Топ-7 Самых Запутанных Терминов в Криптовалюте: Руководство по Техническому Жаргону Блокчейна

Даже опытным пользователям может быть сложно понять более сложный криптовалютный жаргон. Иногда вам просто приходится кивать, пока кто-то небрежно упоминает blob и византийскую отказоустойчивость в своих рассказах. Известная своим быстрым изобретением, индустрия биткоина разработала сложный словарь, который иногда ставит в тупик даже опытных экспертов. Давайте разберемся с этой проблемой раз и навсегда.

В этой статье рассматриваются семь самых сложных и часто неверно истолковываемых фраз в среде блокчейна, предлагая их тщательное исследование, значений, использования и будущих последствий для цифровых денег.

Византийская отказоустойчивость: Основополагающая Безопасность Блокчейна

Большинство миллионов криптолунистов могли что-то слышать о византийской отказоустойчивости. Однако 99,9% из них не могут разумно определить, что это такое.

Обычно люди, которые изучают историю создания биткоина и обнаруживают, что Сатоши Накамото использовал майнинг именно для решения проблемы византийской отказоустойчивости, также не имеют четкого представления о том, что это такое.

Считается ли, что проблема связана с майнингом? Не совсем.

Византийская отказоустойчивость (BFT), термин, произошедший от теоретической задачи компьютерных наук, известной как Задача византийских генералов, является ключевым элементом технологии блокчейна. Впервые представленная в 1982 году Лесли Лампортом, Робертом Шостаком и Маршаллом Пизом, эта проблема подчеркивает трудности достижения консенсуса в распределенной системе, где участники могут быть враждебными или ненадежными.

В Задаче византийских генералов несколько генералов должны координировать нападение на город. Они могут взаимодействовать только через посыльных; некоторые генералы могут быть предателями, пытающимися подорвать стратегию. Сложность заключается в том, чтобы разработать стратегию, которая позволит добросовестным генералам договориться, даже если есть предатели.

В контексте блокчейна византийская отказоустойчивость означает способность системы работать как задумано и достигать консенсуса, даже если некоторые из её компонентов выходят из строя или действуют злонамеренно. Поддержание целостности и безопасности распределенных сетей зависит от этого.

Посредством механизма консенсуса "proof-of- work" (PoW) Сатоши Накамото, псевдонимный автор Bitcoin, фактически решил проблему византийских генералов для цифровых валют. Майнеры в PoW соревнуются, чтобы решить сложные математические задачи; победитель получает возможность добавить следующий блок в блокчейн. Поскольку этот метод является вычислительно затратным, у майнеров есть сильные финансовые стимулы действовать честно.

Решение PoW работает потому что:

1. Участие дорогостоящее, что отпугивает как доброкачественную, так и негативную деятельность.
2. Сложность задач гарантирует, что ни одна сущность не сможет легко контролировать сеть.
3. Правило самой длинной цепи предлагает простой способ найти правильную версию блокчейна.

PoW не является единственным ответом на проблему византийских генералов в блокчейне. Чтобы решить проблему BFT более энергоэффективным образом, были созданы другие системы консенсуса, такие как делегированный доказательство доли (DPoS) и доказательство доли (PoS).

Например, Ethereum использовал метод консенсуса BFT под названием Gasper, когда перешёл с PoW на PoS, иногда известный как "The Merge". Сильные гарантии византийской отказоустойчивости достигаются за счёт комбинирования Casper FFG (системы финализации на основе PoS) с правилом выбора форка LMD-GHOST, значимо снижая энергопотребление.

Понимание основных идей, которые обеспечивают надёжность и безопасность блокчейн-систем, зависит от осознания BFT. Новые подходы к BFT продолжают появляться по мере развития технологии, определяя направление развития распределённых систем.

Нонс: Криптографический Элемент Головоломки

Нонс - это своего рода бессмыслица блокчейна. Извините за эту шутку. Хотя некоторые могли слышать об этом один или два раза и просто считать, что это компонент кода безопасности, майнеры и разработчики знают, что это такое. Ну, это так, до какой-то степени.

Хотя это кажется простым, идея нонса имеет значительную важность в технологии блокчейн - особенно в системах на основе "proof-of-work", таких как биткоин. "Нонс" означает "номер, используемый только один раз", и он является фундаментальной частью процесса майнинга, который обеспечивает и проверяет транзакции блокчейна.

