Consensul Shardeum la nivel de tranzacție, sharding-ul dinamic al stării și scalabilitatea liniară vor asigura că rețeaua realizează nu numai execuția tranzacțiilor în paralel, ci și atomică și încrucișată.
Ce este compozibilitatea în Blockchain?
Notă: avem un blog separat dedicat discutării despre ce este composabilitate, mai ales din perspectiva blockchain. Cu toate acestea, haideți să rezumăm aici pentru a vă facilita înțelegerea și conectarea diferitelor puncte de discuție pe care le vom acoperi în acest blog despre importanța compunebilității atomice și încrucișate în rețelele publice blockchain.
Composabilitatea este un concept puternic în blockchain care permite dezvoltatorilor să combine și să integreze contracte inteligente, aplicații descentralizate (dapps) și rețele disparate pentru a crea sisteme inovatoare și complexe. Acest lucru încurajează dezvoltarea rapidă, deoarece blocurile existente pot fi reutilizate, reducând timpul și efortul.
Sursa: Cum funcționează compozibilitatea?
Deși această propunere pare a fi un avantaj pentru platformele de contracte inteligente, succesul ei depinde în mare măsură de robustețea stratului de protocol de bază al platformei în ceea ce privește securitatea, scalabilitatea, comunicațiile, stocarea și DX. În timp ce compozibilitatea analizează modul în care un sistem funcționează din interior și modul în care părțile sale pot fi rearanjate pentru a crea funcții noi, succesul său depinde și de câțiva factori externi pentru a-și consolida capacitatea de utilizare, cum ar fi auditurile de securitate și testarea amănunțită. Acest lucru face, în esență, „compozibilitatea” o caracteristică care determină succesul sau eșecul unei platforme blockchain.
Ce este atomicitatea în Blockchain?
Atomicitatea și compozibilitatea atomică sunt strâns legate. Atomicitatea se referă la natura indivizibilă sau totul sau nimic a unei tranzacții sau operațiuni. Cu alte cuvinte, aceasta înseamnă că o tranzacție este fie complet executată, fie deloc executată, fără nicio stare parțială sau intermediară. Dacă orice parte a unei tranzacții eșuează sau întâmpină o eroare, întreaga tranzacție va fi anulată sau anulată, pentru a se asigura că sistemul rămâne într-o stare consecventă. Veți vedea atomitatea ca parte a conceptului ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability) în informatică și știința datelor.
Sursa: erainnovator.com/acid-properties-in-dbms/
Ce este compozibilitatea atomică în Blockchain?
Composabilitatea atomică se referă la capacitatea de a combina și executa mai multe operațiuni sau tranzacții în sisteme de baze de date distribuite, cum ar fi blockchain-urile și DAG-urile, într-un mod în care toate reușesc sau eșuează împreună, de obicei în limitele unui singur fragment sau blockchain. Aceasta extinde conceptul de atomicitate la compozibilitatea operațiunilor în contextul blockchain.
Similar cu modul în care rețelele blockchain folosesc mecanisme de consens pentru a stabili acorduri cu privire la validitatea și ordonarea tranzacțiilor, blockchain-urile folosesc mecanisme specializate, cum ar fi protocoalele de mesagerie, coordonatorii și rutarea pentru a susține compozibilitatea în aceste rețele. Acesta este un detaliu la nivel tehnic despre care vom afla mai multe în secțiunea următoare. Cu toate acestea, la nivel funcțional, trebuie subliniat faptul că blockchain-urile pot asigura compozibilitatea atomică numai dacă au un design/desfășurare perfectă a mecanismelor de consens, contracte inteligente, scalabilitate, verificarea tranzacțiilor și mecanisme de rollback. Cu alte cuvinte, trebuie să aibă fundamente puternice sub formă de protocoale și straturi de aplicație.
Sursa | Ce este compozibilitatea atomică și cum funcționează compozibilitatea?
După cum sa menționat anterior, compozibilitatea atomică este de obicei realizată într-o singură partiție, cluster sau blockchain. Cu toate acestea, asigurarea compunebilității atomice devine mai complexă atunci când se ocupă cu mai multe partiții și stări, cum ar fi în rețelele de fragmentare.
Sharding este o modalitate de a crește scalabilitatea sistemelor distribuite, cum ar fi blockchain, prin împărțirea datelor în bucăți mai mici, mai ușor de gestionat, numite fragmente. Fragmentarea nu dăunează neapărat compoziției, dar are potențialul de a limita capacitatea diferitelor părți ale sistemului de a comunica și interacționa între ele. Sharding introduce complexitate arhitecturii și implementării rețelei și necesită adesea mecanisme pentru comunicare și composabilitate între fragmente. Partajarea poate duce, de asemenea, la distribuția neuniformă a datelor și a tranzacțiilor între fragmente din cauza lipsei de proiectare și testare optime sau, cu alte cuvinte, a unui strat de protocol solid. Înainte de a înțelege cum se poate obține compozibilitatea încrucișată, haideți să aruncăm o privire rapidă la ce înseamnă fragmentarea încrucișată?
