Представляем Quai Network: повышение масштабируемости и конфиденциальности в Proof-of-Work

В этом выпуске Карл Кредер, соучредитель и технический директор Quai Network, обсуждает уникальный подход сети к масштабируемости, конфиденциальности и экономическим моделям токенов в технологии блокчейн. Разговор касался реализации Quai многоуровневого объединенного майнинга, экономической модели с двумя токенами и ее воздействия на окружающую среду. Карл также рассказал о программе грантов для разработчиков Quai и маркетинговых кампаниях, направленных на более широкое вовлечение сообщества.

Транскрипция аудио выполняется с помощью GPT и может содержать ошибки. Слушайте подкаст полностью:

Микрокосм: https://www.xiaoyuzhoufm.com/episodes/670a4df4db2cf82757acafd1

YouTube: https://youtu.be/dOgPF58qZI8

Вступление и предыстория

Эхан:

Добро пожаловать в WuBlockchain. Чтобы быть в курсе последних новостей о блокчейне и криптовалютах, подписывайтесь на нас на YouTube и подписывайтесь на нас в Twitter, чтобы присоединиться к обсуждению. Сегодня у нас есть Карл Кредер, соучредитель и технический директор Quai Network, Карл, добро пожаловать на шоу. Можете ли вы кратко представиться и Quai Network?

Карл:

Спасибо за ваше приглашение. Я занимаюсь криптовалютами примерно с 2012 года. Я получил степень доктора технических наук в Техасском университете и продолжил работу в ConsenSys, ключевом игроке в экосистеме Ethereum. Позже я основал GridPlus и разработал аппаратный кошелек Lattice1. За этот период я ​​придумал решение по расширению блокчейна Proof of Work и получил финансирование от Национального научного фонда. Я проводил исследования в свободное время около двух лет до начала 2022 года, когда мы с соучредителями получили финансирование от Polychain Capital.

С тех пор я полностью посвятил себя развитию Quai Network. Quai — это, по сути, масштабируемая система доказательства работы, способная обрабатывать более 50 000 транзакций в секунду, сохраняя при этом децентрализованную структуру, аналогичную Биткойну. Мы обеспечиваем высокую пропускную способность без ущерба для децентрализации, используя многоуровневую архитектуру блокчейна слияния-майнинга.

Объединенный майнинг Quai Network и его преимущества

Эхан:

Quai Network повышает эффективность объединенного майнинга. Похоже, что изначально эту концепцию предложил Сатоши Накамото. Можете ли вы объяснить, как это работает? И какую пользу это приносит майнерам и сети в целом?

Карл:

Конечно, объединенный майнинг позволяет нам создавать сегментированные иерархии блокчейнов, что является одним из наших основных компонентов для масштабирования сети Quai. Объединенный майнинг — это майнеры, участвующие в майнинге на нескольких блокчейнах одновременно. Сатоши Накамото первоначально предложил эту концепцию в проекте Namecoin — распределенной системе DNS. Он не имеет собственной безопасности, но полагается на безопасность Биткойна, ссылаясь на блоки Namecoin в блоках Биткойна. В этом случае Биткойн не проверяет Namecoin, но Namecoin полагается на безопасность Биткойна.

В Quai мы также используем объединенный майнинг, но есть ключевое отличие: майнерам, участвующим в объединенном майнинге, необходимо одновременно запускать несколько блокчейнов Quai, и блок будет действительным только тогда, когда блоки во всех цепочках считаются действительными. действительный. Такой подход позволяет нам построить масштабируемую систему, однородную в глазах пользователей, обеспечивающую компоновку, совместимость и безопасность. В отличие от Ethereum, Quai обеспечивает масштабируемость внутри однородной системы, не полагаясь на решения L2 с различными предположениями о доверии.

Разница между Quai Network и другими блокчейнами уровня 1

Эхан:

На рынке уже существует множество решений уровня 1. Чем техническое решение Quai Network отличается от других блокчейнов уровня 1, особенно от популярного сейчас TON?

Карл:

По своей сути Quai реализует масштабируемость на основе механизма доказательства работы, и мы являемся первой сетью с высокой пропускной способностью, реализующей шардинг в системе PoW. Если вы сравните Quai с TON, TON, несмотря на свою превосходную производительность в децентрализованной системе, по сути работает на одном шарде. Quai может работать с 255 шардами. При полном масштабировании мы ожидаем достичь пропускной способности 250 000 транзакций в секунду, что намного превзойдет другие децентрализованные системы PoW.

