Kertas Putih Artela
Pada tanggal 20 Juni, proyek EVM Layer 1 paralel mutakhir Artela merilis buku putih "Paralelisasi Tumpukan Penuh", yang bertujuan untuk sepenuhnya melepaskan skalabilitas blockchain dan memungkinkan DApps memiliki "kinerja yang dapat diprediksi".
Performa yang dapat diprediksi mengacu pada penyediaan TPS yang dapat diprediksi untuk DApps, yang sangat penting bagi DApps dalam skenario bisnis tertentu. DApps yang diterapkan pada rantai publik umumnya harus bersaing dengan DApps lain untuk mendapatkan daya komputasi dan ruang penyimpanan blockchain. Oleh karena itu, jika terjadi kemacetan jaringan, hal ini akan menyebabkan biaya eksekusi transaksi dan penundaan transaksi yang relatif tinggi membatasi perkembangan pesat DApps. Dapat dibayangkan bahwa jika pengguna menggunakan perangkat lunak pesan instan terdesentralisasi, karena ruang blok dari jaringan blockchain yang mendasarinya ditempati oleh DApps lain, pesan pengguna sulit dikirim dan diterima, yang merupakan bencana bagi pengalaman pengguna .
Untuk memecahkan masalah "kinerja yang dapat diprediksi", pendekatan yang paling umum adalah dengan menggunakan blockchain khusus aplikasi (blockchain khusus aplikasi), juga dikenal sebagai rantai aplikasi (Appchain), yang merupakan ruang blok yang didedikasikan untuk Aplikasi- blockchain tertentu.
Artela secara inovatif mengusulkan solusi Elastic Block Space (EBS), yang didasarkan pada konsep komputasi elastis dan secara dinamis menyesuaikan sumber daya blok sesuai dengan kebutuhan spesifik DApps dari tingkat protokol untuk menyediakan ekspansi independen untuk DApps dengan permintaan ruang blok yang tinggi.
Artikel ini akan memperkenalkan rantai aplikasi dan ruang blok elastis, serta membandingkan kelebihan dan kekurangan keduanya.
Jalur pengembangan rantai aplikasi
Rantai aplikasi adalah blockchain yang dibuat untuk menjalankan satu DApp. Daripada membangun blockchain yang sudah ada, pengembang aplikasi membangun blockchain baru dari awal dengan mesin virtual khusus yang mengeksekusi transaksi dari pengguna yang berinteraksi dengan aplikasi. Pengembang juga dapat menyesuaikan berbagai elemen tumpukan jaringan blockchain—konsensus, jaringan, dan eksekusi—untuk memenuhi persyaratan desain tertentu, sehingga memecahkan masalah seperti kemacetan tinggi, biaya tinggi, dan fitur tetap pada jaringan bersama.
Rantai aplikasi bukanlah konsep baru: Bitcoin dapat dilihat sebagai rantai aplikasi untuk "emas digital", Arweave dapat dilihat sebagai rantai aplikasi untuk penyimpanan permanen, dan Celestia dapat dilihat sebagai rantai aplikasi yang menyediakan ketersediaan data.
Mulai tahun 2016, rantai aplikasi tidak hanya mencakup blockchain chip tunggal, namun juga mencakup bentuk multi-rantai, yaitu ekosistem yang dibangun oleh beberapa blockchain yang saling berhubungan, dengan perwakilan utamanya adalah Cosmos dan Palkadot. Cosmos adalah yang pertama membayangkan beberapa dunia blockchain yang saling berhubungan dan berkomitmen untuk memecahkan masalah interaksi lintas rantai dari blockchain. Cosmos dapat dengan cepat mengembangkan dan meluncurkan rantai melalui Cosmos SDK. Cosmos telah merancang protokol IBC untuk melakukan blockchain tanpa hambatan , dll.; Palkadot bertujuan untuk menjadi solusi perluasan blockchain yang sempurna. Rantai dalam ekologinya disebut parachain yang mendukung keamanan bersama sejak awal, dan parachain yang berbeda dapat berkomunikasi melalui informasi lintas konsensus.
