Oryginalna analiza badań Web3.com Ventures
0xFishylosopher
Wstęp
Blockchain Sui jest jednym z głównych nowych projektów L1 wykorzystujących język Move i przyciągnął uwagę głównych mediów i kapitału w związku z jego rozwojem technologicznym [1]. W porównaniu z wieloma innymi nowymi łańcuchami bloków L1, szczególnie z Aptos, Sui może pochwalić się całym zestawem projektów eksperymentalnych, innowacjami technologicznymi i unikalną tokenomią, aby zapewnić łańcuch bloków, który „skaluje się w poziomie” z praktycznie nieograniczonymi korzyściami [2]. W tym artykule omówię najważniejsze przełomy technologiczne Sui, a także unikalny model tokenomiczny projektu, zanim przedstawię krytyczną ocenę potencjału Sui jako łańcucha L1 zorientowanego na skalowalność.
Zasady techniczne Sui
Sui jako projekt wprowadza szeroką gamę innowacji technicznych, a wszystkie mają na celu optymalizację szybkości i przepustowości transakcji, szczególnie w przypadku prostych transakcji peer-to-peer. W tej sekcji skupię się na trzech najważniejszych innowacjach technologicznych: modyfikacji języka Move w celu stworzenia Sui Move, obsłudze „prostych transakcji” bez konsensusu oraz unikalnym silniku konsensusu Narwala-Tuska.
W ruchu
Po pierwsze, w przeciwieństwie do Aptos i innych projektów języka Move, które bezpośrednio czerpią oryginalny język Move Meta Libra „od razu po wyjęciu z pudełka”, Sui używa własnej, niestandardowej wersji języka Move, Sui Move, do pisania inteligentnych kontraktów. Move, jako oparty na zasobach język inteligentnych kontraktów, zaimplementowany przy użyciu struktur z obsługą możliwości, jest naturalnie zoptymalizowany pod kątem wykonywania równoległego. Ale chociaż oryginalny język Diem-Move został opracowany z myślą o „systemie dozwolonym”, w którym ściśle egzekwowano kontrolę dostępu, koncepcja Sui dotycząca masowej adaptacji wymaga znacznie bardziej otwartego systemu, aby przyspieszyć wdrażanie. W tym celu Sui Move tworzy bardziej prymitywne funkcje, takie jak funkcja przenoszenia, które pozwalają na „bezproblemowe tworzenie zasobów masowych” [3].
Inne modyfikacje Sui w języku Move obejmują uporządkowanie systemów pisania Move, aby umożliwić znacznie płynniejsze programowanie. Umożliwiając transfery i własność zasobów z typami natywnymi, programiści nie muszą używać „wzorców opakowań”, jak w tradycyjnym języku Move. Optymalizacja „wpisywania” zasobów w Sui Move pozwala również na łączenie zasobów różnych typów w większy kontener zasobów, rozszerzając w ten sposób funkcjonalność niestandardowych typów zdefiniowanych i pozwalając na czystszą strukturę polimorfizmu [3].
Proste transakcje „jednego autora”.
Obsługa przez Sui prostych transakcji „jednego autora” jest prawdopodobnie najważniejszą innowacją projektu i kluczowym gwarantem skalowalności projektu. Transakcje pojedynczego autora, jak sama nazwa wskazuje, obejmują typowe transakcje typu blockchain, takie jak płatności peer-to-peer i przelewy NFT, w których zaangażowany jest tylko jeden nadawca. Sui twierdzi, że „optymalizuje pod kątem obiektów jednego autora, umożliwiając projektowanie rezygnujące z konsensusu w przypadku prostych transakcji” [4]. Wydaje się to sprzeczne z zasadami projektowania blockchainu – w końcu konsensus jest kluczowym krokiem w zapewnieniu bezpieczeństwa danych przesyłanych przez blockchain. Jak więc Sui radzi sobie z bezpieczeństwem danych bez konsensusu?
Kluczem jest to, że Sui używa algorytmu znanego jako „bizantyjska spójna transmisja” – prostszego algorytmu, który eliminuje obciążenie związane z tradycyjnym podejściem do konsensusu, ale nadal gwarantuje bezpieczeństwo i żywotność w bizantyjskich warunkach kontradyktoryjnych (w zasadzie standardowy wymóg bezpieczeństwa dotyczący konsensusu). Algorytm ten jest w rzeczywistości dość podobny do algorytmu Transport Layer Security (TLS), który jest tradycyjnie używany przez strony internetowe do ustanawiania bezpiecznego połączenia [5].
