Будущее блокчейна видится как децентрализованное, безопасное и масштабируемое. Однако обычно можно достичь только двух из этих трёх целей, что называется «неразрешимой тройкой» блокчейна. На протяжении многих лет люди искали способы повысить пропускную способность и скорость транзакций блокчейна, обеспечивая при этом децентрализацию и безопасность, то есть решая проблему масштабирования.
Определение децентрализации, безопасности и масштабируемости блокчейна:
Децентрализация: любой может стать узлом и участвовать в производстве и верификации блокчейн-системы, чем больше узлов, тем выше степень децентрализации.
Безопасность: чем выше стоимость получения контроля над блокчейн-системой, тем выше безопасность, тем больше сеть может противостоять большему количеству атак.
Масштабируемость: способность блокчейна обрабатывать большое количество транзакций.
Сети Биткойн и Эфириум выбрали пожертвовать частью масштабируемости, чтобы обеспечить безопасность и децентрализованность сети. С ростом числа приложений на блокчейне рынок испытывает постоянно растущий спрос на пропускную способность, но ограниченная способность обработки транзакций в основной сети приводит к увеличению затрат на транзакции и более длительному времени расчетов. Проблема масштабирования блокчейна требует срочного решения. Идеальное решение для масштабирования: повысить скорость транзакций и пропускную способность сети блокчейна без ущерба для децентрализованности и безопасности.
Согласно критерию "изменится ли основная сеть", решения по масштабированию можно разделить на две основные категории: масштабирование на цепочке и масштабирование вне блокчейна.
2.1 Масштабирование в блокчейне
Основная концепция: решение для достижения эффекта масштабирования путем изменения одного уровня протокола основной сети, в настоящее время основным решением является шардирование.
Основные решения для масштабирования в цепочке:
Увеличение пространства блоков: увеличение количества транзакций, упакованных в каждый блок, но это повысит требования к оборудованию узлов и снизит уровень децентрализации.
Шардинг: деление бухгалтерской книги блокчейна на несколько частей, за которые отвечают разные узлы. Это может снизить нагрузку на узлы и увеличить скорость обработки транзакций, но приведет к снижению общей безопасности сети.
Изменение протокола основного сетевого уровня может привести к непредсказуемым негативным последствиям, любые незначительные уязвимости в безопасности на нижнем уровне могут серьезно угрожать безопасности всей сети.
2.2 вне блокчейна расширение
Основная концепция: решение для масштабирования, не изменяющее существующий протокол основного сетевого уровня.
вне блокчейна расширения можно разделить на Layer2 и другие решения:
Layer2: Второй уровень сети, построенный на основной цепи, такие как State Channels, Plasma, Rollups и т.д.
Состояние канала предполагает, что пользователи должны взаимодействовать с основной сетью только при открытии, закрытии или разрешении споров, а взаимодействие между пользователями осуществляется вне блокчейна, чтобы сократить время и стоимость транзакций.
Статус-каналы — это простые P2P-протоколы, подходящие для "приложений на основе раундов", таких как шахматная игра для двух человек. Каждый канал управляется многоподписным смарт-контрактом, работающим в основной сети, который контролирует активы, внесенные в канал, проверяет обновления статуса и арбитражирует споры между участниками.
3.1.2 Временная линия
2015/02: Джозеф Пун и Таддеус Дрйя опубликовали проект белой книги о сети Lightning.
2015/11: Джефф Коулман впервые систематически обобщил концепцию State Channel.
2016/01: Джозеф Пун и Таддеус Дрйя официально опубликовали белую книгу о сети Lightning для Биткойна.
2017/11: Первая спецификация дизайна State Channel на основе фреймворка Payment Channel, предложенная Sprites.
2018/06: Counterfactual представил подробный дизайн Обобщенных Государственных Каналов.
Биткойн-Лайтнинг Сеть: канал для мелких платежей в сети Биткойн.
Эфириум Лайтнинг Сеть: канал мелких платежей на основе Эфириума.