Pada akhir tahun 2020, ketika penelitian ekspansi Ethereum berfokus pada beberapa solusi seperti rantai samping, subnet, dan Layer 2 Rollup, rantai aplikasi juga menetaskan bentuk yang sesuai. Rantai samping seperti Polygon dan subnet seperti Avalanche meningkatkan kemampuan layanan secara keseluruhan dengan meningkatkan pengalaman dan kinerja rantai samping atau subnet; Layer 2 Rollup mendukung rantai aplikasi dalam bentuk tumpukan modular, di antaranya telah digunakan oleh OP Stack dan Polygon CDK. banyak proyek sebagai solusi Layer 2 Rollup yang bertujuan untuk meningkatkan throughput dan skalabilitas jaringan Ethereum untuk memenuhi permintaan transaksi yang terus meningkat dan menyediakan interoperabilitas dan interoperabilitas yang lebih luas.
Saat ini, sudah terdapat sejumlah besar aplikasi yang dibangun dalam rantai aplikasi di berbagai platform. Misalnya, Axie meluncurkan rantai samping Ethereum Ronin pada awal tahun 2021; DeFi Kingdoms mengumumkan migrasinya dari Harmony ke subnet Avalanche pada akhir tahun 2021; Injective meluncurkan rantai aplikasi DeFi yang dibangun menggunakan Cosmos SDK pada bulan November 2021; 2022 Diumumkan bahwa produk versi V4 akan menggunakan teknologi Cosmos SDK untuk membangun rantai aplikasi independen; Uptick Network akan meluncurkan rantai aplikasi ekologi Uptick Chain pada tahun 2023 sebagai infrastruktur untuk pengembangan aplikasi ekologi Web3 lapisan protokol komersial yang kaya.
Keuntungan dan Kerugian Rantai Aplikasi
Rantai aplikasi mendapatkan kekuatan penuh untuk menjalankan kedaulatan blockchain mereka alih-alih mengandalkan Lapisan 1 yang mendasarinya, yang merupakan pedang bermata dua.
Ada tiga keuntungan utama:
Kedaulatan: Rantai aplikasi dapat memecahkan masalah melalui solusi tata kelolanya sendiri, menjaga independensi dan otonomi masing-masing proyek aplikasi, dan mencegah berbagai gangguan dan hambatan;
Kinerja: Dapat memenuhi latensi rendah dan throughput tinggi yang dibutuhkan oleh aplikasi, memberikan pengalaman yang baik kepada pengguna, dan sangat meningkatkan efisiensi pengoperasian DApp yang sebenarnya;
Kemampuan untuk disesuaikan: Pengembang DApp dapat menyesuaikan rantai sesuai dengan kebutuhan mereka dan bahkan menciptakan ekosistem, menyediakan metode evolusi yang cukup fleksibel.
Ada juga tiga kelemahan:
Masalah keamanan: Rantai aplikasi harus bertanggung jawab atas keamanannya sendiri, termasuk mempertimbangkan jumlah node, menjaga mekanisme konsensus, menghindari risiko penjaminan, dll. Jaringan relatif tidak aman;
Masalah lintas rantai: Sebagai rantai independen, rantai aplikasi tidak memiliki interoperabilitas dengan rantai (aplikasi) lain dan menghadapi masalah lintas rantai. Mengintegrasikan protokol lintas rantai akan meningkatkan risiko lintas rantai;
Masalah biaya: Rantai aplikasi memerlukan banyak infrastruktur tambahan, yang memerlukan banyak biaya dan waktu rekayasa. Selain itu, ada biaya untuk menjalankan dan memelihara node.
