Razširljivost blockchaina: kdaj, kje, kako?

Razširljivost blokov, zelo resničen problem!

(če želite pomagati rešiti težavo, si oglejte naše tečaje blockchain in začnite eksperimentirati)

Kriptovalute postajajo vse bolj mainstream. Pravzaprav preverimo, kako priljubljeni bitcoin in ethereum sta sčasoma postala priljubljena. To je graf števila dnevnih bitcoin transakcij, ki so jim sledili v preteklih letih:

Razširljivost blockchaina: kdaj, kje, kako?

Vljudnost slike: Wikipedia

In tu imamo število transakcij Ethereuma na mesec v preteklih letih:

Razširljivost blockchaina: kdaj, kje, kako?

Vljudnost slike: Etherscan

Zdaj se to morda zdi zelo impresivno, toda tu je stvar, prvotna zasnova kriptovalut ni bila namenjena široki uporabi in prilagajanju. Čeprav je bilo obvladljivo, ko je bilo število transakcij manjše, saj so postale bolj priljubljene, se je pojavilo kopico vprašanj.

Vlak, da postanete razvijalec blokov

Začnite svojo brezplačno preskusno različico danes!

Problem razširljivosti kriptovalut

Da bi bitcoin in ethereum lahko konkurirali bolj običajnim sistemom, kot sta vizum in paypal, morajo resno okrepiti svojo igro, ko gre za čas transakcij. Medtem ko paypal upravlja 193 transakcij na sekundo, vizum pa 1667 transakcij na sekundo, ethereum opravi le 20 transakcij na sekundo, medtem ko bitcoin upravlja ogromnih 7 transakcij na sekundo! Edini način za izboljšanje teh številk je, če delujejo na svoji razširljivosti.

Če bi razvrstili glavne težave z razširljivostjo v kriptovalutah, bi bili:

  • Čas je potreben za postavitev transakcije v blok.
  • Potreben je čas, da dosežemo konsenz.

Čas, potreben za postavitev transakcije v blok

V bitcoinih in ethereumu transakcija poteka, ko rudar podatke o transakcijah postavi v bloke, ki jih je izkopal. Recimo, da želi Alice Bob-u poslati 4 BTC, poslala bo podatke o transakciji rudarjem, rudar jih bo nato dal v svoj blok in transakcija se bo štela za dokončano.

Ker pa bitcoin postaja vse bolj priljubljen, postaja to bolj zamudno. Poleg tega obstaja tudi majhna zadeva provizij za transakcije. Veste, ko rudarji kopajo blok, postanejo začasni diktatorji tega bloka. Če želite, da vaše transakcije potekajo, boste morali plačati cestnino odgovornemu rudarju. Ta “cestnina” se imenuje transakcijske provizije.

Višje kot so provizije za transakcije, hitreje jih bodo rudarji postavili v svoj blok. Čeprav je to v redu za ljudi, ki imajo ogromno skladišče bitcoinov, to morda ne bo finančno najbolj izvedljiva možnost. Pravzaprav je tukaj zanimiva študija za vas. To je čas, ki so ga morali ljudje čakati, če so plačali najnižjo možno provizijo za transakcijo:

Razširljivost blockchaina: kdaj, kje, kako?

Če plačate najnižje možne provizije za transakcijo, boste morali počakati na srednji čas 13 minut, da bo vaša transakcija šla skozi.

Pogosteje kot ne, so morale transakcije počakati, dokler ni bil izkopan nov blok (to je 10 minut v bitcoinih), ker bi se starejši bloki napolnili s transakcijami. Bitcoin ima omejitev velikosti 1 mb (ta bo kasneje razširjena), kar močno omejuje njegovo nosilnost transakcij.

V redu, kaj pa ethereum?

Teoretično gledano naj bi Ethereum obdelal 1000 transakcij na sekundo. V praksi pa je ethereum omejen s 6,7 milijona omejitev plina na vsak blok.

Razširljivost blockchaina: kdaj, kje, kako?

Če želite razumeti, kaj pomeni “plin”, pomislite na to situacijo. Alice je za Boba izdala pametno pogodbo. Bob vidi, da bodo elementi v pogodbi stali X količine plina. Plin pomeni količino računskih naporov z Bobove strani. Skladno s tem bo Alice zaračunal za količino porabljenega plina.

Takole je videti grafikon cen plina:

Razširljivost blockchaina: kdaj, kje, kako?

Vljudnost slike: Etherscan.

Kaj to pomeni za razširljivost Blockchain?

Ker ima vsak blok omejitev plina, lahko rudarji dodajo samo transakcije, katerih potrebe po plinu se seštevajo do nečesa, kar je enako ali manj od omejitve plina bloka.

mejna vrednost plina ethereum

Tudi tokrat je število transakcij, ki se izvajajo, omejeno.