В процессе майнинга биткоина нонс представляет собой 32-битное (4-байтное) поле в заголовке блока. Майнеры изменяют это число, пытаясь сгенерировать хэш заголовка блока, который соответствует определённым требованиям — точнее говоря, хэш меньше целевого значения, определённого текущей степенью сложности сети.

Процесс майнинга работает следующим образом. Майнер собирает блок незавершённых транзакций.

Заголовок блока создаётся, включающий несколько элементов:

• Версия номера
• Хэш предыдущего блока
• Корень Меркла (хэш, представляющий все транзакции в блоке)
• Таймстамп
• Целевой уровень сложности
• Нонс (первоначально установлен в 0)

Майнер хэширует заголовок блока, используя алгоритм SHA-256. Если полученный хэш соответствует критериям сложности, блок считается "решённым", и майнер рассылает его в сеть. Если хэш не соответствует критериям, майнер увеличивает нонс и пытается снова.

Этот процесс инкрементирования нонса и повторного хэширования продолжается до тех пор, пока не будет найден правильный хэш или пока не исчерпается пространство нонса — 2^32, или примерно 4 миллиарда возможностей. Если пространство нонса закончится без нахождения правильного хэша, майнеры могут изменить другие компоненты заголовка блока (например, таймстамп) и начать заново.

Нонс выполняет несколько значительных ролей.

Сеть может изменять сложность майнинга, требуя от майнеров идентифицировать определённый нонс, который генерирует хэш, удовлетворяющий заданным требованиям. Это поддерживает время блока — примерно 10 минут для биткоина — постоянным независимо от изменений в общей мощности хэширования сети.

Нонс - это переменная, которую майнеры контролируют для выполнения реальной "работы" в системе proof-of- work. Определение правильного нонса показывает, что майнер использовал вычислительные ресурсы.

Манипулировать блокчейном довольно сложно, так как нонс, который решит блок, непредсказуем. Чтобы регулярно опережать честных майнеров, злоумышленник должен был бы контролировать более половины мощности хэширования сети.

Нонс предоставляет майнерам честные условия игры. Нахождение легитимного блока по сути случайно и зависит от предлагаемых майнером вычислительных мощностей.

Хотя идея нонса широко известна в системах PoW, его версии применяются и в других контекстах. Например, в транзакциях Ethereum нонс используется для гарантии того, что каждая транзакция обрабатывается только один раз и в правильном порядке.

Функция нонсов может измениться по мере развития блокчейн-технологии. Для систем proof-of- stake, например, идея майнинга и нонсов, применяемых в PoW, отсутствует. Тем не менее, в различных блокчейн-системах основная идея использования непостоянных, одноразовых чисел для обеспечения безопасности и справедливости остаётся важной.

Rollups: Оптимизация Уровня 2 Транзакций

Если вы находитесь в мире DeFi, вы, должно быть, слышали о rollups. Тем не менее, шансы того, что вы знаете о них, как-то связаны с решениями уровня 2 сверх блокчейна уровня 1.

Ну да, но есть гораздо больше.

Rollups стали возможным ответом для увеличения пропускной способности транзакций и снижения сборов, поскольку блокчейн-системы, такие как Ethereum, сталкиваются с проблемами масштабируемости. Rollups - это методы масштабирования уровня 2, которые публикуют данные о транзакциях на уровне 1, выполняя транзакции вне основной блокчейн (уровень 1).

Rollups в основном представляют процесс "сворачивания" нескольких транзакций в одну партию для подачи на основную цепочку. Этот метод значительно снижает объем обрабатываемых данных на основной цепочке, способствуя повышенной масштабируемости.

Rollups обычно бывают двух видов:

Optimistic rollups осуществляют вычисления через доказательство мошенничества и предполагают, что транзакции действительны по умолчанию. Важные особенности:

• Дешевле и быстрее, чем ZKroll-ups для общих вычислений.
• Легче переносить текущие приложения Ethereum, обеспечивая совместимость с виртуальной машиной Ethereum (EVM).
• Обычно продолжается одна неделя, период вызова позволяет кому угодно оспорить результаты транзакций. Примеры - Arbitrum и Optimism.

Zero-knowledge (ZK) rollups создают криптографические доказательства, известные как доказательства достоверности, которые подтверждают точность уже выполненных транзакций. Одной из основных характеристик является более быстрая финализация, так как на основе мгновенной валидации доказательств достоверности гарантируется на блокчейне. Потенциально более высокая масштабируемость, чем у ожидаемых roll-ups; более сложная криптография затрудняет их применение для общих вычислений. В частности, это такие системы, как StarkNet и zkSync.

