Будущее блокчейна видится в децентрализации, безопасности и масштабируемости, но обычно возможно реализовать только два из этих трех аспектов, что называется "невозможным треугольником" блокчейна. На протяжении многих лет люди искали способы повышения пропускной способности и скорости транзакций блокчейна при обеспечении децентрализации и безопасности, то есть решения проблемы масштабирования, что является одной из актуальных тем в текущем процессе развития блокчейна.
Децентрализация, безопасность и масштабируемость блокчейна определяются следующим образом:
Децентрализация: любой может стать узлом и участвовать в производстве и верификации блокчейн-системы; чем больше узлов, тем выше степень децентрализации, что обеспечивает защиту сети от контроля небольшой группы.
Безопасность: Чем выше стоимость, которую необходимо потратить для получения контроля над системой блокчейн, тем выше безопасность; цепь может противостоять атакам более высокого процента участников.
Масштабируемость: способность блокчейна обрабатывать большое количество транзакций.
Первая значительная жесткая вилки сети Биткойн произошла из-за проблемы расширения. С увеличением числа пользователей и объема транзакций сеть Биткойн с лимитом блока в 1 МБ начала испытывать заторы; с 2015 года в сообществе Биткойн существовали разногласия по вопросу расширения: одна сторона поддерживала увеличение блока, другая сторона поддерживала использование решения Segwit для оптимизации структуры основной цепи. 1 августа 2017 года сторона, поддерживающая расширение, самостоятельно разработала клиентскую систему с блоком 8 МБ, что привело к первой значительной жесткой вилке в истории Биткойн и появлению новой криптовалюты BCH.
Сеть Эфириум также выбирает жертвовать частью своей масштабируемости, чтобы обеспечить безопасность и децентрализацию сети. Хотя Эфириум не ограничивает размер блока, как это делает Биткойн, а устанавливает предел для газа, который может быть включен в один блок, цель остается той же — добиться бездоверительной консенсуса и обеспечить широкое распределение узлов.
С 2017 года, когда появились CryptoKitties, лето DeFi, и позже, с ростом таких цепочных приложений, как GameFi и NFT, рынок постоянно увеличивает спрос на пропускную способность, но Ethereum по-прежнему может обрабатывать только 15-45 транзакций в секунду. Это приводит к увеличению стоимости транзакций, увеличению времени расчета, и большинству DApps становится трудно покрывать операционные расходы, вся сеть становится медленной и дорогой, а проблема масштабируемости блокчейна требует срочного решения. Идеальное решение для масштабируемости заключается в том, чтобы максимально повысить скорость транзакций и пропускную способность сети блокчейна без ущерба для децентрализации и безопасности.
2. Категории решений по масштабированию
Мы классифицируем решения по масштабированию на два больших типа: масштабирование на блокчейне и масштабирование вне блокчейна, исходя из критерия "изменится ли уровень основной сети".
2.1 Масштабирование в блокчейне
Основная концепция: решение, достигающее эффекта масштабирования путем изменения одного уровня протокола основной сети, в настоящее время основным решением являются шардирование.
Существует множество решений для масштабирования в блокчейне, в этой статье не будем углубляться, кратко перечислим два из них:
Первый вариант заключается в расширении пространства блока, то есть увеличении количества транзакций, упакованных в каждый блок, но это повысит требования к высокопроизводительным узлам, увеличит порог вступления узлов и снизит степень "децентрализации".
Второй вариант - это шардирование, которое разделяет бухгалтерскую книгу блокчейна на несколько частей, где не каждый узел участвует в ведении всех записей, а разные шардированные узлы отвечают за разные записи, и параллельные вычисления могут одновременно обрабатывать несколько транзакций; это поможет снизить вычислительное давление на узлы и снизить порог входа, повысив скорость обработки транзакций и уровень децентрализации; но это означает, что вычислительная мощность всей сети будет распределена, что снизит "безопасность" всей сети.
Изменение кода протокола основной сети на одном уровне может привести к непредсказуемым негативным последствиям, поскольку любые мелкие уязвимости безопасности на нижнем уровне могут серьезно угрожать безопасности всей сети, что может вынудить сеть на форк или прерывание для исправления обновлений.
