Nawet doświadczeni użytkownicy mogą mieć trudności ze zrozumieniem niektórych bardziej skomplikowanych terminów kryptowalutowych. Czasami po prostu trzeba przytaknąć, gdy ktoś swobodnie wspomina o blobach i tolerancji błędów bizantyjskich w swoich opowieściach. Znana z szybkich innowacji, branża bitcoinów stworzyła zaawansowaną terminologię, która czasami stanowi wyzwanie nawet dla doświadczonych ekspertów. Zajmijmy się tym problemem raz na zawsze.

Ten artykuł rozkłada na atomy siedem z najbardziej złożonych i często źle interpretowanych fraz w środowisku blockchain, oferując tym samym gruntowne zbadanie ich znaczeń, zastosowań oraz przyszłych skutków dla cyfrowych pieniędzy.

Tolerancja Błędów Bizantyjskich: Fundament Bezpieczeństwa Blockchain

Większość z milionów entuzjastów kryptowalut mogła coś usłyszeć o tolerancji błędów bizantyjskich. 99,9% z nich nie potrafi jednak racjonalnie zdefiniować, czym ona jest.

Zazwyczaj osoby, które studiują historię powstania Bitcoina i dowiadują się, że Satoshi Nakamoto wykorzystał wydobywanie, aby rozwiązać problem tolerancji błędów bizantyjskich, również nie mają jasnego zrozumienia, czym on jest.

Czy jest konwencjonalne, by uważać, że problem dotyczy wydobycia? Nie, nie naprawdę.

Tolerancja błędów bizantyjskich (BFT), termin pochodzący z problemu teoretycznego w informatyce znanego jako Problem Generałów Bizantyjskich, jest kluczowa dla technologii blockchain. Po raz pierwszy przedstawiony w 1982 roku przez Lesliego Lamporta, Roberta Shostaka i Marshalla Pease'a, ten problem podkreśla trudności w osiągnięciu konsensusu w rozproszonym systemie, gdzie członkowie mogą być wrogo nastawieni lub niewiarygodni.

W Problemu Generałów Bizantyjskich kilku generałów musi skoordynować atak na miasto. Interakcja odbywa się tylko przez posłańców; niektórzy generałowie mogą być zdrajcami próbującymi sabotować strategię. Trudność polega na wymyśleniu strategii, która pozwala lojalnym generałom na osiągnięcie zgody mimo obecności zdrajców.

W kontekście blockchain tolerancja błędów bizantyjskich odnosi się do zdolności systemu do działania zgodnie z zamierzeniami i osiągania konsensusu, nawet gdy niektóre jego elementy zawodzą lub działają złośliwie. Utrzymanie integralności i bezpieczeństwa rozproszonych sieci zależy od tego.

Za pomocą mechanizmu konsensusu opartego na dowodzie pracy (PoW), Satoshi Nakamoto, pseudonimowy autor Bitcoin, zasadniczo rozwiązał Problem Generałów Bizantyjskich dla cyfrowych walut. Górnicy w PoW konkurują, rozwiązując trudne zadania matematyczne; zwycięzca ma możliwość dodania nadchodzącego bloku do blockchaina. Ponieważ ta metoda jest kosztowna obliczeniowo, górnicy mają wielką motywację finansową do działania uczciwie.

Rozwiązanie PoW działa, ponieważ:

1. Uczestnictwo jest kosztowne, co zniechęca do działań pozytywnych lub negatywnych.
2. Złożoność zagadek gwarantuje, że żadna jednostka nie może łatwo zdominować sieci.
3. Zasada najdłuższego łańcucha oferuje prosty sposób na znalezienie właściwej wersji blockchaina.

PoW nie jest jednak jedyną odpowiedzią na Problem Generałów Bizantyjskich w blockchainie. Aby rozwiązać BFT w bardziej energooszczędny sposób, opracowano inne systemy konsensusu, takie jak delegowany dowód stawki (DPoS) i dowód stawki (PoS).