W tradycyjnym mechanizmie konsensusu istnieje podejście „odpal i zapomnij” dla nadawcy, gdzie po przesłaniu transakcji do walidatorów, nadawca nie robi nic więcej z transakcją, a walidatorzy wykonują całą pracę [6]. Dzieje się tak, ponieważ walidatorzy muszą sprawdzić, czy transakcja nie koliduje z innymi transakcjami przesłanymi przez innych klientów. Ale w przypadku prostej operacji „single-writer” wiemy już, że nie będzie innych sprzecznych zapisów od innych nadawców. Dlatego możemy przenieść ciężar obliczeniowy związany z podliczaniem głosów na nadawcę, zamiast zużywać cenne obliczenia walidatora.
Mówiąc dokładniej, proste transakcje przechodzą następujące cztery etapy [6]:
Nadawca wysyła dane transakcji do walidatorów i rejestruje, że wysłał tę transakcję
Walidatorzy wysyłają swoje głosy (ważone dowodem stawki) z powrotem do nadawcy
Nadawca podlicza wszystkie głosy otrzymane przez walidatory, a po przekroczeniu progu walidacji tworzy „certyfikat weryfikacji”, który jest odsyłany do walidatorów
Walidatorzy otrzymują ten certyfikat, sprawdzają jego ważność i natychmiastowo finalizują transakcję.
Ponieważ walidatorzy nie muszą się ze sobą komunikować (jak w przypadku tradycyjnego konsensusu), ten genialny algorytm pozwala na proste transakcje, które wiążą się z bardzo niskimi kosztami obliczeniowymi dla walidatorów w sieci Sui, a mechanizm certyfikatów zapewnia również tym transakcjom odpowiedni poziom solidności po stronie bezpieczeństwa.
Co ważniejsze, algorytm ten jest wysoce skalowalny. Dzięki temu genialnemu algorytmowi sieć Sui teoretycznie nie ma górnej granicy liczby prostych transakcji, które może przetworzyć. Ponieważ główne obliczenia zliczania głosów walidatorów są wykonywane po stronie klienta, w miarę jak coraz więcej osób korzysta z sieci Sui, walidatory nie muszą poddawać się tej samej presji obliczeniowej, co Ethereum, Solana, a nawet Aptos ( użytkownicy zasadniczo wykonują obliczenia samodzielnie). Dlatego twórcy Sui reklamują blockchain jako jakościowo odmienny od innych blockchainów, ponieważ wykorzystuje strategię „skalowania poziomego” [7].
Silnik konsensusu Narwala-Tuska
Oczywiście, chociaż Sui może optymalizować pod kątem prostych transakcji z jednym autorem, ma również bardziej „tradycyjny” mechanizm globalnego konsensusu używany w przypadku bardziej złożonych transakcji i do okresowego sprawdzania globalnego stanu łańcucha bloków. Ten silnik konsensusu, wykorzystujący struktury danych grafów (a dokładniej DAG), jest także sam w sobie najnowocześniejszym mechanizmem konsensusu. Silnik konsensusu Sui składa się z dwóch głównych elementów [8]:
Narwhal, pamięć Sui, a właściwie kamerdyner kontrolujący oczekujące transakcje konsensusowe
Tusk (i jego poprzednik Bullshark), protokoły zapewniające porządek transakcji konsensusowych
Narwhal zasadniczo pobiera kilka oczekujących transakcji i „grafizuje” je, gdy czekają na przetworzenie [9]. Zamiast zwijać transakcje w bloki potwierdzeń jak w tradycyjnym konsensusie blockchain, Narwhal będzie stemplował transakcje numerem wersji, a także wskaźnikami do numerów wersji poprzednich transakcji, tworząc w ten sposób ukierunkowany graf acykliczny (DAG), będący swego rodzaju jak drzewo plików. Ta struktura DAG jest dość podobna do koncepcji „splotu blokowego” Arweave’a, która zamienia jednowymiarową strukturę „łańcucha bloków” podobną do LinkedList w wykres przypominający drzewo plików, aby umożliwić bardziej wydajne przechowywanie danych [10] .