Čas, potreben za dosego soglasja

Trenutno so vse valute, ki temeljijo na verigi verig, strukturirane kot omrežje enakovrednih omrežij. Udeleženci, imenovani vozlišča, ne dobijo nobenih posebnih privilegijev. Ideja je ustvariti egalitarno mrežo. Centralne oblasti ni in tudi ne hierarhije. Gre za ravno topologijo.

Vse decentralizirane kriptovalute so tako strukturirane iz preprostega razloga, da ostanejo zveste svoji filozofiji. Ideja je, da bi imeli valutni sistem, v katerem bi bili vsi obravnavani kot enaki in ni vodstvenega organa, ki bi lahko vrednost valute določil na podlagi muhe. To velja tako za bitcoin kot za ethereum.

Če zdaj ni centralne enote, kako bi vsi v sistemu spoznali, da se je zgodila določena transakcija? Omrežje sledi protokolu ogovarjanja. Pomislite, kako se širijo tračevi. Recimo, da je Alice Bobu poslala 3 ETH. Njena najbližja vozlišča bodo to spoznala, nato pa bodo povedala najbližja vozlišča, nato pa bodo sporočila svojim sosedom in to se bo širilo, dokler vsi ne vedo. Vozlišča so v bistvu vaši hudobni, nadležni sorodniki.

Ne pozabite, da vozlišča sledijo nezaupljivemu sistemu. Kaj to pomeni, samo zato, ker vozlišče A pravi, da je transakcija veljavna, še ne pomeni, da bo vozlišče B verjelo, da je tako. Vozlišče B bo naredilo svoj niz izračunov, da bi ugotovilo, ali je transakcija dejansko veljavna ali ne. To pomeni, da mora imeti vsako vozlišče svojo kopijo verige blokov, da jim bo to pomagalo. Kot si lahko predstavljate, je zaradi tega celoten postopek zelo počasen.

Težava je v tem, da za razliko od drugih delov tehnologije, bolj ko se število vozlišč v omrežju kriptovalut poveča, počasnejši je celoten postopek. Konsenz se zgodi linearno, kar pomeni, da predpostavimo, da obstajajo 3 vozlišča A, B in C.

Da bi prišlo do soglasja, najprej A opravi izračune in preveri, nato B isto in nato C.

Če pa je v sistemu novo vozlišče, imenovano “D”, bi to v sistem soglasja dodalo še eno vozlišče, kar bo povečalo skupno časovno obdobje. Ker so kriptovalute postale bolj priljubljene, so se časi transakcij počasneje počasi spreminjali.

To je še posebej težava z ethereumom, saj ima med vsemi kriptovalutami največ vozlišč. Zahvaljujoč navdušenju ICO si vsi želijo imeti del ethereuma, ki je znatno povečal število vozlišč v svoji mreži. Dejansko je imel ethereum od maja 2017 25.000 vozlišč v primerjavi z Bitcoinovimi 7000 !! To je več kot 3-krat. Dejansko se število vozlišč od aprila do maja poveča za 81% … to je skoraj dvojno!

Razširljivost blockchaina: kdaj, kje, kako?

Vljudnost slike: Zaupajte vozliščem.

Kakšne so rešitve za vprašanja razširljivosti Blockchain?

Tako Ethereum kot Bitcoin so pripravili številne rešitve, ki so že bile ali se bodo izvajale. Pojdimo skozi nekaj glavnih.

Tiste, ki jih bomo pokrivali, so:

  • Segwit.
  • Povečaj velikost bloka.
  • Ostrenje.
  • Dokaz o vložku.
  • Izven verige državnih kanalov.
  • Plazma

Segwit (izključno samo za bitcoin)

Dr Peter Wiulle iz Blockstream-a je Segwit zamislil kot eno od značilnosti bočne verige, ki bo potekala vzporedno z glavno bitcoin-verigo.

diagram stranske verige

Aktiviranje Segwita aka Segregated Witness bi pomenilo, da se bodo vsi podatki o podpisih vsake transakcije premaknili iz glavne verige v stransko verigo. Kaj mislimo s podatki o podpisu? Oglejmo si zakulisne podatke transakcije:

Koda podrobnosti transakcije

Tako je videti transakcija v obliki kode. Recimo, da želi Alice Bob-u poslati 0,0015 BTC in da bi to storila, pošlje vnose, ki so vredni 0,0015770 BTC. Takole so videti podrobnosti o transakciji:

Razširljivost blockchaina: kdaj, kje, kako?

Vljudnost slike: djp3 youtube kanal.

Prva stvar, ki jo vidite:

Razširljivost blockchaina: kdaj, kje, kako?

