Cartea Alba Artela
Pe 20 iunie, proiectul paralel EVM Layer1 de ultimă oră, Artela, a lansat lucrarea albă „Full Stack Parallelization”, care urmărește să elibereze pe deplin scalabilitatea blockchain-ului și să permită DApp-urilor să aibă „performanță previzibilă”.
Performanța previzibilă se referă la furnizarea de TPS previzibil pentru DApps, ceea ce este crucial pentru DApps în anumite scenarii de afaceri. DApp-urile implementate în lanțul public trebuie, în general, să concureze cu alte DApp-uri pentru puterea de calcul și spațiul de stocare al blockchain-ului. Prin urmare, în cazul congestiei rețelei, va aduce costuri relativ mari de execuție a tranzacțiilor și întârzierile tranzacțiilor a limitat dezvoltarea rapidă a DApps. Este de imaginat că, dacă un utilizator folosește un software de mesagerie instantanee descentralizat, deoarece spațiul bloc al rețelei blockchain de bază este ocupat de alte DApps, mesajele utilizatorului cu greu pot fi trimise și primite, ceea ce este o devastare pentru experiența utilizatorului .
Pentru a rezolva problema „performanței previzibile”, cea mai comună abordare este utilizarea unui blockchain specific aplicației (Application-specific blockchain), cunoscut și sub numele de lanț de aplicații (Appchain), care este un spațiu bloc dedicat aplicației- blockchain specific.
Artela propune în mod inovator soluția Elastic Block Space (EBS), care se bazează pe conceptul de calcul elastic și ajustează dinamic resursele bloc în funcție de nevoile specifice ale DApp-urilor de la nivel de protocol pentru a oferi o expansiune independentă pentru DApp-urile cu spațiu de blocare ridicat.
Acest articol va introduce lanțul de aplicații și, respectiv, spațiul de bloc elastic și va compara avantajele și dezavantajele celor două.
Calea de dezvoltare a lanțului de aplicații
Lanțurile de aplicații sunt blocuri create pentru a rula un singur DApp. În loc să construiască pe un blockchain existent, dezvoltatorii de aplicații construiesc un nou blockchain de la zero cu o mașină virtuală personalizată care execută tranzacții de la utilizatorii care interacționează cu aplicația. Dezvoltatorii pot personaliza, de asemenea, diferite elemente ale stivei de rețea blockchain — consens, rețea și execuție — pentru a îndeplini cerințele specifice de proiectare, rezolvând astfel probleme precum congestie mare, costuri ridicate și caracteristici fixe pe rețelele partajate.
Lanțurile de aplicații nu sunt un concept nou: Bitcoin poate fi văzut ca un lanț de aplicații pentru „aurul digital”, Arweave poate fi văzut ca un lanț de aplicații pentru stocare permanentă, iar Celestia poate fi văzut ca un lanț de aplicații care oferă disponibilitatea datelor.
Începând din 2016, lanțul de aplicații nu include doar blockchain-uri cu un singur cip, ci include și forme multi-chain, adică un ecosistem construit din mai multe blockchain-uri interconectate, principalii reprezentanți fiind Cosmos și Palkadot. Cosmos este primul care a imaginat mai multe lumi blockchain interconectate și se angajează să rezolve problema interacțiunii în lanțuri de blocuri. Poate dezvolta și lansa rapid un lanț prin intermediul SDK-ului Cosmos , etc.; Palkadot își propune să devină o soluție perfectă de extindere a blockchainului. Lanțurile din ecologia sa sunt denumite parachains de la început, iar diferitele parachainuri pot comunica prin consens încrucișat.
La sfârșitul anului 2020, deoarece cercetarea de expansiune Ethereum s-a concentrat pe mai multe soluții, cum ar fi lanțuri laterale, subrețele și pachete Layer2, lanțul de aplicații a eclos și formularele corespunzătoare. Lanțurile laterale precum Polygon și subrețele precum Avalanche îmbunătățesc capacitățile generale de serviciu prin îmbunătățirea experienței și a performanței lanțurilor laterale sau a subrețelelor Layer2 Rollups suportă lanțuri de aplicații sub formă de stive modulare, printre care OP Stack și Polygon CDK Popular printre multe proiecte; soluția Layer2 Rollups își propune să crească debitul și scalabilitatea rețelei Ethereum pentru a satisface cererea de tranzacții în creștere și pentru a oferi interoperabilitate și interoperabilitate mai extinse.