Celer Network: увеличение слоя стимулов для сети Lightning.
3.1.6 Сравнение приложений
Существуют различия между сетью Lightning, сетью Thunder и сетью Celer в техническом направлении, областях применения, а также в экосистемном развитии. Сеть Lightning развита достаточно хорошо, сеть Thunder развивается медленно, а сеть Celer исследует новые области применения.
Сайдчейн — это форма блокчейна, появившаяся для ускорения транзакций биткойна, которая может использовать более сложные контракты или улучшенные механизмы консенсуса. Сайдчейн не является новым блокчейном, а представляет собой инфраструктуру, прикрепленную к основной цепочке и помогающую основной цепочке решать проблемы.
3.2.2 Временная линия
2012/01: Концепция сайдчейна Биткойна была предложена в чате
2014/10: Опубликована статья о сайдчейнах биткойна
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 Skales
2018/10: Запуск тестовой сети xDai Chain
2020/06:Запуск основной сети Skale
2020/06: Запуск основной сети боковой цепи Ethereum Matic PoS Chain
2021/02:Matic Network был переименован в Polygon Network
2021/02: Игровая побочная цепь Axie Infinity, сеть Ronin, начала работу
2021/12: xDai Chain объединилась с Gnosis Dao в Gnosis Chain
Сайдчейн в основном имеет два способа связи с основной цепочкой: двухсторонняя анкерная система ( Symmetric Pegged ) и несогласованная анкерная система ( Asymmetric Pegged ).
Двустороннее анкерование: валидаторы основной цепи и побочной цепи в реальном времени записывают состояние друг друга. Передача активов осуществляется с помощью двусторонней SPV технологии.
Несогласованная привязка: проверяющие побочной цепи контролируют активность основной цепи, побочная цепь может активно фиксировать при переводе средств с основной цепи. При переводе средств с побочной цепи на основную, вводится механизм Сертифицирующих для проверки возвращаемых побочной цепью транзакций.
Резюме механизма сайдчейна:
Боковая цепь: Основная цепь блокирует активы, боковая цепь генерирует обернутый актив
основная цепь: уничтожение wrapped asset на боковой цепи, разблокировка активов на основной цепи
Безопасность активов на сайдчейне зависит от механизмаConsensus сайдчейна.
xDai( теперь переименован в Gnosis Chain): сайдчейн, токены которого привязаны к доллару 1:1.
Polygon: агрегатор решений для масштабирования Ethereum.
Ronin: побочная цепь игры Axie Infinity.
3.2.6 Сравнение приложений
xDai, Polygon и Ronin различаются по механизму консенсуса, сфере применения и развитию экосистемы. xDai сосредоточен на платежах, Polygon предлагает разнообразную экосистему, а Ronin ориентирован на игровые приложения.
Plasma — это рамка для построения масштабируемых Dapp. В качестве эволюционного решения для побочных цепей, Plasma стремится минимизировать доверие пользователей к операторам побочных цепей. Основной принцип Plasma заключается в том, что даже если у цепи Plasma возникнут проблемы с безопасностью, все активы пользователей все равно могут быть возвращены 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
С 2019 года: сообщество Эфириума начало исследовать Rollups
Plasma Group: Исследование фреймворка Plasma, затем преобразование в Optimism
OMG Network: ранний проект Plasma, затем преобразованный в Boba Network
Polygon: агрегатор масштабирования Ethereum, включает в себя решение Plasma
3.3.6 Сравнение приложений
Технология Plasma имеет врожденные проблемы, большинство проектов перешли на другие решения для масштабирования. Plasma Group переключилась на Optimistic Rollup, OMG Network перешла на Boba Network, Polygon перешла на полностековые L2-решения.
Rollups — это решение для масштабирования, которое размещает вычисления и хранение состояния вне блокчейна, в то время как на блокчейне хранятся обязательства по состоянию и сжатые данные о транзакциях. В основном делится на два типа: Optimistic Rollups и ZK Rollups.