Na przykład Ethereum używało metody konsensusu BFT o nazwie Gasper, gdy zmieniło się z PoW na PoS, czasami znanej jako "The Merge". Silne zapewnienia o tolerancji błędów bizantyjskich są uzyskiwane przez połączenie Casper FFG (system finalności oparty na PoS) z regułą wyboru widelca LMD-GHOST, co znacznie redukuje zużycie energii.

Zdobycie podstawowych pojęć, które gwarantują niezawodność i bezpieczeństwo systemów blockchain, zależy od zrozumienia BFT. Nowe metody BFT wciąż się pojawiają wraz z rozwojem technologii, co tym samym określa kierunek rozwoju systemów rozproszonych.

Nonce: Kawałek Układanki Kryptograficznej

Nonce to rodzaj blockchainowego nonsensu. Przepraszam za ten żart. Chociaż niektórzy mogli to słyszeć raz lub dwa razy i po prostu wierzą, że jest to element kodu zabezpieczeń, górnicy i deweloperzy wiedzą, czym to jest. No cóż, do pewnego stopnia.

Choć wydaje się prosty, pomysł nonca ma ogromne znaczenie w technologii blockchain—szczególnie w systemach proof-of-work, takich jak Bitcoin. "Nonce" to termin oznaczający "liczbę używaną tylko raz", i jest podstawową częścią procesu wydobycia, zapewniającą i weryfikującą transakcje blockchainowe.

W przypadku wydobycia Bitcoina, nonce to 32-bitowe (4-bajtowe) pole w nagłówku bloku. Górnicy kontrolują tę liczbę w prób stworzenia hash'u nagłówka bloku, który spełnia określone wymagania— bardziej szczegółowo, hash mniejszy niż wartość docelowa określona przez aktualny poziom trudności sieci.

Proces wydobycia działa następująco. Górnik montuje blok oczekujących transakcji.

Nagłówek bloku jest tworzony i zawiera kilka elementów:

• Numer wersji
• Hash poprzedniego bloku
• Korzeń Merkle (hash reprezentujący wszystkie transakcje w bloku)
• Znaczniki czasowe
• Cel trudności
• Nonce (na początku ustawiony na 0)

Górnik haszauje nagłówek bloku za pomocą algorytmu SHA-256. Jeśli wynikowy hash spełnia kryteria trudności, blok uznaje się za "rozwiązany", i górnik rozsyła go do sieci. Jeśli hash nie spełnia kryteriów, górnik zwiększa nonce i próbuje ponownie.

To zwiększanie nonce i ponowne haszowanie trwa aż do znalezienia poprawnego hash'u lub wyczerpania przestrzeni nonce—2^32, czyli około 4 miliardów możliwych opcji. Jeśli przestrzeń nonce się wyczerpie bez znalezienia poprawnego hash'u, górnicy mogą zmienić inne elementy nagłówka bloku (jak znacznik czasowy) i zaczynać od nowa.

Nonce pełni kilka ważnych ról.

Sieć może zmieniać trudność wydobycia, nakazując górnikom identyfikację konkretnego nonca, który tworzy hash spełniający określone wymagania. To utrzymuje czas bloku—około 10 minut dla Bitcoina— na stałym poziomie niezależnie od zmian w łącznej mocy haszowania sieci.

Nonce to zmienna, którą górnicy kontrolują, wykonując rzeczywistą "pracę" w systemie dowodu pracy. Określenie właściwego nonca pokazuje, że górnik zużył zasoby obliczeniowe.

Manipulowanie blockchainem jest dość trudne, ponieważ nonce, które rozwiązuje blok, jest nieprzewidywalne. Aby regularnie przewyższać uczciwych górników, napastnik musiałby kontrolować więcej niż połowę mocy haszowania sieci.

Nonce oferuje górnikom równe szanse. Znalezienie legalnego bloku jest w zasadzie losowe, zależne od mocy obliczeniowej dostarczonej przez górnika.