În prezent, există deja un număr mare de aplicații construite în lanțuri de aplicații pe diverse platforme. De exemplu, Axie și-a lansat lanțul lateral Ethereum, Ronin, la începutul lui 2021, DeFi Kingdoms și-a anunțat migrarea de la Harmony la subrețeaua Avalanche la sfârșitul lui 2021; 2022 A fost anunțat că versiunea V4 a produsului va folosi tehnologia Cosmos SDK pentru a construi un lanț de aplicații independent Uptick Network va lansa lanțul de aplicații ecologice Uptick Chain în 2023 ca infrastructură pentru dezvoltarea aplicațiilor ecologice Web3 un strat bogat de protocol comercial.
Avantajele și dezavantajele lanțului de aplicații
AppChain obține puterea deplină de a rula blockchain-ul său suveran în loc să se bazeze pe Layer1 subiacent, care este o sabie cu două tăișuri.
Există trei avantaje principale:
Suveranitate: Lanțul de aplicații poate rezolva probleme prin propriile soluții de guvernare, poate menține independența și autonomia proiectelor de aplicații individuale și poate preveni diverse interferențe și obstacole;
Performanță: poate îndeplini latența scăzută și debitul ridicat cerute de aplicații, poate oferi utilizatorilor o experiență bună și poate îmbunătăți foarte mult eficiența reală de operare a DApp;
Personalizare: Dezvoltatorii DApp pot personaliza lanțul în funcție de nevoile lor și chiar pot crea un ecosistem, oferind o metodă de evoluție suficient de flexibilă.
Există și trei dezavantaje:
Probleme de securitate: Lanțurile de aplicații trebuie să fie responsabile pentru propria lor securitate, inclusiv cântărirea numărului de noduri, menținerea mecanismelor de consens, evitarea riscurilor de gaj, etc. Rețeaua este relativ nesigură;
Probleme de lanț încrucișat: ca lanț independent, lanțul de aplicații nu are interoperabilitate cu alte lanțuri (aplicații) și se confruntă cu probleme de lanț încrucișat. Integrarea protocoalelor cross-chain va crește riscurile cross-chain;
Problemă de cost: lanțul de aplicații necesită multă infrastructură suplimentară, ceea ce necesită o mulțime de costuri și timp de inginerie. În plus, există costuri pentru rularea și întreținerea nodurilor.
Pentru companiile nou-înființate, dezavantajele lanțurilor de aplicații au un impact mare asupra DApp-urilor pe care le intră pe piață. împovărat de forță de muncă mare, costă timp și bani să-i convingi să renunțe. Cu toate acestea, performanța previzibilă este o necesitate pentru anumite DApps. Prin urmare, piața are nevoie urgentă de o soluție de nivel 1 cu performanță previzibilă.
Spațiu de bloc flexibil
În Web2, calculul elastic este un model obișnuit de cloud computing, care permite sistemelor să crească sau să reducă în mod dinamic resursele de procesare, memorie și stocare ale computerului, după cum este necesar, pentru a satisface cerințele în schimbare, fără a vă face griji cu privire la planificarea capacității și proiectarea pentru utilizarea maximă.
Elastic block space ajustează automat numărul de tranzacții găzduite în bloc în funcție de gradul de congestie a rețelei. Pentru tranzacțiile cu aplicații specifice, rețeaua blockchain oferă spațiu de bloc stabil și garanție TPS prin calcul elastic, care realizează „performanță previzibilă”.
MegaETH a propus, de asemenea, un concept similar de „expansiune dinamică elastică” și consideră că este o cale de dezvoltare inevitabilă pentru DApps pentru a sprijini adoptarea pe scară largă. Următoarele dezvoltări tehnologice se preconizează că vor avea loc în următorii 1-3 ani:
Faza 1: Extindere orizontală la nivelul nodului de verificare;
A doua etapă: expansiune statică la nivelul lanțului;
A treia etapă: expansiune orizontală dinamică la nivelul lanțului.
Artela a implementat cu adevărat acest concept și a rezolvat problema de bază în prima fază a „cum să coordonăm extinderea orizontală a nodurilor de verificare pentru a sprijini calculul elastic”. Pe măsură ce un protocol crește în rețeaua Artela, acesta se poate abona la spațiu de bloc elastic pentru a gestiona creșterea utilizatorilor de protocol și a debitului. Spațiul de bloc elastic oferă spațiu de bloc independent pentru DApp-urile cu nevoi mari de debit al tranzacțiilor, permițându-le să se extindă pe măsură ce cresc. În esență, spațiul bloc determină cantitatea de date care poate fi stocată în fiecare bloc al blockchain-ului, afectând direct debitul tranzacției. Când DApps înregistrează o creștere a cererii de tranzacții, abonamentul la spațiu de bloc elastic devine util pentru a gestiona eficient sarcina crescută, fără a afecta blockchain-ul de bază.