Je ime Transakcije, imenovano razpršitev vhodne in izhodne vrednosti.

  • Vin_sz je število vhodnih podatkov, ker Alice podatke pošilja samo z eno od svojih prejšnjih transakcij, je 1.
  • Vout_sz je 2, ker sta edina izhoda Bob in sprememba.

To so vhodni podatki:

Razširljivost blockchaina: kdaj, kje, kako?

Ali vidite vhodne podatke? Alice uporablja samo eno vhodno transakcijo, saj je vin_sz 1. Vhodni podatki so 0,0015770 BTC.

Pod vhodnimi podatki so njeni podpisni podatki (zapomnite si to za naslednji razdelek)

Pod vsem tem so izhodni podatki:

  • Prvi del podatkov pomeni, da Bob dobi 0,0015 BTC.
  • Drugi del pomeni, da je 0,00005120 BTC tisto, kar Alice vrača kot spremembo.
  • Ne pozabite, da so bili naši vhodni podatki 0,0015770 BTC? To je večje od (0,0015 + 0,00005120). Primanjkljaj teh dveh vrednosti je provizija za transakcijo, ki jo pobirajo rudarji.

To je anatomija preproste transakcije.

Kaj se bo torej zgodilo z aktiviranjem Segwita?

Težava teh podatkov o podpisu je, da so zelo obsežni. Dejansko je 65% podatkov, ki jih transakcija prevzame, posledica podpisa. Ti podatki so koristni samo za začetni postopek preverjanja, kasneje sploh niso potrebni.

Kaj se bo torej zgodilo z aktiviranjem Segwita?

Podatki o podpisu se bodo premaknili iz glavne verige v razširjeni blok v vzporedni verigi:

To bo storilo tako, da bo sprostilo veliko prostora v samem bloku za več transakcij.

Predvideno je bilo, da bodo podatki o podpisu razporejeni v obliki drevesa Merkle v stranski verigi. Merkleov koren transakcij je bil postavljen v blok skupaj s transakcijo coinbase (prva transakcija v vsakem bloku, ki v bistvu pomeni nagrado bloka). Vendar so razvijalci pri tem naleteli na nekaj nepričakovanega. Ugotovili so, da so s postavitvijo korena merkle na to mesto nekako povečali splošno omejitev velikosti bloka BREZ povečanja omejitve velikosti bloka!

Od 24. avgusta 2017 je bil na bitcoinih aktiviran segwit. Poglejmo, kaj je Segwit rekel glede tega:

Kaj je Segwit? Začetniški tečaj padcev!

Vljudnost slike: segwit.co

Prednosti in slabosti podjetja Segwit

Pros Segwit:

  • Poveča število transakcij, ki jih lahko sprejme blok.
  • Zmanjša provizije za transakcije.
  • Zmanjša velikost posamezne transakcije.
  • Zdaj lahko transakcije hitreje potrdite, ker se čakalna doba skrajša.
  • Pomaga pri razširljivosti bitcoinov.
  • Ker se bo število transakcij v posameznem bloku povečalo, se lahko povečajo skupne skupne pristojbine, ki jih rudar lahko pobere.
  • Odstrani voljnost transakcij in pomaga pri aktivaciji protokola strele (več o tem kasneje)
  • Odstrani težavo kvadratnega razprševanja: Kvadratno razprševanje je težava, ki se pojavi skupaj s povečanjem velikosti bloka. Težava je v tem, da se pri določenih transakcijah zgoščevanje podpisa meri kvadratno

Razširljivost blockchaina: kdaj, kje, kako?

Vljudnost slike: Bitcoincore.org

V bistvu bo podvojitev količine transakcij v bloku podvojila število transakcij, to pa bo podvojilo količino podatkov o podpisih, ki bodo znotraj vsake od teh transakcij. Tako bi bile transakcije še bolj obsežne in bi se transakcijski čas močno povečal. To odpira vrata zlonamernim stranem, ki bodo morda želele vsiliti blockchain.

Segwit to reši tako, da spremeni izračun zgoščene vrednosti podpisa in posledično izboljša celoten postopek.

Proti Segwit:

  • Rudarji bodo zdaj prejemali nižje provizije za vsako transakcijo.
  • Izvedba je zapletena in vse denarnice bodo morale same uvesti segwit. Obstaja velika verjetnost, da jim prvič morda ne bo uspelo.
  • Znatno bo povečala porabo virov, saj se bodo povečale zmogljivosti, transakcije in pasovna širina.
  • Kot kaže ustvarjanje Bitcoin Cash, je na koncu razdelil skupnost Bitcoin Core.
  • Druga težava Segwita je vzdrževanje. Stransko verigo, ki vsebuje podatke o podpisu, bodo morali vzdrževati tudi rudarji. Vendar v nasprotju z glavno verigo blokov rudarji pri tem nimajo nobenih finančnih koristi, to bo treba izvesti pro-bono ali pa si omisliti neko shemo nagrajevanja, ki bo spodbudila rudarje.