Composabilitate încrucișată în sistemele Blockchain
Sursa | Ce este compozibilitatea încrucișată: importanța compoziției încrucișate
În tehnologia blockchain, sharding-ul este o modalitate de a împărți o rețea în părți mai mici, mai ușor de gestionat, numite shards. Fiecare fragment conține o parte din totalul de date și tranzacții ale rețelei, permițând o procesare mai eficientă și un debit mai mare. Prin împărțirea rețelei în acest fel, nodurile trebuie doar să proceseze date în fragmentele lor atribuite, reducând sarcina de calcul și îmbunătățind performanța generală.
Componabilitate încrucișată se referă la capacitatea diferitelor fragmente dintr-o rețea blockchain de a interacționa fără probleme. Deoarece fiecare shard funcționează independent, compunebilitatea încrucișată necesită implementarea protocoalelor și mecanismelor, cum ar fi sisteme de conturi universale, protocoale de mesagerie sau implementarea de lanțuri laterale sau punți pentru a conecta diferite shard-uri. Acest lucru va permite mutarea datelor și a activelor între fragmente, precum și menținerea unei stări consistente în toate fragmentele. Permițând compozibilitatea încrucișată, rețelele blockchain pot procesa mai multe tranzacții și pot obține un randament mai mare fără a sacrifica securitatea sau descentralizarea.
Considerații cheie pentru atingerea compunebilității încrucișate în rețelele Blockchain
Tranzacții încrucișate
O tranzacție încrucișată este o singură tranzacție care implică mai multe fragmente într-o rețea blockchain. Aceste tranzacții sunt esențiale pentru a obține scalabilitate și pentru a permite contracte inteligente mai complexe. Tranzacțiile între fragmente necesită mecanisme pentru a asigura atomicitatea, consistența, izolarea și durabilitatea (ACID) între fragmente.
Nevoia de compozibilitate
Compozabilitate este esențială pentru a permite compozibilitatea între fragmente și pentru a asigura interacțiuni fără întreruperi între contractele inteligente și tranzacțiile din diferite fragmente. Fără compozibilitate, rețelele blockchain se vor limita la operarea în fragmentele lor, reducându-le utilitatea și adoptarea.
Protocol de comitere în două faze pentru tranzacțiile încrucișate
Protocolul de comitere în două faze este un mecanism de asigurare a atomicității în tranzacțiile încrucișate. Acest protocol implică un coordonator care inițiază o tranzacție și comunică cu toate fragmentele implicate pentru a se asigura că sunt gata să se angajeze. Dacă toate fragmentele sunt de acord, tranzacția este comisă; în caz contrar, tranzacția va fi anulată.
Dirijarea tranzacțiilor pe shard-uri
Rutarea este un mecanism folosit pentru a direcționa tranzacțiile încrucișate către fragmentul corespunzător. Aceasta presupune identificarea fragmentelor implicate în tranzacție și determinarea rutei optime de executare a tranzacției. Acest lucru se realizează prin tabele de rutare și protocoale de mesagerie care permit comunicarea de composabilitate între fragmente.
Coordonator în Cross Shard Composability
Coordonatorul gestionează tranzacțiile încrucișate și asigură atomicitatea, consistența, izolarea și durabilitatea acestora. Ele facilitează comunicarea între fragmentele implicate într-o tranzacție și sunt esențiale pentru realizarea compozabilității între fragmente. Coordonatorul inițiază tranzacții încrucișate, comunică cu toate fragmentele implicate pentru a se asigura că sunt gata să se angajeze și efectuează un protocol de comitere în două faze pentru a asigura atomicitatea. Coordonatorii păstrează, de asemenea, informații despre starea tranzacțiilor și comunică cu alți coordonatori dacă tranzacțiile se întind în mai multe rețele blockchain.
Rețineți că coordonatorii pot introduce și centralizarea în rețeaua blockchain, reducând securitatea și descentralizarea. De asemenea, necesită resurse de calcul suplimentare și pot introduce latență în procesarea tranzacțiilor. În plus, un singur punct de eșec poate apărea dacă coordonatorul eșuează sau este compromis.
Asigurarea compunebilității între fragmente
Pentru a asigura sau a permite compozibilitatea între fragmente dintr-o rețea blockchain, este esențial să se creeze protocoale și mecanisme de comunicare și transfer de active între diferite fragmente. Aceasta implică implementarea mecanismelor de rutare pentru a direcționa tranzacțiile către fragmentele corespunzătoare și crearea unui sistem de cont universal care poate fi accesat de toate fragmentele.