Bagi perusahaan rintisan, kelemahan rantai aplikasi berdampak besar pada DApps yang mereka masuki ke pasar. Tim pengembangan di sebagian besar perusahaan rintisan tidak hanya tidak mampu menyelesaikan masalah keamanan dan masalah lintas rantai dengan baik, tetapi juga tidak mampu menyelesaikan masalah tersebut terbebani oleh tenaga kerja yang tinggi, Membutuhkan waktu dan uang untuk membujuk mereka berhenti. Namun, kinerja yang dapat diprediksi merupakan kebutuhan untuk DApps tertentu. Oleh karena itu, pasar sangat membutuhkan solusi kinerja yang dapat diprediksi pada Lapisan 1.
Ruang blok yang fleksibel
Di Web2, komputasi elastis adalah model komputasi awan umum yang memungkinkan sistem untuk secara dinamis meningkatkan atau menurunkan skala pemrosesan komputer, memori, dan sumber daya penyimpanan sesuai kebutuhan untuk memenuhi permintaan yang berubah tanpa mengkhawatirkan perencanaan kapasitas dan rekayasa untuk penggunaan puncak.
Ruang blok elastis secara otomatis menyesuaikan jumlah transaksi yang ditampung dalam blok sesuai dengan tingkat kemacetan jaringan. Untuk transaksi aplikasi tertentu, jaringan blockchain menyediakan ruang blok yang stabil dan jaminan TPS melalui komputasi elastis, yang mencapai "kinerja yang dapat diprediksi" ”.
MegaETH juga telah mengusulkan konsep serupa yaitu "ekspansi dinamis elastis" dan percaya bahwa ini adalah jalur pengembangan yang tak terelakkan bagi DApps untuk mendukung adopsi skala besar. Berikut perkembangan teknologi yang diprediksi dalam 1-3 tahun mendatang:
Tahap 1: Perluasan horizontal pada tingkat simpul verifikasi;
Tahap kedua: ekspansi statis pada tingkat rantai;
Tahap ketiga: ekspansi horizontal dinamis pada tingkat rantai.
Artela telah benar-benar menerapkan konsep ini dan memecahkan masalah inti pada fase pertama, yaitu "bagaimana mengoordinasikan perluasan horizontal node verifikasi untuk mendukung komputasi elastis". Seiring pertumbuhan protokol di jaringan Artela, protokol tersebut dapat berlangganan ruang blok elastis untuk menangani pertumbuhan pengguna protokol dan throughput. Ruang blok elastis menyediakan ruang blok independen untuk DApps dengan kebutuhan throughput transaksi yang tinggi, memungkinkan mereka untuk berkembang seiring pertumbuhannya. Pada dasarnya, ruang blok menentukan jumlah data yang dapat disimpan di setiap blok blockchain, yang secara langsung memengaruhi hasil transaksi. Ketika DApps mengalami lonjakan permintaan transaksi, berlangganan ruang blok elastis menjadi berguna untuk menangani peningkatan beban secara efisien tanpa berdampak pada blockchain yang mendasarinya.
Penerapan komputasi elastis dibagi menjadi "elastisitas waktu nyata" dan "elastisitas non-waktu nyata". "Elastisitas waktu nyata" umumnya mengacu pada respons tingkat menit terhadap perluasan kapasitas, sedangkan "elastisitas non-waktu nyata" hanya perlu merespons perluasan kapasitas dalam waktu terbatas. Artela mengadopsi metode "elastisitas non-real-time", yaitu ketika jaringan mendeteksi kebutuhan akan perluasan, jaringan akan memulai proposal perluasan, dan node verifikasi seluruh jaringan akan menyelesaikan perluasan setelah satu atau lebih periode ( daripada waktu nyata). Dan serahkan bukti perluasan untuk ditantang oleh validator lain.