Chociaż pojęcie nonca jest szeroko znane w systemach PoW, wersje tego stosowane są w innych kontekstach. Na przykład w transakcjach Ethereum, nonce służy do gwarancji, że każda transakcja jest przetwarzana tylko raz i w prawidłowej kolejności.

Funkcja nonców mogłaby się zmienić wraz z rozwojem technologii blockchain. W systemach dowodu stawki, na przykład, idea wydobycia i nonców stosowanych w PoW jest nieobecna. Niemniej jednak, w wielu systemach blockchain podstawowa idea stosowania nieprzewidywalnych, jednorazowych liczb w celu zapewnienia bezpieczeństwa i sprawiedliwości pozostaje istotna.

Zwijania: Uproszczenie Transakcji na Warstwie-2

Jeśli jesteś w świecie DeFi, musiałeś słyszeć o zwijanach. Niemniej jednak prawdopodobnie wiesz, że są one jakoś związane z rozwiązaniami warstwy 2 nad blockchainem warstwy 1.

No cóż, tak, ale jest więcej do tego.

Zwijania stały się potencjalnym rozwiązaniem dla zwiększenia przepustowości transakcji i obniżenia opłat, gdy systemy blockchain, takie jak Ethereum, borykają się ze skalowalnością. Zwijania to metody skalowania warstwy-2, które publikują dane transakcyjne na warstwie-1, podczas gdy wykonują transakcje poza głównym blockchainem (warstwa-1).

Zasadniczo, zwijania to proces "zwijania" kilku transakcji w jedną partię do przekazania na główny łańcuch. Ta metoda znacznie zmniejsza główną wymaganą ilość danych do przetworzenia, zwiększając tym samym skalowalność.

Zwijania występują zazwyczaj w dwóch odmianach:

Optymistyczne zwijania przeprowadzają obliczenia poprzez dowód oszustwa, w przypadku wyzwania, i z założenia zakładają, że transakcje są ważne. Ważne cechy to m.in:

• Tańsze i szybsze niż ZKroll-ups dla ogólnych obliczeń.
• Łatwiejsze przenoszenie istniejących aplikacji Ethereum dzięki zgodności z Ethereum Virtual Machine (EVM).
• Zazwyczaj trwający jeden tydzień, okres wyzwania pozwala każdemu na kwestionowanie rezultatów transakcji. Przykładami są Arbitrum i Optimism.

Zwijania w wersji zero-knowledge (ZK) tworzą dowody kryptograficzne— znane jako dowody ważności—które potwierdzają poprawność transakcji zwiniętych. Jedną z głównych cech jest szybsza finalność, gdyż natychmiastowa weryfikacja dowodów ważności na łańcuchu zapewnia to. Potencjalnie wyższa skalowalność niż oczekiwane zwijania; bardziej skomplikowana kryptografia utrudnia ich zastosowanie do ogólnych obliczeń. W szczególności dwa takie przypadki to StarkNet i zkSync.

Zwijania mają różne zalety:

Zwijania mogą znacznie zwiększyć liczbę transakcji na sekundę (TPS), jaką sieć może przetwarzać, poprzez przeniesienie obliczeń poza łańcuch. Opłaty transakcyjne są obniżane, gdyż mniej danych musi być obsługiwanych na głównym łańcuchu. Zwijania dziedziczą bezpieczeństwo głównego łańcucha, ponieważ istotne dane są wciąż przechowywane na warstwie-1. Zwłaszcza w przypadku ZK-rollups, można osiągnąć finalność transakcji znacznie szybciej niż na głównym łańcuchu.

Nadal, zwijania również stwarzają trudności:

Techniczne złożoności: Stosowanie zwijań—zwłaszcza ZK-rolls—jest trudne. Operatorzy zwijań są dość ważni i mogą powodować pewien stopień centralizacji. W optymistycznych zwijaniach, użytkownicy mogą doświadczać opóźnień podczas wypłacania środków na główny łańcuch z powodu fazy wyzwania.