În plus, necesită utilizarea protocoalelor de mesagerie, cum ar fi comunicarea între fragmente (ISC), pentru a permite comunicarea între fragmente. Menținerea unei stări consistente este, de asemenea, importantă pentru a asigura coerența între toate fragmentele implicate.
Gestionarea metadatelor în tranzacțiile încrucișate
În tranzacțiile încrucișate, metadatele se referă la informații legate de tranzacție, dar care nu sunt incluse în sarcina utilă. Metadatele pot include starea tranzacției, informații de rutare și alte date necesare pentru a asigura atomicitatea, consistența, izolarea și durabilitatea în tranzacțiile între fragmente.
Gestionarea metadatelor implică proiectarea de protocoale și mecanisme pentru stocarea, accesarea și actualizarea metadatelor în toate fragmentele. Aceasta include implementarea unui sistem de stocare a metadatelor care este accesibil tuturor fragmentelor implicate, stabilirea standardelor și formatelor de metadate și asigurarea faptului că metadatele sunt protejate și securizate pentru a preveni accesul sau manipularea neautorizată.
Shardeum realizează execuția tranzacțiilor paralele cu compoziție atomică și cross-shard
Despre Shardeum
Shardeum este o rețea blockchain de nivel 1 cu o platformă de contract inteligentă bazată pe EVM, care se scalează liniar pentru a menține costurile de tranzacție permanent scăzute, împreună cu descentralizare și securitate ridicată. Tranzacțiile sunt sortate în funcție de timp pe Shardeum (primul venit, primul servit) pentru a menține consistența cronologică. Verificarea și consensul tranzacțiilor se face individual, adică se face la nivel de tranzacție, nu la nivel de bloc, așa cum vedeți în rețelele blockchain tipice. Shardeum folosește un mecanism unic/combinat de consens — Dovada cvorumului și Dovada mizei.
Deși știm cum funcționează Proof of Stake în general, Proof of Quorum îi permite lui Shardeum să genereze o chitanță care indică faptul că majoritatea grupului de consens a votat pentru o anumită tranzacție. Fiecare nod din grupul de consens semnează hash-ul tranzacției și îl transmite altor noduri din grupul de consens. Nodurile colectează aceste voturi, iar atunci când numărul de voturi este mai mare de 50%, aceste voturi formează o chitanță care poate dovedi consensul asupra tranzacției. În special, algoritmul de consens de pe Shardeum joacă, de asemenea, un rol cheie în alocarea aleatorie a „ID-urilor de nod” nodurilor validatoare înainte ca acestea să se alăture rețelei. Cu ajutorul ID-urilor nodurilor, rețeaua va roti în mod constant validatoarele și nodurile de așteptare (nodurile care își așteaptă rândul să fie rotite automat în rețea ca validatori activi) pentru a îngreuna ca actorii rău intenționați să preia controlul la un moment dat. la timp.
Tranzacțiile procesate sunt astfel grupate și redirecționate către nodurile de arhivă din rețea care sunt responsabile cu stocarea datelor istorice (nodurile validatoare vor stoca doar starea conturilor implicate pe shard-uri, permițând utilizatorilor obișnuiți să opereze noduri pe Shardeum). Și, prin sharding-ul dinamic al stării, Shardeum implementează o abordare sharding tridimensională prin împărțirea Statelor, Rețelei și Tranzacției pe lângă scalarea automată dinamică pentru a crește sau a reduce capacitatea rețelei în raport cu traficul din rețea.
Fiecărui nod din rețea i se va atribui spațiu de cont dinamic în mai multe fragmente, cu un grad suficient de suprapunere între intervalele de adrese. Acest lucru permite procesarea paralelă a tranzacțiilor, menținând în același timp compozibilitatea atomică și încrucișată. Scalare automată va permite lui Shardeum să utilizeze resursele în mod eficient și să răspundă dinamic la schimbările cererii, rezultând o finalitate imediată și o latență scăzută, menținând în același timp costuri de tranzacție scăzute pentru totdeauna. În plus, dezvoltatorii pot folosi și interacționa cu contractele Solidity sau Vyper pe Shardeum fără considerații speciale pentru sharding, deoarece contractele sunt implementate automat pe shard-uri unice, menținând în același timp compozibilitatea atomică în toate shard-urile.
Cum realizează Shardeum compozibilitatea atomică și încrucișată?