Povečaj velikost bloka

Zdaj, ker je glavni problem bitcoinov in ethereuma omejena velikost blokov, zakaj jih preprosto ne povečamo? Bitcoin naj ne bi imel omejitve 1 MB, potem pa ga je bil prisiljen dati Satoshi, ker ni hotel, da Bitcoin zaide zaradi neželenih transakcij.

Čeprav se to v praksi sliši kot dobra ideja, pa je bilo izvajanje tega vse prej kot. Pravzaprav je to sprožilo veliko razprav v skupnosti Bitcoin, saj so se strani strastno prepirale za in proti povečanju velikosti bloka. Oglejmo si nekaj teh argumentov:

Argumenti proti povečanju velikosti bloka

  • Rudarji bodo izgubili spodbudo, ker se bodo provizije za transakcije zmanjšale: Ker se bodo velikosti blokov povečale, bodo transakcije enostavno vstavljene, kar bo znatno znižalo transakcijske provizije. Obstaja bojazen, da bi to lahko odvzelo spodbudo rudarjem in se lahko preselili na bolj zelene pašnike. Če se število rudarjev zmanjša, bo to zmanjšalo celoten hashrate bitcoinov.
  • Bitcoinov ne bi smeli uporabljati za vsakdanje namene: Nekateri člani skupnosti ne želijo, da se bitcoin uporablja za redne vsakdanje transakcije. Ti ljudje menijo, da imajo bitcoin večji namen kot zgolj običajna vsakodnevna valuta.
  • Skupnost bo razdelila: Povečanje velikosti bloka bo v sistemu neizogibno povzročilo vilice, ki bodo naredile dva vzporedna bitcoina in s tem razdelile skupnost. To lahko uniči harmonijo v skupnosti.
  • Povzročila bo večjo centralizacijo: Ker se bo velikost omrežja povečala, se bo povečala tudi količina procesorske moči, potrebne za rudarstvo. To bo odstranilo vse majhne rudarske bazene in dalo rudarske moči izključno velikim bazenom. To pa bo povečalo centralizacijo, kar je v nasprotju z bistvom bitcoinov.

Argumenti za povečanje velikosti bloka

  • Povečanje velikosti bloka dejansko koristi rudarju: povečana velikost bloka bo pomenila povečanje transakcij na blok, kar bo posledično povečalo znesek provizij za transakcije, ki jih lahko rudar naredi z rudarjenjem bloka.
  • Bitcoin mora rasti bolj in biti bolj dostopen za “navadnega človeka”. Če se velikost bloka ne bo spremenila, obstaja resnična možnost, da se bodo provizije za transakcije zvišale. Ko se to zgodi, ga navaden človek nikoli ne bo mogel uporabiti in ga bodo uporabljale izključno samo bogate in velike korporacije. To nikoli ni bil namen bitcoinov.
  • Spremembe se ne bodo zgodile naenkrat, sčasoma se bodo zgodile. Največji strah ljudi, ko gre za spremembo velikosti bloka, je, da bo hkrati prizadetih preveč stvari, kar bo povzročilo večje motnje. Vendar ljudje, ki se »zavzemajo za povečanje velikosti«, menijo, da je to neutemeljen strah, saj bo večina sprememb obravnavana v določenem časovnem obdobju.
  • Veliko povečanja velikosti blokov je že veliko in ljudje, ki se ne ujemajo s časom, bodo morda ostali za seboj.
  • Segwit ni trajna rešitev.

Kakorkoli že, 21. maja 2017 je potekal Newyorški sporazum, kjer je bilo odločeno, da se Segwit aktivira in velikost blokov poveča na 2 mb.

Razširljivost blockchaina: kdaj, kje, kako?

Vljudnost slike: članek DCG v Medium.

Ljudje, ki niso bili zadovoljni z idejo, da se Segwit aktivira, so se odcepili od glavne verige in ustvarili Bitcoin Cash, ki ima omejitev velikosti bloka 8 mb.