Roll-ups имеют различные преимущества:

Roll-ups могут значительно увеличить количество транзакций в секунду (TPS), которые сеть может обработать, перемещая вычисления за пределы цепочки. Сборы за транзакции снижаются, поскольку меньше данных обрабатывается на основной цепочке. Rollups наследуют безопасность основной цепи, поскольку важные данные все еще хранятся на уровне 1. В частности, для ZK-rollups финализация транзакций может быть достигнута значительно быстрее, чем на основной цепи.

Тем не менее, roll-ups также предоставляют трудности:

Техническая сложность: Использование roll-ups - особенно ZK-rolls - сложно. Операторы roll-up играют значительную роль и могут привести к некоторой степени централизации. В случаях с оптимистичными roll-ups пользователи могут столкнуться с задержками при выводе средств на основную цепочку из-за периода вызова.

Roll-ups, вероятно, приобретут большее значение как решения масштабирования по мере развития экосистемы блокчейна. Проекты, такие как Ethereum 2.0, показывают важность этой технологии в будущем блокчейна, поскольку они намерены включить масштабируемость, основанную на roll-up, в свой дорожной карте.

Blobs: Массивы данных, трансформирующие Ethereum

Blobs теперь уже реальность в экосистеме Ethereum... потери одного ключа уменьшается. Это повышает общую безопасность сети против атак и сбоев.

2. Высокая Устойчивость: Распределение задач уменьшает вероятность сбоев в работе валидатора из-за отказа одной из его частей.

3. Децентрализация: DVT способствует участию большего числа валидаторов, снижая риски централизации.

4. Простота Апгрейда: Системы на базе DVT могут легче обновляться и масштабироваться, так как валидаторы могут коллективно управлять и распределять задачи.

Однако, применение DVT также сопряжено с определенными вызовами:

1. Сложность: Введение распределенной структуры добавляет сложность в конфигурацию и управление валидаторами.

2. Ресурсные Требования: Необходимость координации между несколькими операторами может увеличить требования к вычислительным мощностям и пропускной способности сети.

3. Потенциальные Конфликтные Ситуации: Разногласия между участниками могут осложнить процесс управления распределенным валидатором.

Технология Distributed Validator Technology (DVT) играет ключевую роль в формировании будущего Ethereum 2.0, предоставляя надёжные, безопасные и децентрализованные решения для управления валидаторами в системе Proof-of-Stake.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

С постоянным развитием Ethereum, концепции как протоданкшардинг и DVT предоставляют новые методы увеличения масштабируемости, безопасности и эффективности сети. Понимание этих технологий жизненно важно для всех, кто заинтересован в будущем развитии блокчейн-индустрии.

Ethereum 2.0 продолжает формировать путь к более масштабируемому, децентрализованному и высокотехнологичному будущему.single point of failure is dramatically reduced. Even if one operator is compromised or goes offline, the validator can continue to function.

Существенно уменьшается возможность возникновения единой точки отказа. Даже если один оператор будет скомпрометирован или выйдет из строя, валидатор сможет продолжить функционирование.

2. Increased Uptime: With multiple operators, the chances of the validator being available to perform its duties at all times are greatly improved, potentially leading to higher rewards and better network performance.

3. Увеличенное Время Работы: С несколькими операторами шансы на то, что валидатор будет доступен для выполнения своих обязанностей в любое время, значительно увеличиваются, что потенциально ведет к более высоким наградам и лучшей производительности сети.

4. Decentralization: DVT allows for a more decentralized network by enabling smaller operators to participate in validation without taking on the full risk and responsibility of running a validator independently.

5. Децентрализация: DVT позволяет создать более децентрализованную сеть, давая возможность меньшим операторам участвовать в валидации без принятия на себя полного риска и ответственности за независимую работу валидатора.

6. Slashing Protection: In proof-of-stake systems, validators can be penalized (slashed) for misbehavior. By requiring several operators to concur on activities, DVT can help avoid inadvertent slicing.

7. Защита от Снижения: В системах proof-of-stake валидаторы могут быть наказаны (penalty) за неправильное поведение. Требуя согласования нескольких операторов на действия, DVT может помочь избежать случайных снижений.

However, DVT also presents certain challenges:

Тем не менее, DVT также представляет определенные вызовы:

1. Complexity: Implementing DVT requires sophisticated cryptographic protocols and coordination between multiple parties, adding complexity to validator operations.

2. Сложность: Реализация DVT требует сложных криптографических протоколов и координации между несколькими сторонами, что добавляет сложности в операции валидатора.

3. Latency: The need for multiple operators to coordinate could potentially introduce latency in validator actions, although this can be mitigated with proper implementation.

4. Задержка: Необходимость координации нескольких операторов может потенциально вводить задержки в действия валидатора, хотя это можно смягчить с помощью правильной реализации.

5. Trust Assumptions: While DVT reduces single points of failure, it introduces the need for trust between operators of a distributed validator.

6. Предположения доверия: Несмотря на то что DVT снижает вероятность единой точки отказа, она вводит необходимость доверия между операторами распределенного валидатора.

7. Regulatory Considerations: The distributed nature of DVT may raise questions about regulatory compliance and liability in some jurisdictions.

8. Регуляторные Рассмотрения: Распределенная природа DVT может вызывать вопросы о соответствии нормативным требованиям и ответственности в некоторых юрисдикциях.

DVT is probably going to become more crucial in maintaining their security and decentralization as proof-of-stake networks develop. While various implementations are now under development or early deployment, projects like Ethereum 2.0 are aggressively investigating the inclusion of DVT.

DVT, вероятно, станет более важным для поддержания их безопасности и децентрализации по мере развития сетей proof-of-stake. Хотя различные реализации в настоящее время находятся в стадии разработки или раннего развертывания, такие проекты, как Ethereum 2.0, активно исследуют включение DVT.

Adoption of DVT could have broad effects on the architecture of proof-of-stake networks, so enabling new types of validator pooling and delegation that strike security, decentralization, and accessibility in balance.

Принятие DVT может иметь широкие последствия для архитектуры сетей proof-of-stake, позволяя новые типы пулов валидаторов и делегирования, которые обеспечивают баланс между безопасностью, децентрализацией и доступностью.

Dynamic Resharding: Adaptive Blockchain Partitioning

Динамическое Resharding: Адаптивное Разделение Блокчейна

Last but not least, let’s talk dynamic resharding. Based on the idea of sharding but adding a layer of flexibility that lets the network react to changing needs in real-time, it offers a fresh method of blockchain scalability.

И наконец, давайте поговорим о динамическом resharding. Основываясь на идее шардинга, но добавляя слой гибкости, который позволяет сети реагировать на меняющиеся потребности в режиме реального времени, это предлагает новый метод масштабирования блокчейна.

Often referred to as "the holy grail of sharding" by some blockchain aficionados, this technology promises to solve one of the most enduring issues in blockchain design: juggling network capacity with resource use. Sounds really complicated, right?

Часто называемая "святым Граалем шардинга" некоторыми энтузиастами блокчейна, эта технология обещает решить одну из самых стойких проблем в дизайне блокчейна: балансировку между емкостью сети и использованием ресурсов. Звучит действительно сложно, правда?

Understanding dynamic resharding requires first a comprehension of the fundamentals of sharding:

Для понимания динамического resharding сначала необходимо понять основы шардинга:

Adapted for blockchain systems, sharding is a database partitioning method. It entails breaking out the blockchain into smaller, more controllable shards. Every shard may store data in parallel and handle transactions, therefore theoretically increasing the capacity of the network.

Адаптированный для систем блокчейна, шардинг — это метод разделения базы данных. Он включает в себя разделение блокчейна на более мелкие, управляемые шарды. Каждый шард может хранить данные параллельно и обрабатывать транзакции, таким образом теоретически увеличивая емкость сети.

Dynamic resharding advances this idea by letting the network change the amount and arrangement of shards depending on present network state.

Динамическое resharding продвигает эту идею, позволяя сети изменять количество и расположение шардов в зависимости от текущего состояния сети.

This flexible strategy presents a number of possible benefits.

Эта гибкая стратегия представляет ряд возможных преимуществ.

The network can guarantee effective use of network resources by building new shards during periods of high demand and merging unused shards during low demand.

Сеть может гарантировать эффективное использование ресурсов сети, создавая новые шарды в периоды высокого спроса и объединяя неиспользованные шарды в периоды низкого спроса.

Dynamic resharding lets the blockchain expand its capacity without using a hard fork or significant protocol update as network use rises. Redistributing data and transactions among shards helps the network to keep more constant performance throughout the blockchain.

Динамическое resharding позволяет блокчейну расширять свою емкость без использования хардфорка или значительного обновления протокола по мере увеличения использования сети. Перераспределение данных и транзакций между шардами помогает сети поддерживать более постоянную производительность в течение всего блокчейна.