3.4.2 Технические принципы
Основная идея Rollups
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» .
11 Лайков
Награда
11
3
Поделиться
комментарий
0/400
ser_we_are_ngmi
· 07-31 02:51
вне блокчейна расширение, верно? Это даже хуже, чем канарейка~
Посмотреть ОригиналОтветить0
SatoshiLegend
· 07-31 02:41
Согласно первому исходному коду Сатоши Накамото, путь решения проблемы с tps был известен, к сожалению, в то время вычислительная мощность была недостаточной.
Полный анализ решений по расширению вне блокчейна: от State Channels до Rollups
вне блокчейна расширение Глубина анализа
1. Необходимость масштабирования
Будущее блокчейна видится как децентрализованное, безопасное и масштабируемое. Однако обычно можно достичь только двух из этих трёх целей, что называется «неразрешимой тройкой» блокчейна. На протяжении многих лет люди искали способы повысить пропускную способность и скорость транзакций блокчейна, обеспечивая при этом децентрализацию и безопасность, то есть решая проблему масштабирования.
Определение децентрализации, безопасности и масштабируемости блокчейна:
Децентрализация: любой может стать узлом и участвовать в производстве и верификации блокчейн-системы, чем больше узлов, тем выше степень децентрализации.
Безопасность: чем выше стоимость получения контроля над блокчейн-системой, тем выше безопасность, тем больше сеть может противостоять большему количеству атак.
Масштабируемость: способность блокчейна обрабатывать большое количество транзакций.
Сети Биткойн и Эфириум выбрали пожертвовать частью масштабируемости, чтобы обеспечить безопасность и децентрализованность сети. С ростом числа приложений на блокчейне рынок испытывает постоянно растущий спрос на пропускную способность, но ограниченная способность обработки транзакций в основной сети приводит к увеличению затрат на транзакции и более длительному времени расчетов. Проблема масштабирования блокчейна требует срочного решения. Идеальное решение для масштабирования: повысить скорость транзакций и пропускную способность сети блокчейна без ущерба для децентрализованности и безопасности.
! Подробный исследовательский отчет из 10 000 слов: всесторонний анализ расширения вне сети
2. Категории решений по масштабированию
Согласно критерию "изменится ли основная сеть", решения по масштабированию можно разделить на две основные категории: масштабирование на цепочке и масштабирование вне блокчейна.
2.1 Масштабирование в блокчейне
Основная концепция: решение для достижения эффекта масштабирования путем изменения одного уровня протокола основной сети, в настоящее время основным решением является шардирование.
Основные решения для масштабирования в цепочке:
Увеличение пространства блоков: увеличение количества транзакций, упакованных в каждый блок, но это повысит требования к оборудованию узлов и снизит уровень децентрализации.
Шардинг: деление бухгалтерской книги блокчейна на несколько частей, за которые отвечают разные узлы. Это может снизить нагрузку на узлы и увеличить скорость обработки транзакций, но приведет к снижению общей безопасности сети.
Изменение протокола основного сетевого уровня может привести к непредсказуемым негативным последствиям, любые незначительные уязвимости в безопасности на нижнем уровне могут серьезно угрожать безопасности всей сети.
2.2 вне блокчейна расширение
Основная концепция: решение для масштабирования, не изменяющее существующий протокол основного сетевого уровня.
вне блокчейна расширения можно разделить на Layer2 и другие решения:
Layer2: Второй уровень сети, построенный на основной цепи, такие как State Channels, Plasma, Rollups и т.д.
Другие решения: такие как побочные цепи и т.д.
! Подробный исследовательский отчет из 10 000 слов: всесторонний анализ расширения вне сети
3. Вне блокчейна расширение решения
3.1 Государственные каналы
3.1.1 Обзор
Состояние канала предполагает, что пользователи должны взаимодействовать с основной сетью только при открытии, закрытии или разрешении споров, а взаимодействие между пользователями осуществляется вне блокчейна, чтобы сократить время и стоимость транзакций.