Zwijania prawdopodobnie będą coraz ważniejsze w rozwiązaniach skalujących wraz z rozwojem ekosystemu blockchainowego. Projekty, takie jak Ethereum 2.0, pokazują znaczenie tej technologii w przyszłości blockchainu, gdyż zamierzają włączyć zwijania jako kluczowy element swojej mapy drogowej.

Bloby: Fragmenty Danych Przekształcające Ethereum

Bloby stały się teraz rzeczywistością.

Ethereum universe.

Wielu konsumentów, w międzyczasie, nie może do końca zrozumieć, czym są software blobs. I w końcu słowo to staje się jednym z tych, które chciałoby się znać, ale nigdy nie ma dobrego czasu na zgłębianie specyfikacji technologicznych.

Naprawmy to zatem.

Szczególnie w odniesieniu do nadchodzącej aktualizacji Dencun — mieszanki aktualizacji Deneb i Cancun — blobs, skrót od Binary Large Objects, oznaczają poważną zmianę na mapie drogowej skalowania Ethereum.

Zrozumienie blobs wymaga eksploracji technicznych aspektów zarządzania danymi w Ethereum oraz ścieżki do osiągnięcia większej skalowalności.

Blobs w kontekście Ethereum to duże ilości danych poza warstwą wykonawczą — tam, gdzie działają smart kontrakty — ale nadal stanowią część ekosystemu Ethereum. Zaprojektowane jako tymczasowe, pozostają w sieci przez osiemnaście do dwudziestu pięciu dni, zanim zostaną usunięte.

Kluczowe cechy blobs obejmują:

1. Rozmiar: Każdy blob może mieć do 128 KB, co jest znacznie większe niż dane zazwyczaj zawarte w transakcjach Ethereum.
2. Cel: Blobs mają głównie służyć rozwiązaniom warstwy 2, szczególnie rollupom, zapewniając bardziej ekonomiczny sposób publikowania danych na głównej sieci Ethereum.
3. Weryfikacja: Chociaż blobs nie są przetwarzane przez Ethereum Virtual Machine (EVM), ich integralność jest weryfikowana przy użyciu techniki kryptograficznej o nazwie KZG commitments.
4. Tymczasowy Charakter: W przeciwieństwie do tradycyjnych danych blockchain, które są przechowywane na czas nieokreślony, blobs są zaprojektowane do przechowywania tymczasowego, redukując długoterminowe wymagania względem przechowywania.

Blobs są ściśle związane z ideą „proto-danksharding”, pośrednim etapem w kierunku pełnego sharding w Ethereum (o tym porozmawiamy za chwilę). Nazwane od swoich propozycji Protolambda i Dankrad Feist, protos-danksharding przedstawia nowy typ transakcji (EIP-4844) umożliwiający wstawienie bl blobs.

Oto jak blobs działają w kontekście proto-danksharding:

1. Rozwiązania warstwy 2 (jak rollupy) generują dane transakcji.
2. Dane te są formatowane w blobs.
3. Blobs są dołączane do specjalnych transakcji na główną sieć Ethereum.
4. Walidatorzy i węzły weryfikują integralność blobs przy użyciu KZG commitments, bez potrzeby przetwarzania całych danych blobs.
5. Dane blobs są dostępne przez ograniczony czas, umożliwiając każdemu odtworzenie stanu warstwy 2 w razie potrzeby.
6. Po 18-25 dniach dane blobs są usuwane, ale zobowiązanie do danych pozostaje na łańcuchu nieokreślone.

Wprowadzenie blobs przynosi różne korzyści:

1. Obniżone Koszty: Zapewniając bardziej efektywny sposób dla rollupów na publikację danych w Ethereum, transakcje blobs mogą znacznie zmniejszać opłaty dla użytkowników warstwy 2.
2. Zwiększona Skalowalność: Blobs umożliwiają umieszczenie większej ilości danych w każdym bloku Ethereum, bez zwiększania obciążenia obliczeniowego sieci.
3. Ulepszona Dostępność Danych: Chociaż dane blobs są tymczasowe, zapewniają, że dane warstwy 2 są dostępne na okresy wyzwań w optymistycznych rollupach lub dla użytkowników, którzy muszą odtworzyć stan warstwy 2.
4. Przygotowanie do Shardingu: Proto-danksharding służy jako krok w stronę pełnego shardingu, umożliwiając ekosystemowi Ethereum stopniowe przystosowanie się do nowych paradygmatów zarządzania danymi.