Dynamic resharding can also enable the network to change with unanticipated events as shard breakdowns or demand surges.

Динамическое resharding также может позволить сети изменяться в случае непредвиденных событий, таких как поломка шарда или всплеск спроса.

The process of dynamic resharding typically involves several key components.

Процесс динамического resharding, как правило, включает несколько ключевых компонентов.

Monitoring System continuously analyzes network metrics such as transaction volume, shard utilization, and node performance.

Мониторинговая Система непрерывно анализирует метрики сети, такие как объем транзакций, использование шардов и производительность узлов.

Decision engine uses predefined algorithms and possibly machine learning techniques to determine when and how to reshard the network.

Движок Принятия Решений использует предопределенные алгоритмы и, возможно, методы машинного обучения для определения того, когда и как проводить resharding сети.

Coordination protocol ensures all nodes in the network agree on the new shard configuration and execute the resharding process consistently.

Протокол Координации обеспечивает согласие всех узлов в сети по новой конфигурации шардов и последовательное выполнение процесса resharding.

As shards are split or combined, safely moves data and state information between them.

При разделении или объединении шардов безопасно перемещает данные и информацию о состоянии между ними.

Here is a condensed synopsis of possible dynamic resharding applications:

Вот краткий обзор возможных применений динамического resharding:

1. The monitoring system detects that a particular shard is consistently processing near its maximum capacity.

2. Система мониторинга обнаруживает, что определенный шард постоянно обрабатывается около своей максимальной емкости.

3. The decision engine determines that this shard should be split into two to balance the load.

4. Движок принятия решений определяет, что этот шард следует разделить на два для балансировки нагрузки.

5. The coordination protocol initiates the resharding process, ensuring all nodes are aware of the impending change.

6. Протокол координации инициирует процесс resharding, обеспечивая осведомленность всех узлов о предстоящем изменении.

7. The network executes a carefully choreographed process to create the new shard, migrate relevant data, and update routing information.

8. Сеть выполняет тщательно продуманный процесс создания нового шарда, миграции соответствующих данных и обновления информации о маршрутизации.

9. Once complete, the network now has an additional shard to handle the increased load.

10. После завершения сеть теперь имеет дополнительный шард для обработки увеличенной нагрузки.

While dynamic resharding offers exciting possibilities, it also presents significant technical challenges.

Хотя динамическое resharding предлагает увлекательные возможности, оно также представляет значительные технические вызовы.

Implementing a system that can safely and efficiently reshard a live blockchain network is extremely complex, requiring sophisticated consensus and coordination mechanisms. Also, ensuring that all pertinent state information is accurately kept and easily available when data flows across shards is a non-trivial issue in state management.

Реализация системы, которая может безопасно и эффективно проводить resharding живой блокчейн-сети, чрезвычайно сложна, требуя сложных механизмов консенсуса и координации. Также обеспечение того, что вся соответствующая информация о состоянии точно сохраняется и легко доступна, когда данные перемещаются между шардами, является нетривиальной задачей в управлении состояниями.

Dynamic resharding has to consider transactions across several shards, which can get more difficult depending on the shard arrangement. Then, the security issues. The resharding procedure itself has to be safe against attacks aiming at network manipulation during this maybe vulnerable operation. The dynamic resharding monitoring and decision-making procedures add extra computational burden to the network.

Динамическое resharding должно учитывать транзакции между несколькими шардами, что может стать более сложным в зависимости от расположения шардов. Далее, вопросы безопасности. Сам процесс resharding должен быть безопасным от атак, направленных на манипуляции с сетью во время этой, возможно, уязвимой операции. Процедуры мониторинга и принятия решений динамического resharding добавляют дополнительную вычислительную нагрузку на сеть.

Notwithstanding these difficulties, various blockchain initiatives are actively looking at and creating dynamic resharding techniques. Near Protocol, for instance, has set up a kind of dynamic resharding in its mainnet so the network may change the amount of shards depending on demand.

Несмотря на эти трудности, различные блокчейн-инициативы активно рассматривают и создают техники динамического resharding. Например, Near Protocol установил своего рода динамическое resharding в своем mainnet, чтобы сеть могла изменять количество шардов в зависимости от спроса.

Dynamic resharding may become increasingly important as blockchain technology develops in building scalable, flexible networks able to enable general adoption of distributed apps and services.

Динамическое resharding может стать все более важным по мере развития технологии блокчейна в создании масштабируемых, гибких сетей, способных обеспечить общее принятие распределенных приложений и сервисов.