О текущей рыночной инфраструктуре и поддержке Quai разработки dApp

Эхан:

Некоторые считают, что нынешняя рыночная инфраструктура находится в фазе избыточного предложения. Что вы думаете? Какую поддержку Quai Network оказывает для разработки dApp?

Карл:

Наша точка зрения заключается в том, что не все блочное пространство одинаково. Что действительно важно в пространстве блоков в блокчейне, так это его экономическая устойчивость и устойчивость к цензуре. Системы с такими характеристиками очень эффективны с точки зрения доступности и времени безотказной работы. Возьмем, к примеру, Solana, которая более масштабируема, но и более централизована, что приводит к частым сбоям в работе, иногда длящимся несколько дней. Для сравнения, системы PoW, такие как Биткойн, имеют очень высокое время безотказной работы и отказоустойчивость.

Не все масштабируемые блокчейны могут быть децентрализованными, устойчивыми к цензуре и всегда онлайн, и Quai стремится сохранить эти характеристики, обеспечивая при этом масштабируемость.

Что касается поддержки разработки децентрализованных приложений, у нас есть программа грантов для разработчиков на сумму 10 миллионов долларов, которая поможет разработчикам развиваться в Quai Network.

Обзор экономической модели с двумя токенами Quai Network

Эхан:

Экономическая модель Quai Network вводит два токена: QUAI и Qi. Для государственных сетей необычно использовать такой дизайн. Почему вы выбрали эту структуру? Каковы основные функции этих двух токенов?

Карл:

Причина, по которой мы ввели двойные токены, заключается в том, что мы считаем, что в системе PoW невозможно построить независимую и устойчивую экономическую систему, опираясь только на один токен. Эти два токена предназначены для удовлетворения потребностей денежной системы, в частности, средства сбережения, расчетной единицы и средства обмена.

Токен QUAI — это то, что мы считаем дефляционным токеном средства сбережения, похожим на Биткойн, с аналогичной моделью выпуска. Он также совместим с EVM, и разработчики могут создавать на его основе децентрализованные финансовые приложения, поэтому он представляет собой программируемое средство сбережения.

Мы также представили Ци, назвав его «энергетическим долларом». Ци уникален тем, что его цена, как правило, соответствует затратам на энергию для майнеров для его производства, что основано на механизме экономического стимулирования, что делает покупательную способность Ци относительно стабильной. Мы рассматриваем Qi как стейблкоин, который конкурирует с бумажными валютами, такими как доллар США или евро, но изначально построен на блокчейне.

План распределения токенов и стратегии по уменьшению предвзятости венчурного капитала

Эхан:

Как распределяются токены QUAI и Qi? Рынок в целом скептически относится к токенам, обеспеченным венчурным капиталом. Как ваш план распределения токенов пытается распространить токены как можно шире среди пользователей сообщества?

Карл:

Токены QUAI распространяются в основном посредством майнинга, аналогично Биткойну. Тем не менее, ранние инвесторы в команду и проект также получат право на генезис-распределение. Мы ожидаем, что со временем будет добыто примерно от 85% до 95% токенов.

Что касается Ци, то он задуман как стабильная монета. Его ценовая стабильность достигается за счет того, что он генерируется исключительно за счет майнинга, без значительного распределения ци на рынке. Майнинг с доказательством работы — это не только один из самых мощных способов достижения консенсуса, но и самый справедливый метод распределения токенов в долгосрочной перспективе.

Программа маркетинга и поощрения сообщества Quai Network

Эхан:

Есть ли в настоящее время у Quai Network какие-либо маркетинговые программы или программы стимулирования сообщества, ориентированные на азиатских пользователей?

Карл:

В следующий вторник мы собираемся запустить последнюю тестовую сеть. Любой желающий может принять участие, стать майнером, запустить узел и использовать графические процессоры для майнинга. Это полностью стимулированная тестовая сеть.