Tusk jest także zasadniczo zmodyfikowaną wersją protokołu konsensusu HotStuff, zoptymalizowaną pod kątem struktury DAG zapewnianej przez Narwhal, skupioną na zmniejszeniu narzutu komunikacji pomiędzy walidatorami w sieci. Kiedy Narwal i Tusk są używane w połączeniu, mogą osiągnąć „160 000 tx/s z opóźnieniem około 3 sekund” w tradycyjnych warunkach bizantyjskiej tolerancji błędów (BFT) [9]. Zatem wydajność transakcji Narwala-Tuska jest już najnowocześniejsza, nawet bez uwzględnienia dodatkowej optymalizacji, którą Sui wdraża dla transakcji z jednym zapisem przy użyciu wspomnianego powyżej algorytmu Byzantine Consistent Broadcast.
Sui Tokenomika
Oprócz posiadania szeregu innowacji technicznych mających na celu optymalizację kompozycyjności i skalowalności sieci, Sui wdraża także unikalny model tokenomiki, który uwzględnia koszt przechowywania w sieci [11]. Tradycyjnie blockchainy takie jak Ethereum nie muszą brać pod uwagę kosztów przechowywania danych w sieci, ponieważ cena „gazu” za zapisanie danych na blockchainie jest tak wysoka, co staje się naturalnym czynnikiem odstraszającym osoby piszące duże ilości danych do sieci. Jednak w przypadku Sui wysoka skalowalność sieci oznacza, że opłaty za gaz stają się niezwykle niskie, przez co ludzie rzeczywiście mogą chcieć przechowywać duże porcje danych w łańcuchu.
Jak pokazano na diagramie, model tokenomiczny Sui jest zasadniczo tradycyjnym modelem tokenomicznym łańcucha dowodu stawki, z dodatkowym elementem „funduszu magazynowego”. Co zatem rozwiązuje „fundusz magazynowy”? Łańcuch bloków jest zasadniczo strukturą danych umożliwiającą tylko dołączanie i musi gwarantować, że raz zapisane dane w łańcuchu bloków pozostaną tam na zawsze. Załóżmy, że mamy dwóch użytkowników, A i B. Użytkownik A używa Sui od samego początku. Ponieważ nie ma zbyt wielu „starszych danych”, o których weryfikatorzy muszą pamiętać, Użytkownik A może cieszyć się bardzo niskimi opłatami za gaz. Z drugiej strony użytkownik B korzysta z Sui dopiero po osiągnięciu dojrzałości sieci i w łańcuchu znajduje się znaczna ilość danych. Ponieważ walidatorzy muszą utrzymywać wszystkie te starsze dane, użytkownik B musi uiścić znacznie wyższe opłaty niż użytkownik A. „Fundusz przechowywania” jest w zasadzie sposobem na wyrównanie tego problemu, powodując, że użytkownik A płaci więcej opłat, dzięki czemu obaj użytkownicy mogą korzystać z sieci o porównywalnym poziomie opłat [12].
Fundusz przechowywania Sui wypłaca pieniądze walidatorom w systemie, czyli tym, które faktycznie przechowują dane w łańcuchu bloków i wykonują „prace konserwacyjne” związane z utrzymaniem danych. W miarę zwiększania się prac konserwacyjnych wzrosną również wynagrodzenia walidatorów, tak że więcej osób będzie zachęcanych do zostania walidatorem w systemie, a nie delegatorem tokena, który stawia monetę i o niej zapomina [13]. W miarę jak coraz więcej osób staje się walidatorami, zwiększa się także całkowita ilość dostępnej przestrzeni dyskowej.
Dlatego model tokenomiczny Sui został specjalnie zaprojektowany, aby odpowiedzieć na pytanie „co stanie się dalej” po osiągnięciu wysokiej skalowalności. Jest to paradygmatyczny model tokenomiczny dla wysoce skalowalnego łańcucha, który wykorzystuje teorię gier, aby zapewnić, że ceny gazu pozostaną względnie stałe przez cały okres istnienia łańcucha bloków.
Ocena
Od bizantyjskiej spójnej transmisji i mechanizmu konsensusu Narwhal-Tusk po język Sui-Move i tokenomię Storage-Fund, Sui to projekt, który zawiera istotne innowacje w każdej części projektu blockchain, status wyjątkowy nawet w porównaniu z innymi nowymi L1 sieci, takie jak Aptos. Wszystkie te innowacje łączą się w spójną narrację – kompleksową optymalizację pod kątem masowego przyjęcia blockchainu na skalę nowoczesnych mediów społecznościowych i innych projektów Web 2.
Spośród całej gamy innowacji technicznych, być może największą atrakcją techniczną Sui jest nadal „nieograniczona” górna granica transakcji pojedynczego zapisu (dzięki algorytmowi Bizantine Consistent Broadcast). Dlatego projekty, które w dużym stopniu wykorzystują transakcje pojedynczego zapisu, z pewnością osiągną największe korzyści w zakresie skalowalności dzięki wykorzystaniu sieci Sui.