Za ethereum je bilo predlagano tudi povečanje velikosti bloka, vendar ljudje zaradi pisnih razlogov tega ne želijo početi v Ethereumu:

  • Prvič, glavna stvar, ki ovira razširljivost Ethereuma, je hitrost konsenza med vozlišči. Povečanje velikosti bloka še vedno ne bo rešilo te težave. S povečanjem števila transakcij na blok se bo povečalo tudi število izračunov in preverjanj na vozlišče.
  • Da bi lahko sprejeli vedno več transakcij, je treba velikosti blokov redno povečevati. To bo sistem bolj centraliziralo, ker običajni računalniki in uporabniki ne bodo mogli prenesti in ohraniti tako obsežnih verig blokov. To je v nasprotju z egalitarnim duhom verige blokov.
  • Nazadnje, povečanje velikosti blokov se bo zgodilo le prek trdega forka, ki lahko razdeli skupnost. Nazadnje, ko se je v ethereumu zgodil velik trdi fork, je bila celotna skupnost razdeljena in nastali sta dve ločeni valuti. Ljudje si v resnici ne želijo, da se to ponovi.

Dokaz o vložku

Prehod iz dokaza o delu v dokaz o vložku

Ena največjih stvari, ki se dogajajo v tem trenutku, je prehod Ethereuma z dokazila o delu na dokaz o vložku.

  • Dokazilo o delu: To je protokol, ki ga je doslej sledila večina kriptovalut, kot sta ethereum in Bitcoin. To pomeni, da rudarji »kopajo« kriptovalute z reševanjem kripto-ugank z namensko strojno opremo.
  • Dokaz o vložku: Ta protokol bo naredil celoten postopek rudarjenja navidezen. V tem sistemu imamo validatorje namesto rudarjev. Deluje tako, da boste morali kot validator najprej zapreti nekaj svojega etra kot vložek. Po tem boste začeli preverjati bloke, kar v bistvu pomeni, da če vidite bloke, za katere menite, da jih je mogoče dodati v verigo blokov, jih lahko potrdite tako, da nanjo stavite. Kdaj in če se blok doda, boste prejeli nagrado, sorazmerno z vložkom. Če pa stavite na napačen ali zlonamerni blok, vam bomo vzeli vložek, ki ste ga vložili.

Za izvajanje “dokazov o vložku” bo ethereum uporabil Casperjev algoritem konsenza. Na začetku bo to sistem hibridnega sloga, kjer bo večina transakcij še vedno opravljena kot dokaz o delovnem slogu, medtem ko bo vsaka 100. transakcija dokaz o vložku. To bo naredilo tako, da bo zagotovilo resnični preizkus dokazovanja deleža na platformi Ethereum. Toda kaj to pomeni za ethereum in kakšne so prednosti tega protokola? Oglejmo si.

Prednosti dokazila o vložku

  • Zmanjša skupne stroške energije in denarja: Svetovni rudarji bitcoinov za elektriko porabijo približno 50.000 USD na uro. To je 1,2 milijona dolarjev na dan, 36 milijonov dolarjev na mesec in ~ 450 milijonov dolarjev na leto! Samo poglejte okoli teh številk in količine zapravljene moči. Z uporabo »Proof-of-stake« omogočite, da je celoten postopek popolnoma navidezen in odrežete vse te stroške.
  • Brez prednosti ASIC: Ker bo celoten postopek navidezen, ne bi bilo odvisno od tega, kdo ima boljšo opremo ali ASIC (integrirano vezje, specifično za aplikacijo).
  • Oteži 51% napadov: 51% napadov se zgodi, ko skupina rudarjev pridobi več kot 50% svetovne moči razpršitve. Uporaba dokaza o vložku zanika ta napad.
  • Zlonamerni brezplačni potrjevalniki: Vsak potrjevalnik, ki ima svoja sredstva zaklenjena v verigi blokov, bi se prepričal, da v verigo ne dodaja nobenih napačnih ali zlonamernih blokov, ker bi to pomenilo, da bi jim bil odvzet celoten vloženi delež.
  • Ustvarjanje blokov: hitreje ustvarja novejše bloke in celoten postopek. (Več o tem v naslednjem poglavju).
  • Prilagodljivost: Naredi blockchain prilagodljiv z uvedbo koncepta “ostrenja” (Več o tem kasneje.)

Kako to pomaga pri razširljivosti Blockchain?

Uvedba dokazov o deležu bo verigo blokov naredila veliko hitrejšo, saj je veliko preprosteje preveriti, kdo ima največ vložkov, nato pa, kdo ima največ moči razprševanja. Zaradi tega je doseganje konsenza veliko bolj preprosto. Poleg tega je izvajanje »dokazila o vložku verige« sestavni del Serenity, četrte in zadnje oblike ethereuma (več o tem v kratkem.)

Hkrati dokazilo o vlogi olajša izvajanje ostrenja. V sistemu za preverjanje dela bo napadalec lažje napadel posamezne drobce, ki morda nimajo velikega hashrateja.

Tudi v POS rudarjih ne bodo prejemali blok provizije in lahko zaslužijo samo s provizijami za transakcije. To jih spodbudi, da povečajo velikost bloka, da dobijo več transakcij (prek upravljanja plina).