Wprowadzenie blobs, w międzyczasie, przynosi także trudności:

1. Zwiększone Wymagania względem Przepustowości i Przechowywania: Węzły będą musiały obsługiwać większe ilości danych, nawet jeśli tymczasowo.
2. Złożoność: Dodanie nowego typu transakcji i struktury danych zwiększa ogólną złożoność protokołu Ethereum.
3. Potencjalne Naciski Centralizacyjne: Zwiększone wymagania dotyczące zasobów mogą sprawić, że trudniej będzie indywidualnym osobom prowadzić pełne węzły.

Blobs i proto-danksharding są kluczowym komponentem w równoważeniu skalowalności, decentralizacji i bezpieczeństwa, podczas gdy Ethereum wciąż rozwija się w kierunku Ethereum 2.0. Blobs zapewniają ścieżkę dla bardziej skalowalnego ekosystemu Ethereum, oferując bardziej efektywną warstwę dostępności danych, szczególnie pomagając rozwiązaniom warstwy 2, które stają się coraz bardziej istotne w scenie blockchain.

Proto-danksharding: Kamień milowy skalowalności Ethereum

Proto-danksharding był już wspomniany powyżej. Zbadajmy to dokładniej.

Reprezentuje znaczący zwrot w planie skalowalności Ethereum, czasami znanego jako EIP-4844 (Ethereum Improvement Proposal 4844). Mając na celu drastyczne obniżenie kosztów danych dla rollupów i innych rozwiązań skalowania warstwy 2, ta idea — nazwany od swoich propozycja Protolambda i Dankrad Feist — służy jako pośrednia droga ku prawdziwemu shardingu.

Najpierw trzeba zrozumieć sharding, zanim można zrozumieć proto-danksharding.

Sharding to metoda partycjonowania baz danych, w której blockchain jest rozdzielany na mniejsze, bardziej zarządzalne fragmenty. Poprzez równoległe przechowywanie danych i przetwarzanie transakcji, każdy fragment teoretycznie może zwiększyć pojemność sieci. Jednakże, implementacja pełnego shardingu to trudne zadanie wymagające istotnych modyfikacji w protokole Ethereum.

Proto-danksharding przynosi wiele ważnych pomysłów:

1. Transakcje z Blobs: Nowy typ transakcji, który może przenosić duże ilości danych (blobs), które są odseparowane od warstwy wykonawczej.

2. Próbkowanie Dostępności Danych: Technika, która pozwala węzłom weryfikować dostępność danych blobs bez pobierania całego blobu.

3. KZG Commitments: Metoda kryptograficzna używana do tworzenia zwięzłych dowodów zawartości blobs, umożliwiająca efektywną weryfikację.

4. Tymczasowe Przechowywanie Danych: Dane blobs są przechowywane w sieci tylko przez ograniczony czas (18-25 dni), po czym mogą być usunięte z zachowaniem zobowiązania do danych na łańcuchu.

Proto-danksharding funkcjonuje w ten sposób:

1. Rozwiązania warstwy 2 (takie jak rollupy) generują dane transakcji.
2. Dane te są formatowane w blobs.
3. Blobs są dołączane do specjalnych transakcji na główną sieć Ethereum.
4. Walidatorzy i węzły weryfikują integralność blobs przy użyciu KZG commitments, bez potrzeby przetwarzania całych danych blobs.
5. Dane blobs są dostępne przez ograniczony czas, umożliwiając każdemu odtworzenie stanu warstwy 2 w razie potrzeby.
6. Po okresie zatrzymania, dane blobs są usuwane, ale zobowiązanie do danych pozostaje na łańcuchu nieokreślone.