Статус-каналы — это простые P2P-протоколы, подходящие для "приложений на основе раундов", таких как шахматная игра для двух человек. Каждый канал управляется многоподписным смарт-контрактом, работающим в основной сети, который контролирует активы, внесенные в канал, проверяет обновления статуса и арбитражирует споры между участниками.
3.1.2 Временная линия
2015/02: Джозеф Пун и Таддеус Дрйя опубликовали проект белой книги о сети Lightning.
2015/11: Джефф Коулман впервые систематически обобщил концепцию State Channel.
2016/01: Джозеф Пун и Таддеус Дрйя официально опубликовали белую книгу о сети Lightning для Биткойна.
2017/11: Первая спецификация дизайна State Channel на основе фреймворка Payment Channel, предложенная Sprites.
2018/06: Counterfactual представил подробный дизайн Обобщенных Государственных Каналов.
2018/10:Представлен концепт обобщённых сетей каналов состояния.
2019/02: Концепция каналов состояния была расширена до N-Party Channels, Nitro стал первым протоколом, основанным на этой идее.
2019/10: Pisa расширяет концепцию Watchtowers, решая проблему необходимости постоянного онлайн-режима для участников.
2020/03: Hydra предложила Быстрые Изоморфные Каналы.
! Подробный исследовательский отчет из 10 000 слов: всесторонний анализ масштабирования вне сети
3.1.3 Технические принципы
Рабочий процесс канала состояния:
Алиса и Боб развернули многофакторный контракт в основной сети и внесли средства, после подтверждения подписей канал открыт.
Алиса и Боб проводят неограниченное количество бесплатных сделок вне блокчейна, каждая сделка подтверждается подписями обеих сторон.
При необходимости закрыть канал, одна сторона инициирует запрос на транзакцию в основной сети:
В случае спора можно подать подписанное доказательство мошенничества в основную сеть.
! Подробный исследовательский отчет на 10 000 слов: всесторонний анализ масштабирования вне сети
3.1.4 Преимущества и недостатки
Преимущества:
Недостатки:
3.1.5 Приложение
Основные приложения:
Биткойн-Лайтнинг Сеть: канал для мелких платежей в сети Биткойн.
Эфириум Лайтнинг Сеть: канал мелких платежей на основе Эфириума.
Celer Network: увеличение слоя стимулов для сети Lightning.
3.1.6 Сравнение приложений
Существуют различия между сетью Lightning, сетью Thunder и сетью Celer в техническом направлении, областях применения, а также в экосистемном развитии. Сеть Lightning развита достаточно хорошо, сеть Thunder развивается медленно, а сеть Celer исследует новые области применения.
! Подробный исследовательский отчет на 10 000 слов: всесторонний анализ масштабирования вне сети
3.2 Сайдинки
3.2.1 Обзор
Сайдчейн — это форма блокчейна, появившаяся для ускорения транзакций биткойна, которая может использовать более сложные контракты или улучшенные механизмы консенсуса. Сайдчейн не является новым блокчейном, а представляет собой инфраструктуру, прикрепленную к основной цепочке и помогающую основной цепочке решать проблемы.
3.2.2 Временная линия
2012/01: Концепция сайдчейна Биткойна была предложена в чате
2014/10: Опубликована статья о сайдчейнах биткойна
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 Skales
2018/10: Запуск тестовой сети xDai Chain
2020/06:Запуск основной сети Skale
2020/06: Запуск основной сети боковой цепи Ethereum Matic PoS Chain
2021/02:Matic Network был переименован в Polygon Network
2021/02: Игровая побочная цепь Axie Infinity, сеть Ronin, начала работу
2021/12: xDai Chain объединилась с Gnosis Dao в Gnosis Chain
2022/03: POA Network объединился с Gnosis Chain
! Подробный исследовательский отчет на 10 000 слов: всесторонний анализ расширения вне сети
3.2.3 Технические принципы
Сайдчейн в основном имеет два способа связи с основной цепочкой: двухсторонняя анкерная система ( Symmetric Pegged ) и несогласованная анкерная система ( Asymmetric Pegged ).