2.2 вне блокчейна расширение
Основная концепция: решение по масштабированию, которое не изменяет существующий протокол основного сетевого уровня.
вне блокчейна расширение решения можно дополнительно разделить на Layer2 и другие решения:
Layer2: Вторая уровень сети, построенный на основной цепи, включает State Channels, Plasma, Rollups и т.д.
Статус-канал определяет, что пользователи должны взаимодействовать с основной сетью только при открытии, закрытии или разрешении споров, а взаимодействия между пользователями осуществляются вне блокчейна, что позволяет снизить время и стоимость транзакций и осуществлять неограниченное количество транзакций.
Состояние канала — это простой P2P-протокол, подходящий для "приложений на основе раундов", таких как игра в шахматы для двоих. Каждый канал управляется многофункциональным смарт-контрактом, работающим в основной сети, который контролирует активы, внесенные в канал, проверяет обновления состояния и разрешает споры между участниками. После развертывания контракта в сети участники вносят средства и блокируют их, и после подписания обеими сторонами канал официально открывается. Канал позволяет участникам проводить неограниченное количество бесплатных транзакций вне блокчейна (, при условии, что чистая стоимость перевода не превышает общую сумму, внесенную ). Участники по очереди отправляют обновления состояния друг другу, ожидая подтверждения подписи от другой стороны. Как только другая сторона подтверждает подпись, это обновление состояния считается завершенным. В нормальных условиях обновления состояния, согласованные обеими сторонами, не загружаются в основную сеть; только в случае спора или закрытия канала они будут зависеть от подтверждения основной сети. Когда нужно закрыть канал, любой участник может подать запрос на транзакцию в основной сети, и если будет получено единогласное одобрение подписей, то транзакция будет немедленно выполнена в сети; если другие участники не подписали одобрение, все должны ждать окончания "периода оспаривания", прежде чем смогут получить оставшиеся средства.
Таким образом, решение с каналами состояния может значительно снизить вычислительную нагрузку на основную сеть, повысить скорость транзакций и уменьшить затраты на транзакции.
2015/02, Джозеф Пун и Таддеус Дрйджа опубликовали черновик белой книги о сети Lightning.
2015/11, Джефф Коулман впервые систематически обобщил концепцию State Channel и предложил, что Payment Channel биткойна является подкатегорией State Channel.
2016/01, Joseph Poon и Thaddeus Dryja официально опубликовали белую книгу «The Bitcoin Lightning Network: Scalable Off-Chain Instant Payments», предложившую решение для масштабирования сети Биткойн - Payment Channel (, данное решение предназначено только для обработки переводов на сети Биткойн.
Ноябрь 2017, был предложен первый дизайн спецификации State Channel на основе фреймворка Payment Channel - Sprites.
2018/06, Counterfactual представил детальный дизайн Обобщенных Каналов Состояний, это первый полностью связанный с каналами состояния дизайн.
В октябре 2018 года в статье Generalised State Channel Networks была предложена концепция State Channel Networks и Virtual Channels.
2019/02, концепция каналов состояния была расширена до N-Party Channels, Nitro является первым протоколом, основанным на этой идее.
2019/10, Pisa расширила концепцию Watchtowers для решения проблемы необходимости постоянного онлайн-режима для всех участников.
! [Подробный исследовательский отчет на 10 000 слов: всесторонний анализ масштабирования вне сети])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ad088ac016d75b1ae0b0eda699e74709.webp(
)# 3.1.3 Технические принципы
Общий рабочий процесс канала состояния выглядит следующим образом:
Алиса и Боб вносят средства со своих личных EOA на адрес контракта в блокчейне, эти средства блокируются в контракте до тех пор, пока канал не будет закрыт, после чего они возвращаются пользователю; после подтверждения подписей двоих, состояние канала между ними официально открыто.
Алиса и Боб могут проводить неограниченное количество сделок вне блокчейна, участники общаются друг с другом через зашифрованные подписанные сообщения ###, а не с сетью блокчейна (. Обе стороны должны подписывать каждую сделку, чтобы предотвратить мошенничество с двойными расходами. С помощью этих сообщений они предлагают обновления состояния своих счетов и принимают предложенные обновления состояния от другой стороны.