Proto-danksharding ma wiele ważnych zalet:

1. Obniżone Koszty: Zapewniając bardziej efektywny sposób dla rollupów na publikację danych w Ethereum, transakcje blobs mogą znacznie zmniejszać opłaty dla użytkowników warstwy 2. Może to potencjalnie obniżyć koszty o współczynnik 10-100x.

2. Zwiększona Skalowalność: Blobs umożliwiają umieszczenie większej ilości danych w każdym bloku Ethereum, bez zwiększania obciążenia obliczeniowego sieci. Pojemność danych Ethereum może wzrosnąć nawet do 100x.

3. Ulepszona Dostępność Danych: Chociaż dane blobs są tymczasowe, zapewniają, że dane warstwy 2 są dostępne na okresy wyzwań w optymistycznych rollupach lub dla użytkowników, którzy muszą odtworzyć stan warstwy 2.

4. Gradualna Ewolucja Protokołu: Proto-danksharding pozwala ekosystemowi Ethereum stopniowo adaptować się do nowych paradygmatów zarządzania danymi, torując drogę do pełnego shardingu w przyszłości.

Jednak wdrożenie proto-danksharding przedstawia również wyzwania:

1. Zwiększona Złożoność: Dodanie nowego typu transakcji i struktury danych zwiększa ogólną złożoność protokołu Ethereum.

2. Wymagania względem Węzłów: Węzły będą musiały obsługiwać większe ilości danych, nawet jeśli tymczasowo, co może zwiększyć wymagania sprzętowe.

3. Potencjalne Naciski Centralizacyjne: Zwiększone wymagania dotyczące zasobów mogą sprawić, że trudniej będzie indywidualnym osobom prowadzić pełne węzły, co może prowadzić do pewnego stopnia centralizacji.

4. Adaptacja Ekosystemu: Rozwiązania warstwy 2 i inne narzędzia Ethereum będą musiały zostać zaktualizowane, aby w pełni wykorzystać zalety proto-danksharding.

Proto-danksharding to kluczowy etap rozwoju Ethereum, który równoważy zapotrzebowanie na większą skalowalność z trudnościami w wprowadzaniu skomplikowanych aktualizacji protokołu. Oferując bardziej efektywną warstwę dostępności danych, umożliwia bardziej skalowalne środowisko Ethereum.

Distributed Validator Technology (DVT): Zwiększenie Bezpieczeństwa Proof-of-Stake

Technologia validatora odgrywa istotną rolę w świecie Ethereum od momentu Merge w 2022 roku, kiedy protokołu Proof-of-Work zastąpiono Proof-of-Stake.

Lecz wiele osób nadal nie rozumie, jak ta technologia działa.

Założenie Distributed Validator Technology (DVT) ma kluczowe znaczenie dla utrzymania bezpieczeństwa i decentralizacji sieci. Szczególnie w sieciach takich jak Ethereum 2.0, DVT oznacza głęboką zmianę w sposobie zachowania się validatorów w systemach proof-of-stake.

Fundamentalnie, DVT pozwala jednemu validatorowi uruchamiać kilka węzłów, tym samym dzieląc zadania i zagrożenia związane z walidacją między kilku uczestników. Ta metoda kontrastuje z konwencjonalnymi konfiguracjami walidatorów, w których jeden podmiot nadzoruje wszystkie aspekty procesu walidacji.

Podstawowe elementy DVT to:

1. Klient Walidatora: Oprogramowanie odpowiedzialne za proponowanie i poświadczanie bloków.
2. Rozproszone Tworzenie Klucza (DKG): Protokół kryptograficzny, który pozwala wielu stronom wspólnie generować wspólny klucz prywatny.
3. Sygnatury Progowe: Technika kryptograficzna, która umożliwia grupie uczestników wspólne podpisywanie wiadomości, z określonym progiem uczestników wymaganym do stworzenia prawidłowego podpisu.