Solusi ruang blok elastis Artela sebenarnya mengacu pada banyak konsep database terdistribusi dan juga merupakan kelanjutan dari teknologi sharding blockchain. Dari sudut pandang "computing sharding", kapasitasnya diperluas sesuai dengan lalu lintas aplikasi yang membutuhkannya, menghindari masalah "transaksi lintas-shard", sehingga pengalaman pengembang dan pengguna tidak berbeda dari sebelumnya. Pada saat yang sama, penerapan "elastisitas non-waktu nyata" yang relatif sulit diterapkan telah meningkatkan penerapannya sekaligus memenuhi kebutuhan aktual banyak DApps.
Perlu disebutkan bahwa ruang blok elastis, sebagai solusi untuk memperluas kinerja blockchain secara horizontal, didasarkan pada premis bahwa "transaksi dapat diparalelkan." Hanya ketika paralelisme transaksi ditingkatkan, sumber daya mesin dari node perlu diperluas secara horizontal . , untuk meningkatkan throughput transaksi.
Oleh karena itu, untuk Layer 1 seperti Ethereum, masalah serialisasi transaksi adalah hambatan kinerja yang paling langsung, dan ukuran blok juga dibatasi oleh ukuran variabel blok Batas Gas (batas atas adalah 30.000.000 gas), jadi kita hanya bisa mencari solusi perluasan Layer 2.
Untuk Lapisan 1 berperforma tinggi seperti Solana, meskipun mendukung eksekusi transaksi paralel dan dapat diskalakan secara horizontal, lapisan ini tidak dapat mengatasi masalah "kinerja yang dapat diprediksi" dari DApps selama periode permintaan puncak. Dengan menerapkan solusi “pasar biaya lokal”, Solana bertujuan untuk mencegah transaksi permintaan tunggal memonopoli ruang blok yang langka, membatasi kenaikan biaya berdasarkan waktu, dan memitigasi dampak negatif dari puncak permintaan yang tiba-tiba. Misalnya, selama penerbitan NFT, penerbit NFT akan dengan cepat menghabiskan batas unit komputasi (CU) setiap akun, dan transaksi selanjutnya harus meningkatkan biaya prioritas untuk diproses dalam ruang terbatas pada akun.
Dapat dikatakan bahwa solusi ruang blok Artela yang fleksibel untuk mengatasi lonjakan permintaan transaksi juga semakin memperluas konsep "pasar biaya lokal" di Solana, yang tidak hanya memastikan "kinerja yang dapat diprediksi" dari DApp, tetapi juga mencegah seluruh jaringan Lonjakan biaya dan kemacetan telah membunuh dua burung dengan satu batu.
Meringkaskan
Baik itu rantai aplikasi atau ruang blok elastis, keduanya pada dasarnya untuk memecahkan masalah bahwa DApps yang berbeda memiliki tuntutan yang berbeda terhadap kinerja blockchain, atau masalah "kinerja yang dapat diprediksi". Tidak ada yang baik atau buruk di antara kedua solusi tersebut, hanya yang sesuai satu dan tidak pantas. Kedua solusi ini mengingatkan saya pada "teori protokol lemak" - sebuah teori yang diajukan oleh Joel Monegro pada tahun 2016, yang berkisar pada "bagaimana protokol kriptografi harus menangkap lebih banyak (daripada nilai kolektif yang ditangkap oleh aplikasi yang dibangun di atasnya)" Nilai" mengembang.
Rantai aplikasi sebenarnya adalah protokol yang tipis, terutama ketika Lapisan 1 mengadopsi arsitektur modular, lapisan protokol sepenuhnya disesuaikan oleh lapisan aplikasi, meskipun memberikan mekanisme akumulasi nilai yang lebih baik ke dalam aplikasi, namun juga menimbulkan biaya tinggi dan keamanan yang terbatas.
Ruang blok elastis sebenarnya adalah protokol yang gemuk, perpanjangan dari lapisan protokol Lapisan 1 yang mendasarinya, yang secara efektif menurunkan hambatan masuk bagi peserta dengan persyaratan "kinerja yang dapat diprediksi". Pada saat yang sama, protokol juga dapat menangkap nilai aplikasi dan menghasilkan hal positif lingkaran umpan balik.