Если Алиса хочет закрыть канал и завершить сделку с Бобом, Алиса должна представить контракту конечное состояние своего счета. Если Боб подпишет одобрение, контракт освободит заблокированные средства и вернет их соответствующему пользователю в соответствии с конечным состоянием. Если Боб не ответит подписью, контракт освободит заблокированные средства и вернет их соответствующему пользователю по истечении периода оспаривания.
! [Подробный исследовательский отчет на 10 000 слов: всесторонний анализ масштабирования вне сети])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-815c5eb2bdba725e04eebe67b22d42aa.webp(
)# 3.1.4 Достоинства и недостатки
Преимущества:
Мгновенные сделки, высокая пропускная способность
Низкие торговые издержки
Может обеспечить приватные транзакции
Безопасность гарантируется основной блокчейн
Недостатки:
Необходимо заблокировать средства
Не подходит для крупномасштабных многосторонних сделок
Участники должны быть часто онлайн
Некоторые сцены ограничены
3.1.5 Приложение
Биткойн-Лайтнинг-сеть:
Обзор: Сеть Lightning — это канал малых платежей в сети Биткойн, эволюция технологии прошла от односторонних платежных каналов к двусторонним платежным каналам и далее к многопользовательским платежным сетям. Через вне блокчейна каналы малых платежей, используя посредников для создания сети транзакций, можно решить проблему масштабируемости сети Биткойн. Используя процесс, соответствующий "депозит ### создание канала ( → транзакция в сети Lightning ) обновление состояния канала ( → возврат/расчет ) завершение канала ("; теоретически можно обрабатывать миллион транзакций в секунду.
Временная линия:
Февраль 2015 года, опубликован черновик белой книги
В январе 2016 года была выпущена официальная версия белой книги и основана Lightning Labs
15 марта 2018 года выпущена первая версия основной сети LND 0.4
В начале 2021 года общественная емкость составила около 40 миллионов долларов США, около 100 тысяч пользователей
В июне 2021 года Сальвадор принял биткойн в качестве законного платежного средства, в сентябре выпустил кошелек Chivo на основе сети Lightning.
В 2022 году 26 криптовалютных торговых платформ объявили о поддержке сети Lightning.
В октябре 2022 года Lightning Labs выпустила альфа-версию протокола Taro, который в будущем будет использоваться для создания, отправки и получения активов в сети Биткойн.
23 ноября 2022 года в сети Lightning было 76 236 платежных каналов, средства канала 5049 BTC)81.8M долларов(
Экологическое развитие:
Экосистема сети Lightning включает в себя: базовый BTC-канал, основные инфраструктурные решения ), услуги по управлению узлами и ликвидностью (, различные DApps. По состоянию на ноябрь 2022 года, DApps на основе сети Lightning превышают 20 категорий и более 100 приложений, включая платежи, кошельки, управление узлами, расширения для браузеров, подкасты и потоковое видео.
! [Подробный исследовательский отчет на 10 000 слов: всесторонний анализ расширения вне сети])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-010d7309e0cc697da400d07e6948a16e.webp(
Эфириум Лайтнинг Сеть:
Обзор: Сеть 雷电 (Lightning Network) основана на Ethereum и представляет собой каналы мелких платежей, аналогично сети Lightning, которая расширяет цепочные транзакции через создание каналов состояния, с целью достижения почти мгновенных, низких по стоимости и масштабируемых платежей ERC20 токенами.
Таймлайн:
Основан в 2017 году, основатель Хайко Хиз был одним из основных разработчиков Ethereum.
17 октября 2017 года ICO собрал более 30 миллионов долларов
Первый Raiden Light Client - Alderaan запущен в основной сети Ethereum в мае 2020 года
В конце 2021 года несколько бирж делистнули $RDN
В настоящее время не получил широкого применения, причины включают:
Использование слишком высокое: когда Gas-стоимость Ethereum слишком высока, стоимость открытия канала слишком велика.