Двустороннее анкерование: валидаторы основной цепи и побочной цепи в реальном времени записывают состояние друг друга. Передача активов осуществляется с помощью двусторонней SPV технологии.
Несогласованная привязка: проверяющие побочной цепи контролируют активность основной цепи, побочная цепь может активно фиксировать при переводе средств с основной цепи. При переводе средств с побочной цепи на основную, вводится механизм Сертифицирующих для проверки возвращаемых побочной цепью транзакций.
Резюме механизма сайдчейна: Боковая цепь: Основная цепь блокирует активы, боковая цепь генерирует обернутый актив основная цепь: уничтожение wrapped asset на боковой цепи, разблокировка активов на основной цепи
Безопасность активов на сайдчейне зависит от механизмаConsensus сайдчейна.
! Подробный исследовательский отчет на 10 000 слов: всесторонний анализ масштабирования вне сети
3.2.4 Преимущества и недостатки
Преимущества:
Недостатки:
3.2.5 Приложение
Основные приложения:
xDai( теперь переименован в Gnosis Chain): сайдчейн, токены которого привязаны к доллару 1:1.
Polygon: агрегатор решений для масштабирования Ethereum.
Ronin: побочная цепь игры Axie Infinity.
3.2.6 Сравнение приложений
xDai, Polygon и Ronin различаются по механизму консенсуса, сфере применения и развитию экосистемы. xDai сосредоточен на платежах, Polygon предлагает разнообразную экосистему, а Ronin ориентирован на игровые приложения.
! Подробный исследовательский отчет на 10 000 слов: всесторонний анализ масштабирования вне сети
3.3 Плазма
3.3.1 Обзор
Plasma — это рамка для построения масштабируемых Dapp. В качестве эволюционного решения для побочных цепей, Plasma стремится минимизировать доверие пользователей к операторам побочных цепей. Основной принцип Plasma заключается в том, что даже если у цепи Plasma возникнут проблемы с безопасностью, все активы пользователей все равно могут быть возвращены 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
С 2019 года: сообщество Эфириума начало исследовать Rollups
! Подробный исследовательский отчет на 10 000 слов: всесторонний анализ масштабирования вне сети
3.3.3 Технические принципы
Плазма основная идея:
вне блокчейна выполнение: большая часть работы обрабатывается вне основной сети
Обещание состояния: подтверждение текущего состояния блока через Merkle Root
Механизм выхода: пользователи могут вывести средства из Plasma-цепи
Пользовательский процесс:
Пользователь вносит средства в контракт Plasma на основной сети
Пользователь совершает сделки на Plasma-цепи
Оператор обрабатывает транзакцию и отправляет обязательство по состоянию в основную сеть
Выход:
! 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 приложения:
Plasma Group: Исследование фреймворка Plasma, затем преобразование в Optimism
OMG Network: ранний проект Plasma, затем преобразованный в Boba Network
Polygon: агрегатор масштабирования Ethereum, включает в себя решение Plasma
3.3.6 Сравнение приложений
Технология Plasma имеет врожденные проблемы, большинство проектов перешли на другие решения для масштабирования. Plasma Group переключилась на Optimistic Rollup, OMG Network перешла на Boba Network, Polygon перешла на полностековые L2-решения.
! Подробный исследовательский отчет на 10 000 слов: всесторонний анализ расширения вне сети
3.4 Роллапсы
3.4.1 Обзор
Rollups — это решение для масштабирования, которое размещает вычисления и хранение состояния вне блокчейна, в то время как на блокчейне хранятся обязательства по состоянию и сжатые данные о транзакциях. В основном делится на два типа: Optimistic Rollups и ZK Rollups.
3.4.2 Технические принципы
Основная идея Rollups