Прогресс и вызовы технологий Блокчейн

Технология Блокчейн с момента появления Биткойна достигла значительного прогресса. С появлением новых приложений, таких как игры и NFT, отрасль постоянно ищет способы повышения эффективности технологий, особенно в обработке высокой нагрузки и обеспечении реального времени задержки. L1 Блокчейн сталкивается с двумя основными вызовами: во-первых, необходимо достичь высокой пропускной способности при поддержании низкой задержки, во-вторых, обеспечить долгосрочную стабильность протокола согласия. При решении этих задач также следует поддерживать децентрализацию через динамическое участие и реконфигурацию узлов проверки.

Одним из способов достижения высокой пропускной способности является использование основанного на DAG консенсусного протокола. Эти протоколы позволяют Блокчейн одновременно обрабатывать большое количество транзакций, что делает их особенно подходящими для игровых приложений и NFT. Однако протоколы на основе DAG могут привести к задержкам в несколько секунд, что создает высокие временные затраты для обычных переводов или игровых операций.

С другой стороны, протоколы без консенсуса показывают огромный потенциал в снижении задержек и масштабировании. Эти протоколы устраняют необходимость в консенсусе, позволяя быстро обрабатывать транзакции без необходимости общей сортировки независимых транзакций, выполняемых параллельно. Однако они ограничены классом простых операций Блокчейн, что ограничивает возможности реализуемых смарт-контрактов, а перенастройка динамически меняющегося набора валидаторов может быть сложной.

Несмотря на то, что эти методы имеют потенциал, в настоящее время они в основном остаются на стадии академических исследований и еще не нашли широкого применения в производственной среде. Существуют новые протоколы, которые объединяют согласование на основе DAG и методы без согласования, чтобы достичь золотой середины: задержка менее одной секунды и непрерывная пропускная способность в тысячи транзакций в секунду. Этот протокол успешно решает обе задачи и сохраняет возможность выражать сложные контракты на совместных объектах, генерировать контрольные точки и переконфигурировать набор валидаторов на протяжении различных периодов.

Инновационный смешанный метод

Этот новый протокол использует уникальный подход, объединяя два вышеупомянутых метода. Чтобы гарантировать безопасность операций с активами (объектами), принадлежащими отдельным владельцам, система использует согласованный протокол широковещательной передачи между валидаторами, что приводит к задержке ниже консенсуса. Протокол полагается на консенсус только для обработки сложных смарт-контрактов, работающих на общих объектах, то есть на объектах, которые могут быть изменены любым пользователем. Он также поддерживает операции по обслуживанию сети, такие как определение контрольных точек и перенастройка валидаторов. При обработке транзакций в реплицированной византийской среде эта новая стратегия предлагает идеальное решение.

Процесс обработки сделок

В этом новом протоколе пользователи, обладающие приватным ключом, создают и подписывают пользовательские транзакции для изменения объектов, которыми они владеют, или их комбинации с общими объектами. Транзакции отправляются каждому узлу верификации, который выполняет ряд проверок на достоверность и безопасность, подписывает их и возвращает подписанные транзакции клиенту. Клиент собирает ответы от подавляющего большинства узлов верификации для формирования сертификата транзакции, после чего транзакция может считаться необратимой.

После завершения сборки сертификатов они будут отправлены обратно всем узлам проверки, которые проверяют их действительность и подтверждают получение клиенту. Если транзакция касается эксклюзивных объектов, сертификат транзакции может быть немедленно обработан и выполнен без ожидания консенсусного механизма. Все сертификаты пересылаются в основанный на DAG консенсусный протокол. Консенсус в конечном итоге выводит общую последовательность сертификатов; узлы проверки проверяют и выполняют транзакции, содержащие общие объекты, клиент может собрать ответы большинства узлов проверки, собрать их в один сертификат эффекта и использовать его в качестве доказательства расчета транзакции. Затем для каждой подачи консенсуса формируются контрольные точки, которые также используются для управления протоколом повторной конфигурации.

Другие важные характеристики

Кроме основного процесса торговли, этот протокол также предоставляет множество средств для поддержки производственного уровня Блокчейн:

1. Реализовать протокол контрольных точек, чтобы создать причинно-следственную историю всех транзакций в системе для полного аудита и поддержания синхронизации узлов.

2. Поддержка перенастройки в конце каждого периода, в это время набор валидаторов и их голосующие права могут измениться.

3. В конце периода безопасно "разблокировать" ошибочно заблокированные активы, минимизировав ущерб от уязвимости.

Этот новый протокол предоставляет Блокчейн эффективное, безопасное и гибкое решение, которое, как ожидается, будет способствовать применению и развитию технологий Блокчейн в более широких сценариях применения.