Kakšna je prihodnost dokazila o vložku?

Od zdaj naprej se bo na verigi blokov izvajala Casperjeva prva stopnja, kjer bo vsak 100. blok preverjen z dokazilom o vložku. Yoichi Hirai iz Ethereum Foundation je skozi matematične detektorje napak poganjal skripte Casper, da bi se prepričal, da je popolnoma brez napak..

Na koncu je načrt, da se večina ustvarjanja blokov premakne z dokazili o vložku, način, ki ga načrtujejo, pa je … .z vstopom v ledeno dobo. “Ledena doba” je težavna časovna bomba, ki bo rudarjenje eksponentno otežila. Nemogoče visoke težave bodo močno zmanjšale hitrost razpršitve, kar pa bo zmanjšalo hitrost celotne verige blokov in DAPPS, ki teče na njej. To bo prisililo vse, ki sodelujejo v ethereumu, da preidejo na dokaz o vložku.

Vendar celoten prehod ni brez ovir. Eden največjih strahov, ki jih imajo ljudje, je, da lahko rudarji silijo trdo vilico v verigi pred začetkom ledene dobe in nato nadaljujejo z rudarjenjem v tej verigi. To bi lahko bilo katastrofalno, ker bi to pomenilo, da bi lahko hkrati delovale 3 različne verige ethereuma: Ethereum classic, Ethereum dokaz o delu in Ethereum dokaz o vložku.

To so trenutno vse špekulacije. Za zdaj je dejstvo, da je za razširljiv model ključnega pomena, da ethereum uporabi dokaz o vložku, da dobi hitrost in prilagodljivost, ki jo zahteva.

Ostrenje

Največja težava, s katero se sooča ethereum, je hitrost preverjanja transakcij. Vsako polno vozlišče v omrežju mora prenesti in shraniti celotno verigo blokov. Sharding naredi tako, da transakcijo razbije na drobce in jo razširi med omrežji. Vozlišča delujejo na posameznih drobcih vzporedno. To pa zmanjša skupni čas.

Predstavljajte si, da je bil ethereum razdeljen na tisoče otokov. Vsak otok lahko naredi svoje. Vsak otok ima svoje edinstvene značilnosti in vsi, ki pripadajo temu otoku, tj.računi, lahko medsebojno komunicirajo IN se lahko prosto prepustijo vsem njegovim značilnostim. Če želijo vzpostaviti stik z drugimi otoki, bodo morali uporabiti nekakšen protokol.

Torej, vprašanje je, kako bo to spremenilo verigo blokov?

Razširljivost blockchaina: kdaj, kje, kako?

Kako izgleda običajni blok v bitcoinih ali ethereumu (predostrenje)?

Torej, obstaja glava bloka in telo, ki vsebuje vse transakcije v bloku. Koren Merkle vseh transakcij bo v glavi bloka.

Zdaj pa pomisli na to.

  • Ali so bitcoin resnično potrebovali bloke?
  • Ali je resnično potreboval verigo blokov??
  • Satoshi bi lahko preprosto naredil verigo transakcij, tako da bi v novejšo transakcijo vključil zgoščenost prejšnje transakcije, tako rekoč “transakcijsko verigo”.

Razlog, zakaj te transakcije uredijo v bloku, je ustvariti eno raven interakcije in narediti celoten postopek bolj prilagodljiv. Ethereum predlaga, da to spremenijo v dve ravni interakcije.

Prva raven

Prva raven je skupina transakcij. Vsak delček ima svojo skupino transakcij.

Razširljivost blockchaina: kdaj, kje, kako?

Vljudnost slike: Hackernoon

Skupina transakcij je razdeljena na glavo skupine transakcij in telo skupine transakcij.

Glava skupine transakcij

  • Glava je razdeljena na ločena leva in desna dela.

Levi del:

  • Shard ID: ID delca, ki mu pripada skupina transakcij.
  • Koren pred stanjem: To stanje korena delca 43, preden so bile uporabljene transakcije.
  • Koren post post: To je stanje korena shard 43 po uporabi transakcij.
  • Koren potrdila: Koren potrdila po uporabi vseh transakcij v delčku 43.

Desni del:

  • Desni del je poln naključnih preizkuševalcev, ki morajo preveriti transakcije v samem drobcu. Vsi so naključno izbrani.

Telo skupine transakcij

  • Vse ID-je transakcij ima v samem drobcu.

Lastnosti prve stopnje

  • Vsaka transakcija določa ID delca, ki mu pripada.
  • Transakcija, ki pripada določenemu drobcu, kaže, da se je zgodila med dvema računoma, ki sta izvorna za to določeno drobceno ploščo.
  • Skupina transakcij ima transakcije, ki pripadajo samo temu ID-ju drobca in so zanj edinstvene.
  • Določa koren stanja pred in po stanju.