Deși putem cerceta și beneficia de pe urma inovației și dezvoltării în continuare a rețelei odată ce cartea albă este lansată și protocoalele open source apar înainte de rețeaua principală în Q3/Q4 din 2023, să vedem cum Shardeum poate menține niveluri ridicate de compozibilitate atomică și cross-shard pe baza ceea ce am discutat mai sus.
Shardeum comandă și procesează tranzacții bazate pe timp în mod individual
Mecanismul de consens al lui Shardeum implică noduri fără lider și rotație
Consensul se face la nivel de tranzacție (și nu la nivel de bloc)
Validatorilor din rețea li se oferă spațiu dinamic în cont în mai multe fragmente. Deși shardingul dinamic al stării necesită ca fiecare nod să stocheze un interval de adrese diferit, va exista o suprapunere semnificativă între adresele acoperite de noduri cu redundanță suficientă de cel puțin 128 de validatori.
Deoarece tranzacțiile sunt procesate individual, tranzacțiile care afectează mai multe fragmente nu au niciun risc de a fi confirmate pe un fragment, ci anulate pe altul.
Consensul la nivel de tranzacție permite, în plus, ca tranzacțiile care afectează mai multe fragmente să fie procesate simultan de către aceste fragmente, ceea ce nu numai că reduce timpul de procesare a unei tranzacții chiar dacă aceasta afectează mai multe fragmente, dar asigură și procesarea atomică cu latență foarte scăzută și decontare imediată.
Atunci când o tranzacție în mai mulți pași este inițiată în cazul unui contract inteligent complex, aceasta implică executarea tuturor acelor pași pe mai multe fragmente simultan. Cu consensul la nivel de tranzacție Shardeum, acești pași pot fi grupați într-o singură tranzacție atomică pentru a asigura compozibilitatea atomică
Cu ajutorul fragmentării dinamice a stării, auto-scalării, mecanismului de consens optim, ordonării tranzacțiilor bazate pe timp, Shardeum se va scala liniar permițând unui utilizator mediu să ruleze un nod în rețea cu cerințe de calcul neglijabile.
Scalare liniară și scalare automată vor menține costurile operaționale ale rețelei sustenabile, ceea ce înseamnă, în esență, că costurile de tranzacție în rețea vor rămâne foarte scăzute și constante în permanență
Taxele reduse de gaz le permit utilizatorilor și dezvoltatorilor să interacționeze cu mai multe fragmente și să efectueze tranzacții între fragmente în mod eficient din punct de vedere al costurilor, promovând în același timp o participare sporită a utilizatorilor, ceea ce, la rândul său, facilitează o compoziție fără întreruperi.
Fiecare nod/shard care se alătură rețelei va crește proporțional debitul rețelei, permițând lui Shardeum să se extindă la infinit pentru a preveni blocajele și întârzierile de tranzacții. Acest lucru crește în mod direct compozibilitatea rețelei
În plus, scalarea liniară facilitează distribuirea uniformă a sarcinilor de lucru între fragmente. Asigurând o distribuție echilibrată a tranzacțiilor și operațiunilor, acest lucru împiedică un singur fragment să devină un blocaj sau să se confrunte cu o congestie excesivă pentru a permite o compoziție perfectă între fragmente.
Scalare liniară permite protocoale de comunicare între fragmente dezvoltate pentru a facilita mișcarea sigură și fiabilă a datelor și a informațiilor de stare între fragmente, permițând o coordonare fără întreruperi pentru compozibilitatea între fragmente
Deoarece Shardeum introduce eficiențe operaționale prin scalare liniară și automată, crește capacitatea rețelei de a gestiona operațiuni și interacțiuni complexe în mai multe fragmente, permițând un ecosistem blockchain mai interconectat și interoperabil.
Concluzie
În concluzie, importanța compunebilității încrucișate este enormă în sistemele blockchain, permițând scalabilitatea și dezvoltarea unor contracte inteligente mai complexe. Aceasta implică executarea tranzacțiilor în mai multe fragmente și menținerea atomicității, consistenței, izolării și durabilității (ACID) în toate fragmentele implicate.
Deși realizarea compozibilității încrucișate necesită implementarea diferitelor mecanisme, cum ar fi protocoalele de rutare, comunicarea între fragmente, sistemele de conturi universale și sistemele de gestionare a metadatelor, aceste mecanisme doar completează eficiența și scalabilitatea protocoalelor subiacente. Shardeum este poziționat în mod unic pentru a integra dapp-uri complexe/contracte inteligente, facilitând în același timp interacțiunile încrucișate și interoperabilitatea ca urmare a tehnologiei sale inovatoare. Așteptăm cu nerăbdare dezvoltarea acestui proiect în etapele sale finale de pregătire pentru producție.
#ShardeumIsBorderless #shardeum #TrendingTopic #Write2Eam