Мы создаем полноценную экономическую систему, в которой токены, которые вы держите в конце тестовой сети, будут пропорционально конвертироваться в один из 10 миллионов токенов в основной сети. Мы предлагаем различные стимулы, включая ценовой арбитраж между QUAI и Qi, создание приложений или развертывание NFT. Например, если вы управляете торговой площадкой NFT, любой полученный доход будет конвертирован в токены основной сети. Аналогично, если вы запустите проект NFT и люди будут платить вам в тестовых токенах, эти доходы также будут конвертированы в токены основной сети.

Мы также предлагаем социальные программы, такие как программа сборщиков в Твиттере, где сообщество может зарабатывать токены, участвуя в соревнованиях. Независимо от того, являетесь ли вы спекулянтом, разработчиком или майнером, есть много способов принять участие. Как только тестовая сеть «Золотого века» будет завершена, мы ожидаем запустить основную сеть до конца года.

Исследование Quai по масштабированию PoW и его роль в шардинге

Эхан:

Вы опубликовали несколько научных работ в области криптографии. Можете ли вы рассказать об этих исследованиях и о том, как они повлияли на дизайн и видение Quai Network? Особенно та часть, что касается доказательства работоспособности и масштабируемости?

Карл:

Конечно, это восходит к истокам Quai Network. Вместо того, чтобы пытаться постепенно улучшить существующую криптографию, мы оглянулись на последние 10–12 лет развития блокчейна. Мы спросили себя: как нам создать систему, которая была бы экономически устойчивой, децентрализованной и способной масштабироваться для поддержки всей человеческой торговли? Это была наша миссия с самого начала.

В связи с этим мы сталкиваемся с некоторыми ранее нерешенными проблемами, одной из ключевых проблем является механизм доказательства работы. Мы опубликовали несколько статей об этом новом механизме консенсуса — Доказательстве минимальной энтропии (PoEM). Этот механизм

Позволяет нам выполнять сегментирование с доказательством работы причинно-неизменяемым способом, создавая эффективное и безопасное сегментирование. Мы также инновационно предложили метод работы иерархического объединенного блокчейна майнинга. В нашей статье подробно описывается, как работает эта иерархия шардирования, обеспечивая плавную, надежную и компонуемую передачу состояния между шардами. Основная идея заключается в том, что шарды невидимы с точки зрения пользователя и взаимодействуют с сетью так, как если бы они взаимодействовали с одной цепочкой.

Мы работали с некоторыми из крупнейших имен в криптовалюте, чтобы провести проверку безопасности нашего механизма консенсуса, и в настоящее время работаем над доказательством безопасности нескольких цепочек. Мы также представили документ о концепции «долей работы», которая аналогична долям в майнинговом пуле. В нашей системе эти рабочие доли являются частью протокола, позволяющего майнерам получать несколько платежей за свой вклад, а не только вознаграждение за один блок. Это сглаживает доходы майнеров, обеспечивает стабильные стимулы и снижает необходимость присоединяться к крупным майнинговым пулам даже для тех, кто занимается майнингом только с одним или двумя графическими процессорами.

Узкие места расширения блокчейна и многоцепочечная архитектура Quai

Эхан:

По вашему мнению, что является самым большим узким местом, с которым сталкиваются блокчейны уровня 1 при обработке крупномасштабных транзакций? Как многоцепочечная архитектура Quai Network решает эти проблемы?

Карл:

Это хороший вопрос. Я думаю, что узкое место в основном заключается в вычислительной пропускной способности и пропускной способности узла. Кроме того, существует проблема, связанная с пропускной способностью сети, а именно, сколько прыжков необходимо пройти данным, чтобы охватить всю систему, и задержкой между узлами. Эта пропускная способность сети не имеет ничего общего с пропускной способностью одного узла, а в основном является комплексным результатом эффективности распространения всей сети.

Quai Network решает эти проблемы с помощью механизма сегментирования. Мы снижаем вычислительные требования за счет независимых асинхронных цепочек, которые необходимо лишь периодически синхронизировать с цепочками более высокого уровня. Это означает, что каждой цепочке необходимо обрабатывать только транзакции, которые влияют на ее собственное состояние, а не транзакции для всей сети. Это также снижает требуемую пропускную способность, поскольку транзакции необходимо распространять только внутри определенного сегмента, а не охватывать всю сеть.