Implementarea calculului elastic este împărțită în „elasticitate în timp real” și „elasticitate în timp real” se referă în general la răspunsul la nivel de minute la extinderea capacității, în timp ce „elasticitate în timp nu real”. trebuie doar să răspundă la extinderea capacității într-un timp limitat. Artela adoptă o metodă de „elasticitate non-real-time”, adică atunci când rețeaua detectează nevoia de extindere, va iniția o propunere de extindere, iar nodurile de verificare ale întregii rețele vor finaliza extinderea după una sau mai multe epoci ( mai degrabă decât în timp real). Și trimiteți dovada extinderii pentru ca alți validatori.
Soluția de spațiu de bloc elastic de la Artela se bazează de fapt pe multe concepte de baze de date distribuite și este, de asemenea, o continuare a tehnologiei de fragmentare a blockchain. Din perspectiva „computing sharding”, capacitatea este extinsă în funcție de traficul aplicației care are nevoie de ea, evitând problema „tranzacțiilor cross-shard”, astfel încât experiența dezvoltatorului și a utilizatorului să nu fie diferită de cea de până acum. În același timp, adoptarea „elasticității în timp nereal”, care este relativ dificil de implementat, a îmbunătățit aplicabilitatea, în timp ce satisface nevoile reale ale multor aplicații DApp.
Este de menționat că spațiul de bloc elastic, ca soluție pentru extinderea orizontală a performanței blockchain, se bazează pe premisa că „tranzacțiile pot fi paralelizate Numai atunci când paralelismul tranzacției este crescut, resursele mașinii ale nodului trebuie extinse pe orizontală”. , pentru a îmbunătăți debitul tranzacțiilor.
Prin urmare, pentru Layer 1 precum Ethereum, problema serializării tranzacțiilor este cea mai directă obstacol de performanță, iar dimensiunea blocului este, de asemenea, limitată de limita de gaz a blocului de dimensiune variabilă (limita superioară este de 30.000.000 de gaze), deci numai soluțiile de expansiune de Layer 2 pot fi căutat.
Pentru Stratul 1 de înaltă performanță precum Solana, deși acceptă execuția paralelă a tranzacțiilor și poate scala orizontal, nu poate face față problemei „performanței previzibile” a DApp-urilor în perioadele de vârf. Prin implementarea unei soluții de „piață de taxe locale”, Solana își propune să împiedice orice tranzacție cu cerere unică să monopolizeze spațiul limitat de bloc, limitând creșterile de taxe bazate pe timp și atenuând impactul negativ al vârfurilor bruște ale cererii. De exemplu, în timpul unei emiteri NFT, emitentul NFT va consuma rapid limita unității de calcul (CU) a fiecărui cont, iar tranzacțiile ulterioare trebuie să crească taxa de prioritate pentru a fi procesate în spațiul limitat al contului.
Se poate spune că soluția flexibilă de spațiu bloc de la Artela pentru a face față creșterii cererii de tranzacții extinde și mai mult conceptul de „piață locală de taxe” în Solana, care nu numai că asigură „performanța previzibilă” a DApp, ci și împiedică întreaga rețea. Creșterea costurilor și aglomerația au ucis două păsări dintr-o singură piatră.
Rezuma
Fie că este vorba despre lanțul de aplicații sau spațiu de bloc elastic, ele sunt în esență pentru a rezolva problema că diferite DApp-uri au cerințe diferite pentru performanța blockchain, sau problema „performanței previzibile” între cele două soluții, ci doar cea adecvată unul și nepotrivit. Aceste două soluții îmi amintesc de „teoria protocolului gras” – o teorie propusă de Joel Monegro în 2016, care se învârte în jurul „cum ar trebui să capteze protocoalele criptografice mai mult (decât valoarea colectivă captată de aplicațiile construite pe deasupra lor)” Valoare” se extinde.
Lanțul de aplicații este de fapt un protocol subțire, mai ales când Layer1 adoptă o arhitectură modulară, stratul de protocol este complet personalizat de nivelul aplicației Deși aduce un mecanism de acumulare de valoare mai bun, aduce și costuri ridicate și siguranță limitată.
Spațiul de bloc elastic este de fapt un protocol gras, o extensie a stratului de protocol Layer 1, care coboară efectiv bariera de intrare pentru participanții cu cerințe de „performanță previzibilă” În același timp, protocolul poate captura, de asemenea, valoarea aplicației și poate genera o valoare pozitivă bucla de feedback.