Procedura DVT zwykle przebiega następująco:

1. Grupa operatorów łączy się, aby utworzyć rozproszony validator.
2. Używają DKG do wygenerowania wspólnego klucza walidatora, przy czym każdy operator posiada część klucza.
3. Gdy validator musi wykonać jakaś akcję (np. zaproponować lub poświadczyć blok), określona liczba operatorów musi współpracować, aby podpisać wiadomość.
4. Uzyskany podpis nie sposób odróżnić od tego, który zostałby stworzony przez pojedynczego validatora, co utrzymuje kompatybilność z szerszą siecią.

DVT ma wiele ważnych zalet:

1. Zwiększone bezpieczeństwo: Dzięki rozproszeniu klucza validatora pośród wielu operatorów, ryzyko związane z bezpieczeństwem jest...Content: pojedynczy punkt awarii jest dramatycznie zredukowany. Nawet jeśli jeden operator zostanie skompromitowany lub offline, walidator może nadal działać.

2. Zwiększony czas pracy: Z wieloma operatorami szanse na to, że walidator będzie dostępny, aby wykonywać swoje obowiązki przez cały czas, są znacznie poprawione, co potencjalnie prowadzi do wyższych nagród i lepszej wydajności sieci.

3. Decentralizacja: DVT pozwala na bardziej zdezcentralizowaną sieć, umożliwiając mniejszym operatorom udział w walidacji bez podejmowania pełnego ryzyka i odpowiedzialności za samodzielne prowadzenie walidatora.

4. Ochrona przed redukcją: W systemach proof-of-stake walidatorzy mogą być karani (redukcja) za złe zachowanie. Wymagając, aby kilku operatorów zgadzało się na działania, DVT może pomóc uniknąć przypadkowego krojenia.

Jednakże DVT również stwarza pewne wyzwania:

1. Złożoność: Implementacja DVT wymaga zaawansowanych protokołów kryptograficznych i koordynacji między wieloma stronami, dodając złożoności do operacji walidatora.

2. Latencja: Potrzeba koordynacji między wieloma operatorami może potencjalnie wprowadzać opóźnienie w działaniach walidatora, chociaż można temu zapobiec poprzez odpowiednią implementację.

3. Założenia zaufania: Podczas gdy DVT redukuje pojedyncze punkty awarii, wprowadza konieczność zaufania między operatorami rozproszonych walidatorów.

4. Rozważania regulacyjne: Rozproszona natura DVT może podnieść pytania dotyczące zgodności regulacyjnej i odpowiedzialności w niektórych jurysdykcjach.

DVT prawdopodobnie stanie się bardziej kluczowy w utrzymaniu ich bezpieczeństwa i decentralizacji wraz z rozwojem sieci opartych na proof-of-stake. Podczas gdy różne implementacje są teraz w fazie rozwoju lub wczesnego wdrażania, projekty takie jak Ethereum 2.0 intensywnie badają włączenie DVT.

Przyjęcie DVT może mieć szerokie skutki dla architektury sieci opartych na proof-of-stake, umożliwiając nowe rodzaje puli walidatorów i delegacji, które równoważą bezpieczeństwo, decentralizację i dostępność.

Dynamiczne resharding: Adaptacyjne Partycjonowanie Bloków

Ostatnie, ale nie mniej ważne, porozmawiajmy o dynamicznym reshardingu. Oparte na idei sharding, ale dodające warstwę elastyczności, która pozwala sieci reagować na zmieniające się potrzeby w czasie rzeczywistym, oferuje świeżą metodę skalowalności blockchainu.

Często nazywane przez niektórych entuzjastów blockchainu "świętym graalem shardingu", ta technologia obiecuje rozwiązać jeden z najtrudniejszych problemów w projektowaniu blockchainu: żonglowanie pojemnością sieci a wykorzystaniem zasobów. Brzmi bardzo skomplikowanie, prawda?

Zrozumienie dynamicznego reshardingu wymaga najpierw zrozumienia podstaw shardingu:

Dostosowany do systemów blockchain, sharding to metoda partycjonowania baz danych. Obejmuje rozbijanie blockchainu na mniejsze, bardziej kontrolowalne shards. Każdy shard może równolegle przechowywać dane i obsługiwać transakcje, co teoretycznie zwiększa pojemność sieci.