Sui podaje kilka przykładów takich aplikacji DApps „jednego autora”, w tym regularne transakcje tokenami typu peer-to-peer, publiczne tablice ogłoszeń, prywatne wiadomości oraz masowe wytwarzanie i dystrybucję zasobów gier [14]. Zasadniczo optymalizacja pod kątem transakcji z jednym autorem oznacza, że najpopularniejsze funkcje aplikacji mediów społecznościowych można zainstalować w Sui bez żadnych obaw związanych ze skalowalnością, a dzięki skalowalności Sui można wykorzystać pełen zakres efektów sieciowych tych aplikacji mediów społecznościowych rozwiązania. Przykładem tego jest ComingChat, próbujący stworzyć holistyczną usługę przesyłania wiadomości błyskawicznych, taką jak Telegram i WhatsApp z integracją portfela, planującą wdrożenie na Sui i Aptos [15].
Co więcej, projekty techniczne Sui umożliwiają również pełne wykorzystanie potencjału NFT jako towarów masowych. Od razu Sui całkowicie rozwiązuje problem skoków cen powszechny w przypadku dystrybucji masowej NFT w Ethereum (takich jak BAYC). Ale patrząc poza to, poprzez uczynienie masowego bicia monet przystępną cenowo i skalowalną, Sui otwiera wrota dla NFT, które mają niską wartość wewnętrzną, ale wysoki cel społeczny. Od kuponów w łańcuchu, przez zdecentralizowane identyfikatory, po karty kredytowe i karty pokładowe – wszystko, co może pomieścić portfel Apple lub jakikolwiek inny portfel fizyczny, można umieścić w łańcuchu jako NFT dzięki rozwiązaniom skalowalności Sui.
Idąc o krok dalej, Sui może nawet działać jako stała wersja MongoDB oparta na blockchainie. Przypomnijmy, że funkcje językowe Sui Move pozwalają Sui bardzo przejrzyście definiować i przeprowadzać transakcje „zasobami” różnych niestandardowych typów, a także pozwalają na duży stopień polimorfizmu i modułowości. Można je faktycznie wykorzystać do konstruowania artefaktów podobnych do MongoDB i pozwolić na nowatorski sposób strukturalnego przechowywania obiektów w łańcuchu bloków, przy wszystkich gwarancjach bezpieczeństwa i trwałości łańcucha bloków.
Wierzę, że największy wkład Sui w tę przestrzeń polega na zbudowaniu realnego planu łańcucha bloków L1, który jest w stanie obsłużyć skalowalność na poziomie Web 2. Co ważniejsze, uważam, że rozwój Sui symbolizuje rosnącą dojrzałość Web 3 i rosnące zaufanie w tej dziedzinie, że w dłuższej perspektywie można spodziewać się skali miliardów użytkowników. W tym sensie niezależnie od tego, czy ekosystem Sui będzie w stanie prosperować w dłuższej perspektywie, uważam, że sam projekt, a także jego innowacyjna rewizja blockchainu już stanowią ogromny sukces.
🐦 @0xfishylosopher
📅 9 listopada 2022
Serdecznie dziękujemy firmie Web3.com Ventures za konsultacje i sponsorowanie tego artykułu.
Bibliografia
[1] https://sui.io/resources-sui/raise-announcement/
[2] https://medium.com/mysten-labs/recap-7-21-sui-ama-unlocking-opportunities-on-sui-with-adeniyi-abiodun-f4fa96a15d7c
[3] https://sui.io/resources-move/why-we-created-sui-move/
[4] https://docs.sui.io/learn/how-sui-works
[5] https://www.cloudflare.com/learning/ssl/transport-layer-security-tls/
[6] https://docs.sui.io/learn/how-sui-works#simple-transactions
[7] https://boxmining.com/sui-blockchain/
[8] https://docs.sui.io/learn/architecture/consensus
[9] https://arxiv.org/abs/2105.11827
[10] https://www.arweave.org/technology
[11] https://docs.sui.io/learn/tokenomics
[12] https://docs.sui.io/learn/tokenomics/storage-fund
[13] Więcej o delegatorach i walidatorach: https://coinguides.org/validators-delegators-staking/
[14] Lista przykładów aplikacji dla jednego autora: https://docs.sui.io/learn/single-writer-apps
[15] https://coming.chat/