У нас также есть интересный механизм стимулирования под названием «подсети». Однако наша подсеть отличается от подсети Avalanche. Наша подсеть относится к топологии Интернета. В Quai майнеры могут выбирать «срез», который состоит из основной цепочки, цепочки зон и цепочки зон под этой зоной. Майнеры предлагают заголовки блоков для этих трех цепочек одновременно посредством слитного майнинга.

Майнерам предлагается выбирать не только шард, предлагающий наибольшее вознаграждение, но и шард с наименьшей задержкой для других узлов сети. Это побуждает узлы самоорганизовываться в топологически оптимизированные коллекции, подобные «географическим подсетям». Эти географические подсети улучшают пропускную способность сети, поскольку участвующие узлы расположены ближе друг к другу, а данные передаются быстрее. Это означает, что мы можем добиться более высокой пропускной способности в этих подсетях, а по мере их самоорганизации каждый сегмент становится более эффективным.

Наконец, я хотел бы также упомянуть, что мы используем механизм «распределения работы», чтобы стимулировать эффективное распространение транзакций в сети. Это имеет два основных преимущества: оно стимулирует распространение транзакций и распространяет их агрегированным образом, тем самым уменьшая количество сообщений, которые узлы должны обрабатывать. За счет разделения работы мы сокращаем использование полосы пропускания и нагрузку на копирование транзакций, что более эффективно, чем распространение транзакций одна за другой.

Стратегия экологической эффективности Quai

Эхан:

Доказательство работы часто критикуют за высокое энергопотребление. Учитывая, что Quai Network использует объединенный майнинг, как вы решаете экологические проблемы, возникающие в традиционных системах PoW? Какие меры принимаются для оптимизации энергоэффективности?

Карл:

Интересно, что внутри самого протокола нам не нужны дополнительные оптимизации для энергоэффективности, а достаточно максимизировать пропускную способность. Проблема с Биткойном заключается в том, что он использует много энергии, но может обрабатывать лишь относительно небольшое количество транзакций, что делает его очень неэффективным. А увеличив пропускную способность Quai в 10 000 и более раз, мы сможем значительно снизить энергопотребление каждой транзакции, что потенциально сделает ее в 10 000 раз более эффективной, чем Биткойн.

Тем не менее, я думаю, что проблема энергопотребления Биткойна подверглась чрезмерной критике, и на самом деле он имеет очень хорошую синергию с возобновляемыми источниками энергии. В Техасе, например, более половины нашей энергии летом поступает из возобновляемых источников, отчасти потому, что в Техасе проживает большое количество майнеров, которые могут отключить оборудование, когда производство энергии нарушается или резко возрастает спрос. Такая возможность диспетчеризации позволяет Техасу поддерживать высокую долю использования возобновляемых источников энергии. Я считаю, что в настоящее время около 60% энергии Биткойна обеспечивается возобновляемыми источниками энергии. Стимулы Quai Network призваны поддерживать аналогичную динамику, поощряя использование возобновляемых источников энергии гибким и устойчивым образом.

Преимущества Quai Network в защите конфиденциальности и межсетевой совместимости

Эхан:

Какими уникальными преимуществами обладает Quai Network в решении будущих тенденций блокчейна, таких как защита конфиденциальности и межсетевое взаимодействие?

Карл:

Что касается конфиденциальности, у нас есть Ци, «энергетический доллар», который основан на реестре UTXO и имеет свойства, подобные наличным деньгам. Хотя его не так полностью невозможно отследить, как Monero, в повседневном использовании Qi обеспечивает конфиденциальность, аналогичную использованию наличных денег.

С точки зрения межсетевого взаимодействия, шарды и цепочки Quai полностью компонуемы и совместимы, а также совместимы с EVM. Мы добавили только код операции для межсетевого взаимодействия, пользователю нужно только знать адрес или контракт и сумму для отправки, а система решит проблемы сегментирования и маршрутизации.

Эхан:

Есть ли что-нибудь еще, чем вы хотели бы с нами поделиться? Есть ли у Quai Network какие-либо планы на будущее?

Карл:

В настоящее время мы сосредоточены на создании масштабируемой системы доказательства работы. Наша тестовая сеть будет запущена 15-го числа, и цель состоит в том, чтобы выпустить основную сеть до конца года.