Появление более продвинутых технологий масштабирования: такие как Rollup и другие лучшие решения для масштабирования ограничивают случаи использования сети Raiden.
Экологическое развитие:
В настоящее время экосистема развивается медленно, команда перерабатывает её, чтобы она работала в сети Ethereum Layer2 Rollup, с целью дальнейшего снижения затрат на газ при создании State Channel. В мае 2022 года было объявлено о запуске на Arbitrum, став L2, работающим на L2. В будущем планируется сосредоточиться на Rollups как на дополнении, сосуществующем с Rollups.
Сеть Celer:
Обзор: Celer Network по сути является сетью Lightning, увеличенной с помощью стимула ) токена $CELR(, которая может создавать быстрые, удобные, низкозатратные и безопасные высокочастотные взаимодействия в виде блокчейн DApps с использованием технологий вне блокчейна и экономических моделей стимулирования, таких как электронные
На этой странице может содержаться сторонний контент, который предоставляется исключительно в информационных целях (не в качестве заявлений/гарантий) и не должен рассматриваться как поддержка взглядов компании Gate или как финансовый или профессиональный совет. Подробности смотрите в разделе «Отказ от ответственности» .
10 Лайков
Награда
10
6
Поделиться
комментарий
0/400
MemecoinTrader
· 3ч назад
проведение анализа настроений по этому narrativ l2... обнаружены бычьи сигналы, но настоящий альфа-сигнал в производстве консенсуса в данный момент
Посмотреть ОригиналОтветить0
Fren_Not_Food
· 3ч назад
Треугольник невозможно, тьфу-тьфу-тьфу
Посмотреть ОригиналОтветить0
ChainMaskedRider
· 3ч назад
Эх, Нечестивая Троица, кажется, уже изговорили.
Посмотреть ОригиналОтветить0
AirdropLicker
· 3ч назад
Не удалось вложиться, так что пойду прыгну с крыши!
Глубина анализа расширения вне блокчейна: от концепции до практики State Channel
Глубина анализа вне блокчейна
1. Необходимость масштабирования
Будущее блокчейна видится в децентрализации, безопасности и масштабируемости, но обычно возможно реализовать только два из этих трех аспектов, что называется "невозможным треугольником" блокчейна. На протяжении многих лет люди искали способы повышения пропускной способности и скорости транзакций блокчейна при обеспечении децентрализации и безопасности, то есть решения проблемы масштабирования, что является одной из актуальных тем в текущем процессе развития блокчейна.
Децентрализация, безопасность и масштабируемость блокчейна определяются следующим образом:
Децентрализация: любой может стать узлом и участвовать в производстве и верификации блокчейн-системы; чем больше узлов, тем выше степень децентрализации, что обеспечивает защиту сети от контроля небольшой группы.
Безопасность: Чем выше стоимость, которую необходимо потратить для получения контроля над системой блокчейн, тем выше безопасность; цепь может противостоять атакам более высокого процента участников.
Масштабируемость: способность блокчейна обрабатывать большое количество транзакций.
! Подробный исследовательский отчет из 10 000 слов: всесторонний анализ расширения вне сети
Первая значительная жесткая вилки сети Биткойн произошла из-за проблемы расширения. С увеличением числа пользователей и объема транзакций сеть Биткойн с лимитом блока в 1 МБ начала испытывать заторы; с 2015 года в сообществе Биткойн существовали разногласия по вопросу расширения: одна сторона поддерживала увеличение блока, другая сторона поддерживала использование решения Segwit для оптимизации структуры основной цепи. 1 августа 2017 года сторона, поддерживающая расширение, самостоятельно разработала клиентскую систему с блоком 8 МБ, что привело к первой значительной жесткой вилке в истории Биткойн и появлению новой криптовалюты BCH.
Сеть Эфириум также выбирает жертвовать частью своей масштабируемости, чтобы обеспечить безопасность и децентрализацию сети. Хотя Эфириум не ограничивает размер блока, как это делает Биткойн, а устанавливает предел для газа, который может быть включен в один блок, цель остается той же — добиться бездоверительной консенсуса и обеспечить широкое распределение узлов.
