Почему мультичейн сети важны + другие преимущества цепочек SKALE
Сеть SKALE — это легко масштабируемая мультичейн сеть блокчейнов, которая служит высокопроизводительным и безопасным решением для масштабирования Ethereum. В отличие от большинства сетей 1 и 2 уровня, архитектура SKALE построена для поддержки постоянно расширяющегося набора цепочек, оптимизированных под конкретные приложения и протоколы. Skale использует сеть Ethereum для повышения безопасности, а также для управления и согласования критически важных сетевых операций.
Принцип работы заключается в том, что разработчики децентрализованных приложений, DAO, консорциумы и другие участники спонсируют цепочки SKALE, которые работают с использованием выделенных ресурсов, взятых из большого пула валидаторов и их нод. Сеть поддерживает это высокоэффективное распределение ресурсов за счет использования инновационной архитектуры виртуализированных сабнод (подузлов). Нынешняя природа блокчейна — это один размер для всех, одна цепочка подходит всем. Сеть SKALE меняет это мышление. Подобно тому, как Docker и Kubernetes позволили иметь легко настраиваемые, но масштабируемые облачные сервисы, теперь то же самое верно и для блокчейнов.
Блокчейны теперь могут быть подстроены под конкретные приложения или протоколы, совместно использовать большой пул валидаторов и наследовать те же гарантии безопасности и верности транзакций, что и другие цепочки в сети, но с использованием независимо выделенных ресурсов. Мультичейн сеть имеет огромное преимущество перед одиночными сетями, а также сетями с ограниченными их кол-вом (как в случае Polkadot, у которого есть несколько парачейнов).
Вот лишь некоторые из преимуществ мультичейн-сети и, в частности, SKALE-чейнов:
Цепочки настроенные под определенные децентрализованные приложения
Сеть, которая может предоставлять цепочки с уникальным набором настроек, оптимизированных для лучшей поддержки конкретных приложений или протоколов. Вместо общего блокчейна, который приносит с собой конкуренцию за пропускную способность и другие проблемы, связанные с наличием соседей, специализированные цепочки используют выделенные ресурсы для обеспечения необходимой пропускной способности и времени подтверждения.
В сетях с общей цепочкой могут возникать конфликты транзакций, поскольку другие приложения и протоколы могут отправлять транзакции в любое время и с любой частотой. Это приводит к перепадам пропускной способности и непостоянному времени отклика, не говоря уже о повышенных расходах на газ. Из-за этих задержек транзакций и более высоких комиссий одиночные сети не подходят для наиболее распространенных взаимодействий в экосистеме Web3. В основном блокчейны 1 уровня хорошо работают для передачи активов и других ценностей или критически важных вариантов использования — когда подтверждение транзакции в минутах является улучшением по сравнению с гораздо более длительными периодами расчетов с одним или несколькими посредниками. Однако они плохо работают там, где требуется время подтверждения в секундах или долях секунды. Цепочки, специально предназначенные для децентрализованного приложения или протокола, могут обеспечить лучшее время отклика и большую его безопасность.
Цепочки на базе Proof of Stake (POS)
SKALE — это Proof of Stake сеть. Цепочки PoS являются следующей формой консенсуса блокчейнов, поскольку они доказуемо намного быстрее и эффективнее с точки зрения ресурсов, чем цепочки Proof of Work. Ажиотаж по поводу Eth2 и его цепочек Proof of Stake — всего лишь один пример того, как PoS может увеличить пропускную способность основной сети, сохраняя при этом достаточные гарантии безопасности.
Цепочки Proof of Stake получают производительность и низкую задержку за счет использования меньшего количества нод валидаторов, но с потенциальным риском для целостности транзакции (согласно теории, меньшие наборы узлов более подвержены сговору и взяточничеству).
Сеть SKALE использует ряд архитектурных стратегий как часть своей модели консенсуса PoS для обеспечения правильной работы узлов и валидности транзакции. В частности, используется модель объединенной проверки, которая кратно увеличивает преимущества безопасности, предоставляемые большим количеством валидаторов, и комбинирует ее со случайным назначением узлов с частой их ротацией, которую устанавливает валидатор цепи. Таким образом, каждая независимая цепочка SKALE защищена наложением безопасности всей сети.
Чтобы еще больше защитить сеть, каждый валидатор вносит значительный объем ценности в сеть через токен SKALE. Эти стейки поддерживаются в основной сети Ethereum. Кроме того, значительная часть сетевых операций, управления и администрирования SKALE осуществляется через смарт-контракты, которые выполняются в основной сети Ethereum. Эти контракты, в свою очередь, управляют и контролируют виртуализированные узлы и подузлы SKALE, которые управляют цепочками SKALE. Кроме того, весь стейкинг, комиссии за цепочку, слешинг и говернанс происходят в основной сети Ethereum.
Высокопроизводительные цепочки
SKALE чейны специально разработаны для обеспечения высокой производительности как с точки зрения пропускной способности — количества транзакций, которые они могут обрабатывать в течение определенного периода времени, так и с точки зрения времени расчетов — времени, которое требуется для того, чтобы транзакции были приняты через механизм консенсуса и помещены в блок. В цепочках SKALE используется специально разработанный алгоритм консенсуса, основанный на математическом доказательстве ABBA, которое позволяет изменять время блоков, тем самым увеличивая скорость их создания.
Большинство алгоритмов Proof of Stake, таких как ETH2, Tendermint, EOS и Polkadot, работают аналогично - в том смысле, что они используют схему предложения одного блока. В любой момент времени существует назначенный узел, который является единственным, который может предложить блок для подписи. Если другие ноды считают, что это валидный блок, он добавляется в цепочку, а затем блок выбирается другим узлом. Этот выбор может быть циклическим, случайным или назначаться иным механизмом.
Эта последовательность разделена во времени, так что есть фиксированный период, в течение которого предлагающий может выдвинуть блок. Существует также период тайм-аута, в соответствии с которым если назначенный предлагающий не выдвигает блок, опция переходит к следующему предлагающему. Например, у Eth2 есть период ожидания от 10 до 15 секунд, что означает, что у каждого назначенного предлагающего есть именно столько времени, чтобы предложить блок. Это также означает, что другие не могут предлагать блоки, пока не истечет этот период времени (предлагающему, возможно, придется предложить пустой блок — в случае отсутствия транзакций — чтобы его не сочли подозрительным или, что еще хуже, злонамеренным).
Алгоритм консенсуса SKALE отличается тем, что он позволяет каждому узлу, составляющему цепочку, предлагать кандидата на блок. Это означает, что все 16 узлов в цепочке могут предлагать кандидата одновременно. Из этих 16 кандидатов выбирается один. Основываясь на математике, лежащей в основе алгоритма, предполагается, что большинство имеющихся кандидатов являются валидными кандидатами, что означает, что никогда не должно быть тайм-аута. В свою очередь это означает, что фиксированный период времени не требуется. Это способствует быстрому созданию цепочки, так как после добавления блока каждый узел может немедленно предложить нового кандидата.
Ресурсоэффективные сети
Цепочки SKALE являются ресурсоэффективными, поскольку они используют виртуализированные подузлы и сжатые предложения блоков.
Виртуализированные сабноды
Сеть SKALE использует контейнеризацию и виртуализацию для разделения узлов на подузлы, тем самым преумножая ресурсы узлов среди нескольких цепочек. Ноды можно сегментировать до 128 сабнод и, в различных конфигурациях, поддерживать несколько малых и средних цепочек и / или одну большую цепочку. Например, небольшой цепочке будет выделено 1/128 ресурсов узла, средней цепочке — 1/32, а большой цепочке — весь узел (за исключением основной ноды). Эта архитектура сабнод позволяет рационализировать и распределять циклы ЦП, памяти, ввода-вывода, хранилища и других ресурсов узла.
Для получения подробной информации о том, как Skale использует контейнеризацию и виртуализацию изучите эти материалы:
Сжатые предложения блоков
Еще один способ повышения эффективности использования ресурсов и энергии в SKALE Chains — использование упрощенных предложений блоков. Каждый из 16 узлов или подузлов, управляющих цепочкой, может выдвинуть блок на подпись. Обычно наличие 16 предложений блоков обходится дорого с точки зрения сетевого трафика, потому что каждый узел должен будет отправить свое предложение каждому другому узлу.
SKALE решает эту неэффективность простым, но оригинальным способом, используя отпечатки транзакций. Каждый узел в цепочке блоков имеет очередь ожидающих транзакций. Хотя обычно эти очереди имеют небольшие различия из-за задержек сети и прочих факторов, они, как правило, все же примерно равны. В результате такого высокого сходства узлы могут избегать отправки фактических транзакций и вместо этого отправлять хэши или отпечатки транзакций.
Когда ноды получают эти отпечатки, они могут заглянуть в свою очередь ожидания, найти транзакции, а затем реконструировать предложения. (Любые недостающие транзакции могут быть запрошены, но отправка нескольких транзакций полностью обходится намного дешевле, чем отправка сотен или тысяч.) Благодаря такому методу снятия отпечатков, предложения блоков SKALE чрезвычайно легкие, эффективные и быстрые.
Меняющиеся размеры цепочек
Как подчеркивалось выше, SKALE — это мультичейн сеть, которая использует виртуализацию для сегментации узлов на подузлы. Основным преимуществом этого инновационного подхода является то, что он позволяет SKALE поддерживать цепочки переменного размера — малые, средние и большие. Эта возможность выбора позволяет спонсорам цепочек адаптировать стоимость и распределение ресурсов к потребностям своего протокола или приложения. Разработчики, которые создают прототипы или только начинают, могут использовать небольшую цепочку и использовать только часть ресурсов узла, тогда как коммерчески активные приложения или протоколы будут использовать средние или большие цепочки, тем самым более эффективно используя ресурсы узла.
Эта гибкость уникальна для блокчейна, но является стандартной частью Web2 и современных облачных вычислений. Виртуализированное выделение ресурсов зарекомендовало себя как способ обеспечить эффективное использование ресурсов и улучшить управление сетью. Этот фундаментальный сдвиг в том, как создаются и развертываются блокчейны + мультичейн характер сети SKALE являются одними из причин, по которым команда SKALE уверена в своей миссии по развитию Ethereum до уровня, когда сеть сможет поддерживать миллиарды пользователей и триллионы транзакций.
Сети без платы за газ
Сети SKALE предоставляются и оплачиваются спонсорами цепочки. Такой подход к выделению ресурсов устраняет необходимость в комиссионных за транзакции, что является одним из основных ограничивающих факторов при более широком внедрении Ethereum и Web3. Последний год или чуть более был отмечен продолжительными периодами со значительными сборами за газ в основной сети Ethereum, что подвергало многие приложения и протоколы риску оказаться нецелесообразными в эксплуатации. Устранение комиссий открывает целые категории транзакций, которые могут использовать преимущества децентрализованной обработки и хранения — те, которые в настоящее время недоступны в основной сети.
Dapps могут по-прежнему включать некоторую форму комиссий за транзакции как часть своей бизнес модели или по другим причинам, но только по выбору, а не по необходимости. Безгазовые цепочки в сочетании со значительно улучшенной скоростью обработки и финальностью транзакций делают почти каждое действие в приложении подходящим для обработки в рамках смарт-контракта и / или для хранения в цепочке.
Устойчивые цепочки
Цепочки Proof of Stake более сложны, чем цепочки Proof of Work, и по своей природе они нуждаются в большей устойчивости и дополнительных отказоустойчивых мерах. SKALE устраняет возможные перебои в работе несколькими способами. Из-за алгоритмической выверенности алгоритма консенсуса SKALE до пяти узлов из шестнадцати в цепочке могут выйти из строя, но цепочка продолжит работать в штатном режиме.
Если узел все-таки умирает, есть два механизма для его синхронизации с цепочкой. Если узел не работал в течение нескольких часов, он может использовать кеш блоков, хранящихся на других узлах, для синхронизации и наверстывания. Если узел не работал в течение длительного периода времени, он может получить снепшот цепочки с другого узла, а затем наверстать упущенное оттуда, используя кеш.
Если возникнет более серьезная проблема и более пяти узлов прекратят обработку, система остановится. Узлы будут возвращены в оперативный режим с помощью метода кеширования или перезапуска из снепшота. (Каждый узел делает снепшот своего состояния каждые 24 часа и сохраняет копию. Снимки также могут быть загружены и сохранены спонсорами сети).
Настраиваемые цепочки
Контейнеризация и виртуализация, представленные в сети SKALE, также служат для увеличения скорости внедрения инноваций. Вместо того, чтобы полагаться на скорость выпусков общесетевых версий, разработчики смогут встраивать определенные функции и новые сервисы непосредственно в свои собственные цепочки SKALE. Эта гибкость открывает сеть SKALE для всей экосистемы разработчиков, укрепляя ее в определенных областях за счет использования существующих мостов, файлового хранилища, оракулов, запросов / аналитики данных, агрегирования / централизованной верификации и других функций, поддерживающих конкретное приложение или протокол.
Один из подходов к кастомизации касается ситуации, когда функция полностью реализуема в Solidity. С помощью диспетчера пакетов Ethereum, такого как ethPM или др, разработанного сообществом, спонсоры сети смогут установить его в цепочку SKALE, аналогично тому, как работают установщики Linux. [https://www.ethpm.com/]
Для более глубоких модификаций можно использовать предварительно скомпилированные контракты. Одна из проблем основной сети Ethereum заключается в том, что она ограничена в том, какие алгоритмы может поддерживать. Благодаря SKALE спонсоры цепочек смогут решить, какие предварительно составленные контракты могут быть включены в их сети. Если им нужен конкретный алгоритм или контракт, они смогут создать для него пакет, а затем использовать традиционный менеджер пакетов для языка, который они используют (например, Python), и вставить их в узлы как предварительно скомпилированный пакет Python.
Резюме
Мультичейн сети, тесно связанные с Ethereum, будут основным двигателем в масштабировании ETH и раскрытии всего потенциала приложений и протоколов Web3. Сеть SKALE реализует это видение с помощью полностью сформированной и защищенной сети, которая предлагает цепочки различных размеров и конфигураций.
Разработчикам больше не нужно ограничивать себя одной цепочкой или несколькими, вместо этого они могут использовать свои собственные с выделенными ресурсами, полученными из большого пула валидаторов. Эти цепочки предлагают высокую производительность, быструю завершенность и нулевую плату за газ, в то же время пользуясь многими гарантиями безопасности основной сети Ethereum и унаследовав их. Будущее Web3, весьма вероятно, заключается в SKALE.