Dynamiczne resharding rozwija ten pomysł, pozwalając sieci na zmianę ilości i układu shards w zależności od bieżącego stanu sieci.

Ta elastyczna strategia oferuje wiele potencjalnych korzyści.

Sieć może zapewnić efektywne wykorzystanie zasobów sieci, tworząc nowe shards w okresach dużego popytu i łącząc niewykorzystane shards w okresach niskiego popytu.

Dynamiczne resharding pozwala blockchainowi zwiększać swoją pojemność bez użycia twardego forka lub znaczącej aktualizacji protokołu, gdy wzrasta użycie sieci. Redystrybucja danych i transakcji między shards pomaga sieci utrzymać bardziej stałą wydajność w całym blockchainie.

Dynamiczne resharding może również pozwolić sieci dostosować się do nieoczekiwanych zdarzeń, takich jak awarie shardów lub wzrosty popytu.

Proces dynamicznego reshardingu zazwyczaj obejmuje kilka kluczowych komponentów.

System monitorowania ciągle analizuje metryki sieci, takie jak wolumen transakcji, wykorzystanie shardów oraz wydajność węzłów. Silnik decyzji wykorzystuje zdefiniowane wcześniej algorytmy, a potencjalnie techniki uczenia maszynowego, aby określić, kiedy i jak przeprowadzić resharding sieci. Protokół koordynacji zapewnia, że wszystkie węzły w sieci zgadzają się na nową konfigurację shardów i konsekwentnie wykonają proces reshardingu. Podczas gdy shards są dzielone lub łączone, bezpiecznie przenosi dane i informacje o stanie między nimi.

Oto skrócona synteza możliwych zastosowań dynamicznego reshardingu:

1. System monitorujący wykrywa, że dany shard stale przetwarza prawie swoją maksymalną pojemność.

2. Silnik decyzji ustala, że ten shard powinien być podzielony na dwa, aby zrównoważyć obciążenie.

3. Protokół koordynacji inicjuje proces reshardingu, zapewniając, że wszystkie węzły są świadome nadchodzącej zmiany.

4. Sieć realizuje starannie zaplanowany proces tworzenia nowego shardu, migracji odpowiednich danych i aktualizacji informacji routingu.

5. Po zakończeniu sieć ma teraz dodatkowy shard do obsługi zwiększonego obciążenia.

Chociaż dynamiczne resharding oferuje ekscytujące możliwości, także stwarza istotne wyzwania techniczne.

Wdrożenie systemu, który może bezpiecznie i efektywnie przeprowadzać resharding działającej sieci blockchain, jest niezwykle skomplikowane, wymagając zaawansowanych mechanizmów konsensusu i koordynacji. Ponadto, zapewnienie, że wszystkie istotne informacje o stanie są dokładnie zachowane i łatwo dostępne, kiedy dane przepływają między shardami, jest nietrywialnym problemem w zarządzaniu stanem.

Dynamiczne resharding musi uwzględniać transakcje w wielu shardach, co może stawać się coraz trudniejsze w zależności od rozmieszczenia shardów. Następnie, kwestie bezpieczeństwa. Sam proces reshardingu musi być odporny na ataki ingerujące w sieć w czasie tej potencjalnie wrażliwej operacji. Procedury monitorowania i podejmowania decyzji w dynamicznym reshardingu dodają dodatkowe obciążenie obliczeniowe do sieci.

Pomimo tych trudności, różne inicjatywy blockchain aktywnie badają i tworzą techniki dynamicznego reshardingu. Na przykład Near Protocol, przygotował rodzaj dynamicznego reshardingu na swoim mainnecie, aby sieć mogła zmieniać ilość shardów w zależności od zapotrzebowania.

Dynamiczne resharding może stać się coraz ważniejsze, gdy technologia blockchain rozwinie się w kierunku budowy skalowalnych, elastycznych sieci zdolnych do umożliwienia powszechnego przyjęcia rozproszonych aplikacji i usług.