С 2017 года, когда появились CryptoKitties, лето DeFi, и позже, с ростом таких цепочных приложений, как GameFi и NFT, рынок постоянно увеличивает спрос на пропускную способность, но Ethereum по-прежнему может обрабатывать только 15-45 транзакций в секунду. Это приводит к увеличению стоимости транзакций, увеличению времени расчета, и большинству DApps становится трудно покрывать операционные расходы, вся сеть становится медленной и дорогой, а проблема масштабируемости блокчейна требует срочного решения. Идеальное решение для масштабируемости заключается в том, чтобы максимально повысить скорость транзакций и пропускную способность сети блокчейна без ущерба для децентрализации и безопасности.
2. Категории решений по масштабированию
Мы классифицируем решения по масштабированию на два больших типа: масштабирование на блокчейне и масштабирование вне блокчейна, исходя из критерия "изменится ли уровень основной сети".
2.1 Масштабирование в блокчейне
Основная концепция: решение, достигающее эффекта масштабирования путем изменения одного уровня протокола основной сети, в настоящее время основным решением являются шардирование.
Существует множество решений для масштабирования в блокчейне, в этой статье не будем углубляться, кратко перечислим два из них:
Первый вариант заключается в расширении пространства блока, то есть увеличении количества транзакций, упакованных в каждый блок, но это повысит требования к высокопроизводительным узлам, увеличит порог вступления узлов и снизит степень "децентрализации".
Второй вариант - это шардирование, которое разделяет бухгалтерскую книгу блокчейна на несколько частей, где не каждый узел участвует в ведении всех записей, а разные шардированные узлы отвечают за разные записи, и параллельные вычисления могут одновременно обрабатывать несколько транзакций; это поможет снизить вычислительное давление на узлы и снизить порог входа, повысив скорость обработки транзакций и уровень децентрализации; но это означает, что вычислительная мощность всей сети будет распределена, что снизит "безопасность" всей сети.
Изменение кода протокола основной сети на одном уровне может привести к непредсказуемым негативным последствиям, поскольку любые мелкие уязвимости безопасности на нижнем уровне могут серьезно угрожать безопасности всей сети, что может вынудить сеть на форк или прерывание для исправления обновлений.
2.2 вне блокчейна расширение
Основная концепция: решение по масштабированию, которое не изменяет существующий протокол основного сетевого уровня.
вне блокчейна расширение решения можно дополнительно разделить на Layer2 и другие решения:
! Подробный исследовательский отчет из 10 000 слов: всесторонний анализ расширения вне сети
3. Вне блокчейна решение по расширению
3.1 Государственные каналы
3.1.1 Обзор
Статус-канал определяет, что пользователи должны взаимодействовать с основной сетью только при открытии, закрытии или разрешении споров, а взаимодействия между пользователями осуществляются вне блокчейна, что позволяет снизить время и стоимость транзакций и осуществлять неограниченное количество транзакций.
Состояние канала — это простой P2P-протокол, подходящий для "приложений на основе раундов", таких как игра в шахматы для двоих. Каждый канал управляется многофункциональным смарт-контрактом, работающим в основной сети, который контролирует активы, внесенные в канал, проверяет обновления состояния и разрешает споры между участниками. После развертывания контракта в сети участники вносят средства и блокируют их, и после подписания обеими сторонами канал официально открывается. Канал позволяет участникам проводить неограниченное количество бесплатных транзакций вне блокчейна (, при условии, что чистая стоимость перевода не превышает общую сумму, внесенную ). Участники по очереди отправляют обновления состояния друг другу, ожидая подтверждения подписи от другой стороны. Как только другая сторона подтверждает подпись, это обновление состояния считается завершенным. В нормальных условиях обновления состояния, согласованные обеими сторонами, не загружаются в основную сеть; только в случае спора или закрытия канала они будут зависеть от подтверждения основной сети. Когда нужно закрыть канал, любой участник может подать запрос на транзакцию в основной сети, и если будет получено единогласное одобрение подписей, то транзакция будет немедленно выполнена в сети; если другие участники не подписали одобрение, все должны ждать окончания "периода оспаривания", прежде чем смогут получить оставшиеся средства.
