiedy te parałańcuchy łączą się i synchronizują z łańcuchem przekaźników poprzez pasujące węzły, ich funkcjonalność staje się natychmiast dostępna. 

Jedna krytyka tego mechanizmu dotyczy tego, że różne łańcuchy mogą nie wymagać tego samego poziomu bezpieczeństwa i nie powinno istnieć żaden pojedynczy łańcuch, którego bezpieczeństwo ma kluczowe znaczenie dla przetrwania ekosystemu. Podczas gdy dzisiejsza narracja Polkadot promuje parachainy bez walidatorów, możliwe jest po prostu uruchomienie łańcucha blokowego z Substrate i rozwój społeczności walidatorów bez polegania na centralnym łańcuchu przekaźników. Parachain może rozwijać własną społeczność walidatorów, odblokowywać fundusze DOT na koniec okresu dzierżawy i korzystać z mostów, gdy potrzebne jest połączenie międzysieciowe. Co więcej, może istnieć wiele łańcuchów przekaźników, co przynosi korzyści całemu ekosystemowi Polkadot. Hierarchiczna topologia prawdopodobnie pozostanie,

Polkadot opracował Cross-Consensus Message Format (XCM) , uogólniony format komunikacji nie tylko między parałańcuchami, ale także między różnymi inteligentnymi kontraktami, mostami i łańcuchami bloków Substrate. XCM współpracuje z komunikacją pionową (VMP), która umożliwia wymianę wiadomości z łańcucha przekaźnikowego do parałańcuchów iz powrotem, oraz z komunikacją międzyłańcuchową (XCMP), która umożliwia parałańcuchom wymianę wiadomości z innymi parałańcuchami w tym samym łańcuchu przekaźnikowym. Wiadomość w XCM to program działający na maszynie wirtualnej Cross-Consensus Virtual Machine (XCVM). Ta abstrakcja do programowania sieci i tworzenia komponowalnych aplikacji międzyłańcuchowych może być również używana w innych heterogenicznych sieciach blockchain.

Gdy parałańcuchy rozszerzają swoją społeczność, mogą również chcieć mieć własne zestawy walidatorów, aby mogły stać się łańcuchem przekaźników, który wynajmuje zabezpieczenia innym łańcuchom. Podczas gdy zagnieżdżony mechanizm współdzielenia zabezpieczeń może stać się złożony, wszystkie sub-parałańcuchy będą miały wspólne gwarancje ostateczności, a całkowita liczba zmian stanów na sekundę wzrośnie, zwiększając zagregowaną przepustowość obliczeniową całej sieci Polkadot.

Topologia nakładających się sieci lawinowych

Każdy węzeł sprawdzania poprawności Avalanche musi zabezpieczać sieć rdzeniową, jednocześnie zabezpieczając inne podsieci. Zestaw walidatorów tworzy podsieć. Podsieć może weryfikować wiele łańcuchów bloków, podczas gdy każdy łańcuch bloków jest weryfikowany tylko przez jedną podsieć. Innymi słowy, węzeł walidatora może należeć do wielu podsieci. Kiedy rozpoczynasz nowy łańcuch, musisz stworzyć zachęty, aby przyciągnąć podsieć walidatorów, którzy są już w sieci podstawowej i prawdopodobnie w innych sieciach. Jeśli twoja sieć przyciąga nowych walidatorów, powinni oni być w stanie pracować zarówno z siecią podstawową, jak i podsiecią, w której działa twoja sieć. Ogólnie rzecz biorąc, architektura podsieci zapewnia nakładającą się sieć walidatorów , sterowaną przez nowy mechanizm konsensusu Avalanche. 

Ponieważ konsensus Avalanche wykonuje iteracyjne pobieranie podrzędne między węzłami walidatora, nie wymaga, aby wszystkie węzły, ale tylko niewielki zestaw węzłów komunikowały się ze sobą, co skutkuje niską złożonością przesyłania wiadomości w sieci. W związku z tym wymagania dotyczące przepustowości i mocy obliczeniowej na węzeł pozostają stałe, nawet gdy sieć rozrasta się do wielu tysięcy walidatorów. W rezultacie, jeśli chodzi o udział walidatorów, sieci zbudowane przez Avalanche są bardziej otwarte niż Polkadot i Cosmos ze względu na nieograniczony udział w każdym łańcuchu. To, ile łańcuchów może uruchomić walidator, zależy od czasu łańcucha/złożoności projektu maszyny wirtualnej i jest obecnie kwestią otwartą.
Interoperacyjność pomiędzy łańcuchami Avalanche jest efektywna nie tylko dzięki szybkiej realizacji, ale również dlatego, że znajdują się one w tej samej sieci podstawowej, co pozwala na wspólne gwarancje realizacji (obecnie transfery aktywów pomiędzy X-Chain, P-Chain i C-Chain są prawie natychmiast). Model udostępniania zabezpieczeń różni się od Polkadot lub jak przewidziano w nowym ekosystemie skupionym na Ethereum. Nowa architektura podsieci Avalanche pozwala na tworzenie sieci o większej gęstości. Dzieje się tak, ponieważ separacja zabezpieczeń występuje nie tylko między łańcuchami w sieci podstawowej, ale także między łańcuchami we wszystkich przecinających się podsieciach. Zapewnia to kompozytowość i programowalność sieci, otwierając nową przestrzeń dla projektowania,patrz prawo Reeda ), które można skalować wykładniczo do wielu milionów aktywnych codziennie użytkowników, aby zrealizować wizję Web 3.

Aplikacje

Heterogeniczne sieci blockchain Cosmos, Polkadot, Avalanche oferują ogromną przestrzeń projektową dzięki innowacjom w podstawowej infrastrukturze. Do dziś Ethereum jest miejscem, w którym dokonały się innowacje w gospodarce kryptograficznej. Zespoły pracujące nad tymi nowymi sieciami początkowo stworzyły gloryfikowane wersje tego, co istnieje na Ethereum (zdecentralizowane giełdy, zautomatyzowani animatorzy rynku (AMM), kredyty, stablecoiny, agregatory, ubezpieczenia, platformy NFT itp.), ale są też projekty, które otwierają nowe możliwości.

W sieci Cosmos Osmosis łączy prywatność transakcji z międzyłańcuchową funkcjonalnością AMM i implementuje IBC do łączenia się z innymi łańcuchami. Celestia koduje dane blokowe w celu poprawy bezpieczeństwa lekkich klientów, co jest kluczowym elementem interakcji między niezależnymi sieciami i ich różnymi poziomami bezpieczeństwa w rozproszonym ekosystemie łańcuchowym. Regen umożliwia platformie krypto-ekonomicznej zachęcanie do rolnictwa regeneracyjnego i wykorzystuje dane z czujników i satelitów w ekosystemie audytu. Nym zawiera siatkową sieć, która zapobiega podsłuchiwaniu ruchu sieciowego przez atakującego, który może szpiegować całą sieć. Nym korzysta z inteligentnych kontraktów Tendermint i CosmwasmA, który zarządza usługą katalogową, komunikacją między węzłami i delegowanym stakingiem mixnet. Penumbra pozwala na zachowanie poufności transakcji sieciowych cross-chain. Tendermint jest również używany w dużych projektach, takich jak Binance DEX i Polygon.

W sieci Polkadot parachain Acala jest hubem DeFi, który zapewnia funkcjonalność od AMM do pożyczek stablecoin. Moonbeam to inteligentny łańcuch kontraktów kompatybilny z EVM. Subsocial buduje zdecentralizowaną platformę społecznościową. Robonomics buduje autonomiczne usługi dla robotów. Bit Country to platforma do uruchomienia wirtualnego świata/metaverse dla Twojej społeczności. Integriee i Phala korzystają z Trusted Execution Environments (TEE)w celu zapewnienia zdecentralizowanego poufnego przetwarzania danych i zaszyfrowanego przechowywania danych. Chociaż wszystkie parałańcuchy są z założenia kompatybilne z wielołańcuchowym ekosystemem Polkadot, muszą naprawdę korzystać z niesamowitej możliwości komponowania, wydajności pamięci i możliwości automatycznej aktualizacji meta-protokołu infrastruktury Substrate, aby umożliwić nowe przypadki użycia.
C-Chain Avalanche kompatybilny z EVM początkowo przyciągnął programistów tworzących wydajne wersje projektów Ethereum. Pangolin to szybki AMM sklonowany z Uniswap. TraderJoe zaczynał jako AMM i dodał pożyczki na swojej drodze do zostania centrum DeFi. Aplikacja Benqido pożyczania i pożyczania jest wersją Compound, ale uruchomiła także płynne stakowanie dla AVAX. Platypus jest najlepszym stabilnym zamiennikiem Curve, ponieważ ma zarządzanie aktywami i pasywami. Największe projekty Ethereum, takie jak Aave, Curve, Sushiswap wykorzystujące strategię wielołańcuchową, również zostały uruchomione w C-Chain i przyciągnęły ogromną płynność. Ekosystem Avalanche ma również nowy typ aktywów, z których jeden służy do finansowania sporów sądowych . W połączeniu z DAO może to mieć ogromny wpływ na łączenie istniejących systemów prawnych z sieciami kryptograficznymi. W rzeczywistości genialny konsensus Avalanche i nakładająca się topologia podsieci razem zapewniają ogromną przestrzeń dla innowacji dla nowych projektów.

Wniosek

Heterogeniczne sieci blockchain Cosmos, Polkadot i Avalanche zapewniają niezwykłą infrastrukturę do budowy internetu blockchain, która pokazuje, że asynchroniczny heterogeniczny model sieci działa skutecznie i jest ulepszeniem w stosunku do Bitcoin i Ethereum w ich obecnej formie. W końcu pomieszczą miliony aktywnych codziennie użytkowników i osiągną koncepcję Web 3, będącej własnością i kontrolowanej przez użytkowników.

Współistnienie takich architektur jest korzystne dla zdecentralizowanego Internetu, ponieważ mają one własne możliwości wyboru koncepcji i kompromisów. Zrozumienie różnic i podobieństw tych nowych infrastruktur już dziś pomoże w budowaniu systemów przyszłościowych. Projekty korzystające z tych ram wyjdą poza aplikacje inteligentnych kontraktów, staną się skalowalnymi systemami na skalę produkcyjną z własnymi dedykowanymi sieciami i społecznościami oraz zaprezentują niewyobrażalne wcześniej przypadki użycia.

W ostatecznym rozrachunku pozostaje kilka pytań: jak sprawić, by płynność przepływała sprawnie pomiędzy łańcuchami, a nie zamykała się w ramach poszczególnych sieci? W jaki sposób te otwarte organizacje, działające poprzez sieci, zapobiegną pojawianiu się wielorybów sieciowych i zapewnią sprawiedliwy podział bogactwa i władzy, czyli zapobieżenie koncentracji aktywów w celu zapobieżenia scentralizowanej kontroli i cenzurze tego, co niepożądane?

Wszystkie informacje prezentowane są wyłącznie w celach edukacyjnych i nie powinny stanowić podstawy do podejmowania decyzji inwestycyjnych, jak również nie powinny być traktowane jako rekomendacja lub porada dotycząca udziału w transakcjach inwestycyjnych. Przeprowadź własne badania.

To będzie interesujące

Efekt sieciowy w gospodarce cyfrowej: wyjaśniamy na przykładach

23.04.2024

13 min

2465

читать