Zdaj pa poglejmo najvišjo raven, ki je druga stopnja.

Druga raven

Razširljivost blockchaina: kdaj, kje, kako?

Vljudnost slike: Hackernoon.

Ne, ne bojte se! Lažje je razumeti, kot se zdi.

Obstaja običajna blokovna veriga, zdaj pa vsebuje dve glavni korenini:

  • Koren države
  • Koren skupine transakcij

Koren države predstavlja celotno državo in kot smo že videli, se država razdeli na drobce, ki vsebujejo lastne podstane.

Koren skupine transakcij vsebuje vse skupine transakcij znotraj določenega bloka.

Lastnosti druge stopnje

  • Druga stopnja je kot preprosta veriga blokov, ki sprejema skupine transakcij in ne transakcije.
  • Skupina transakcij je veljavna le, če: a) koren predhodnega stanja ustreza korenu drobca v globalnem stanju.

    b) Vsi podpisi v skupini transakcij so potrjeni.

  • Če vstopi skupina transakcij, potem koren globalnega stanja postane post-state koren tega določenega ID-ja drobca.

Torej, kako se zgodi medsebojna komunikacija?

Zdaj se spomnite naše otoške analogije?

Krhotine so v bistvu kot otoki. Kako torej ti otoki komunicirajo med seboj? Ne pozabite, da je namen delcev omogočiti, da se hkrati izvaja več vzporednih transakcij, da se poveča zmogljivost. Če ethereum omogoča naključno komuniciranje z naključnimi drobci, potem to premaga celoten namen ostrenja.

Torej, kakšen protokol je treba upoštevati za medsebojno komunikacijo?

ethereum se je odločil, da bo sledil paradigmi prejemkov za komunikacijo v več delih. Poglej to:

Razširljivost blockchaina: kdaj, kje, kako?

Vljudnost slike: hackernoon

Kot lahko vidite tukaj, je do vsakega posameznega potrdila katere koli transakcije enostavno dostopati prek več dreves Merkle iz skupine transakcij Merkle root. Vsaka transakcija v drobcu bo naredila dve stvari:

  • Spremenite stanje drobca, ki mu pripada
  • Ustvari potrdilo

Tu je še en zanimiv podatek. Potrdila so shranjena v porazdeljenem skupnem pomnilniku, ki ga lahko vidijo drugi drobci, vendar ni spremenjen. Zato se lahko medsebojna komunikacija zgodi s potrdili, kot je ta:

Razširljivost blockchaina: kdaj, kje, kako?

Vljudnost slike: Hackernoon

Kakšni so izzivi izvajanja ostrenja?

  • Obstajati mora mehanizem, da se ve, katero vozlišče izvaja kateri del. To je treba storiti na varen in učinkovit način, da se zagotovi vzporednost in varnost.
  • Najprej je treba uporabiti dokaz o vložku, da bo olajšanje olajšanja po Vladu Zamfirju lažje. V sistemu preverjanja dela bo lažje napasti drobce z manjšo hitrostjo.
  • Vozlišča delujejo na nezaupljivem sistemu, kar pomeni, da vozlišče A ne zaupa vozlišču B in bi oba morala doseči soglasje ne glede na to zaupanje. Torej, če je ena posebna transakcija razdeljena na drobce in razdeljena na vozlišče A in vozlišče B, bo vozlišče A moralo najti nekakšen dokazni mehanizem, da je končalo delo na svojem delu drobca..

Izvenverižni državni kanali

Kaj je državni kanal?

A državni kanal je dvosmerni komunikacijski kanal med udeleženci, ki jim omogoča izvajanje interakcij, ki se običajno pojavijo na verigi blokov, zunaj verige blokov. To bo storilo tako, da se bo čas transakcije eksponentno skrajšal, saj niste več odvisni od tretje osebe, kot je rudar, ki bo potrdila svojo transakcijo.

Kakšne so torej zahteve za izvajanje zunajveličnega državnega kanala?

  • Segment stanja verige blokov se zaklene z večpodpisom ali nekakšno pametno pogodbo, za katero se dogovori niz udeležencev.
  • Udeleženci medsebojno sodelujejo tako, da med seboj podpisujejo transakcije, ne da bi karkoli predali rudarjem.
  • Nato se celotni nabor transakcij doda v verigo blokov.

Državne kanale je mogoče zapreti na točki, ki jo udeleženci vnaprej določijo po besedah ​​ustanovitelja Slock.it Stephana Thuala. Lahko je:

  • Potekel čas npr. udeleženci se lahko dogovorijo, da odprejo državni kanal in ga po dveh urah zaprejo.
  • Lahko temelji na skupnem znesku opravljenih transakcij, npr. zaprite verigo po transakcijah v vrednosti 100 USD.

kanali zunaj verige

Vljudnost slike: članek Stephan Tual Medium

Torej, na zgornji sliki. Imamo avto, ki neposredno komunicira s polnilnikom in opravi za transakcije v skupni vrednosti 39,19 USD. Nazadnje, po vrsti interakcij se celotni del transakcije doda v verigo blokov. Predstavljajte si, koliko časa bi trajalo, če bi morali vsako posamezno transakcijo zagnati prek verige blokov!

Izvenverižni državni kanal, ki ga Bitcoin želi uvesti, je strelovodno omrežje.

Kaj je strelovodno omrežje?

The strela netwok je sistem zunaj verige mikroplačil, ki je zasnovan za hitrejše delovanje transakcij v verigi blokov. Joseph Poon in Tadge Dryja sta ga konceptualizirala v svoji beli knjigi, katere namen je bil rešiti omejitev velikosti bloka in težave z zamudo pri transakciji. Deluje na vrhu Bitcoinov in se pogosto imenuje “Layer 2”. Kot ugotavlja Jimmy Song v svojem medijskem članku:

»Lightning Network deluje tako, da ustvari dvojno podpisano transakcijo. To pomeni, da imamo nov pregled, ki zahteva, da se obe strani podpišeta, da bo veljaven. Preverjanje določa, koliko pošilja ena stranka drugi. Ko se nova mikroplačila opravijo od ene stranke do druge, se znesek na čeku spremeni in obe strani podpišeta rezultat. “

Omrežje bo Alice in Bobu omogočilo medsebojne transakcije, ne da bi jih ujel tretji del, ki je rudar. Da bi to aktivirali, morata Alice in Bob pred oddajo v omrežje podpisati transakcijo. To dvojno podpisovanje je ključnega pomena za izvedbo transakcije.

Vendar se tu srečujemo z drugo težavo.

Ker se dvojno preverjanje močno opira na identifikator transakcije, če se iz nekega razloga spremeni identifikator, bo to povzročilo napako v sistemu in Lightning Network se ne bo aktiviral. V primeru, da se sprašujete, kaj je identifikator transakcije, je to ime transakcije, imenovano razpršitev vhodnih in izhodnih transakcij.

To je identifikator transakcije.

Napaka, imenovana »Zmožnost transakcije«, lahko povzroči spremembo identifikatorja transakcije. Vendar to ne bo več problem, ker aktivacija Segwit odstrani to napako.

ethereum načrtuje tudi aktiviranje nečesa, kot je mreža strele, ki se imenuje “Raiden”.

Plazma

Plazma bo skupaj s strelovodno mrežo / Raiden v arhitekturo ethereum vnesla povsem novo plast:

prihodnje plasti verig blokov

Vljudnost slike: Srednja.

Plazma je vrsta pogodb, ki se izvajajo na vrhu korenske verige (glavni Ethereum blockchain). Če bi si kdo zamislil arhitekturo in strukturo, potem si o glavnem verižnem bloku in plazemskih verigah zamislite drevo. Glavna veriga blokov je koren, medtem ko so plazemske verige, tj.

Razširljivost blockchaina: kdaj, kje, kako?

To močno zmanjša obremenitev glavne verige. Podružnice redno pošiljajo poročila glavni verigi. Dejansko lahko na Root Chain gledate kot na vrhovno sodišče, na vse podružnice pa kot na podrejena sodišča, ki izvirajo iz glavnega sodišča..

Vse podružnične verige lahko izdajo svoje edinstvene žetone, ki lahko spodbujajo verifikatorje, da skrbijo za verige in zagotavljajo njeno brezhibnost. Vsaka veja ima svoje neodvisne podatke in kadar mora nekaj podatkov poslati v glavno verigo, ne izpusti vse svoje vsebine, samo odda glavno verigo zgoščene glave bloga..

Ne samo, da plazma prihrani veliko prostora v glavni verigi, temveč tudi eksponentno poveča hitrost procesa transakcije. Če se pravilno izvede, je to lahko ena najbolj revolucionarnih sprememb, ki so jih kdaj koli naredili v ethereumu in kriptovaluti na splošno.

Pogled v prihodnost – razširljivost blockchaina

Kriptovalute, še posebej pa bitcoin in ethereum, postajajo vedno bolj mainstream. Da bi sledili večji uporabi, jo morajo resno povečati, ko gre za razširljivost. Na srečo obstaja nekaj zanimivih rešitev, ki bi jim lahko prinesle nekaj zelo zanimivih rezultatov. Ali lahko resnično rešijo vprašanje razširljivosti? To bomo še videli.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
Like this post? Please share to your friends:
map