Таким образом, решение с каналами состояния может значительно снизить вычислительную нагрузку на основную сеть, повысить скорость транзакций и уменьшить затраты на транзакции.
! Подробный исследовательский отчет из 10 000 слов: всесторонний анализ масштабирования вне сети
3.1.2 Временная линия
! [Подробный исследовательский отчет на 10 000 слов: всесторонний анализ масштабирования вне сети])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ad088ac016d75b1ae0b0eda699e74709.webp(
)# 3.1.3 Технические принципы
Общий рабочий процесс канала состояния выглядит следующим образом:
Алиса и Боб вносят средства со своих личных EOA на адрес контракта в блокчейне, эти средства блокируются в контракте до тех пор, пока канал не будет закрыт, после чего они возвращаются пользователю; после подтверждения подписей двоих, состояние канала между ними официально открыто.
Алиса и Боб могут проводить неограниченное количество сделок вне блокчейна, участники общаются друг с другом через зашифрованные подписанные сообщения ###, а не с сетью блокчейна (. Обе стороны должны подписывать каждую сделку, чтобы предотвратить мошенничество с двойными расходами. С помощью этих сообщений они предлагают обновления состояния своих счетов и принимают предложенные обновления состояния от другой стороны.
Если Алиса хочет закрыть канал и завершить сделку с Бобом, Алиса должна представить контракту конечное состояние своего счета. Если Боб подпишет одобрение, контракт освободит заблокированные средства и вернет их соответствующему пользователю в соответствии с конечным состоянием. Если Боб не ответит подписью, контракт освободит заблокированные средства и вернет их соответствующему пользователю по истечении периода оспаривания.
! [Подробный исследовательский отчет на 10 000 слов: всесторонний анализ масштабирования вне сети])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-815c5eb2bdba725e04eebe67b22d42aa.webp(
)# 3.1.4 Достоинства и недостатки
Преимущества:
Недостатки:
3.1.5 Приложение
Биткойн-Лайтнинг-сеть:
Обзор: Сеть Lightning — это канал малых платежей в сети Биткойн, эволюция технологии прошла от односторонних платежных каналов к двусторонним платежным каналам и далее к многопользовательским платежным сетям. Через вне блокчейна каналы малых платежей, используя посредников для создания сети транзакций, можно решить проблему масштабируемости сети Биткойн. Используя процесс, соответствующий "депозит ### создание канала ( → транзакция в сети Lightning ) обновление состояния канала ( → возврат/расчет ) завершение канала ("; теоретически можно обрабатывать миллион транзакций в секунду.
Временная линия:
Экологическое развитие: Экосистема сети Lightning включает в себя: базовый BTC-канал, основные инфраструктурные решения ), услуги по управлению узлами и ликвидностью (, различные DApps. По состоянию на ноябрь 2022 года, DApps на основе сети Lightning превышают 20 категорий и более 100 приложений, включая платежи, кошельки, управление узлами, расширения для браузеров, подкасты и потоковое видео.
! [Подробный исследовательский отчет на 10 000 слов: всесторонний анализ расширения вне сети])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-010d7309e0cc697da400d07e6948a16e.webp(
Эфириум Лайтнинг Сеть:
Обзор: Сеть 雷电 (Lightning Network) основана на Ethereum и представляет собой каналы мелких платежей, аналогично сети Lightning, которая расширяет цепочные транзакции через создание каналов состояния, с целью достижения почти мгновенных, низких по стоимости и масштабируемых платежей ERC20 токенами.
Таймлайн:
В настоящее время не получил широкого применения, причины включают:
Экологическое развитие: В настоящее время экосистема развивается медленно, команда перерабатывает её, чтобы она работала в сети Ethereum Layer2 Rollup, с целью дальнейшего снижения затрат на газ при создании State Channel. В мае 2022 года было объявлено о запуске на Arbitrum, став L2, работающим на L2. В будущем планируется сосредоточиться на Rollups как на дополнении, сосуществующем с Rollups.
Сеть Celer: