Будущее блокчейна видится в децентрализации, безопасности и масштабируемости, но обычно можно добиться лишь двух из этих трех аспектов, что называется "неразрешимой тройкой" блокчейна. На протяжении многих лет люди исследуют, как повысить пропускную способность и скорость транзакций блокчейна при гарантии децентрализации и безопасности, то есть решить проблему масштабирования, что является одной из актуальных тем в развитии блокчейна.
Децентрализация, безопасность и масштабируемость блокчейна определяются следующим образом:
Децентрализованный: любой может стать узлом и участвовать в блокчейн-системе, чем больше узлов, тем выше степень децентрализации, что обеспечивает защиту сети от контроля со стороны небольшого числа крупных централизованных участников.
Безопасность: Чем выше затраты на получение контроля над блокчейн-системой, тем выше безопасность, что позволяет сопротивляться атакам со стороны значительного числа участников.
Масштабируемость: способность блокчейна обрабатывать большое количество транзакций.
Первый значительный хард-форк сети Биткойн произошел из-за проблемы масштабируемости. С увеличением количества пользователей и объема транзакций сеть Биткойн с ограничением блока 1 МБ начала испытывать заторы; с 2015 года в сообществе Биткойн существуют разногласия по вопросу масштабируемости: одна сторона поддерживает увеличение блока, другая сторона поддерживает использование SegWit для оптимизации структуры основной цепи. 1 августа 2017 года сторона, поддерживающая увеличение блока, самостоятельно разработала систему клиента объемом 8 МБ, что привело к первому значительному хард-форку Биткойна и появлению новой криптовалюты BCH.
Сеть Ethereum также выбирает жертвовать частью масштабируемости для обеспечения безопасности и децентрализации, устанавливая лимиты на стоимость газа для блоков, чтобы ограничить объем транзакций. С 2017 года, когда появились CryptoKitties, и до появления таких приложений, как DeFi, GameFi и NFT, рынок постоянно требует увеличения пропускной способности, но Ethereum может обрабатывать всего 15-45 транзакций в секунду, что приводит к увеличению затрат на транзакции и увеличению времени расчета, из-за чего большинству DApp трудно нести эксплуатационные расходы, и вся сеть становится медленной и дорогой, что требует срочного решения проблемы масштабирования. Идеальное решение для масштабирования заключается в том, чтобы максимально увеличить скорость транзакций и пропускную способность без жертвы децентрализацией и безопасностью.
2. Категории решений по масштабированию
Согласно критерию "изменение уровня основной сети", решения по масштабированию можно разделить на две основные категории: масштабирование на блокчейне и вне блокчейна.
2.1 Масштабирование на цепочке
Основная концепция: решение, достигающее эффекта масштабирования путем изменения уровня протокола основной сети, в настоящее время основным решением является шардинг.
Существует несколько решений для масштабирования в блокчейне, здесь кратко перечислены два из них:
Вариант один: увеличить пространство блока, увеличить количество транзакций, упакованных в каждом блоке, но это повысит требования к оборудованию узлов и снизит степень децентрализации.
Вариант 2: Шардинг, разделение блокчейн-реестра на несколько частей, за которые отвечают разные узлы, параллельные вычисления могут одновременно обрабатывать несколько транзакций; это может снизить вычислительное давление на узлы и барьеры для входа, увеличить скорость обработки транзакций и уровень децентрализации; однако распределение вычислительной мощности по всей сети может снизить безопасность всей сети.
Изменение протокола основной сети может привести к непредсказуемым негативным последствиям, тонкие уязвимости безопасности на нижнем уровне могут серьезно угрожать безопасности всей сети, что может привести к форкам или прерыванию восстановления обновлений.
2.2 вне блокчейна расширение
核心概念:не изменяющее существующий протокол основного уровня решения по масштабированию.
вне блокчейна расширение решения можно разделить на Layer2 и другие решения:
Решения Layer2 включают:
Канал состояния
сайдчейн
Плазма
Роллапсы( оптимистичные сводки и нулевые знания сводки)
Состояние канала устанавливает, что пользователи должны взаимодействовать с основной сетью только при открытии, закрытии или разрешении споров; взаимодействие между пользователями осуществляется вне блокчейна, чтобы снизить время и стоимость транзакций, что позволяет не ограничивать количество транзакций.
Каналы состояния — это простой P2P-протокол, подходящий для "основывающихся на ходах приложений", таких как шахматные игры для двух человек. Каждый канал управляется многоподписным смарт-контрактом в основной сети, который контролирует внесенные активы, проверяет обновления состояния и разрешает споры. Участники вносят средства и блокируют их после развертывания контракта, и канал официально открывается после подтверждения подписей обеих сторон. Канал позволяет неограниченное количество бесплатных транзакций вне блокчейна (, при условии, что общая сумма переводов не превышает внесенные токены ). Участники по очереди отправляют обновления состояния и ждут подтверждения подписью другой стороны. В нормальных условиях обновления состояния не загружаются в основную сеть, и только в случае споров или закрытия канала требуется подтверждение основной сети. При закрытии канала любой из участников может подать запрос в основной сети; если будет получено единогласное подтверждение, то это будет выполнено немедленно; в противном случае нужно будет дождаться окончания "периода вызова", прежде чем получить оставшиеся средства.
Статус-каналы могут значительно уменьшить вычислительную нагрузку основной сети, повысить скорость транзакций и снизить затраты на транзакции.
3.1.2 Временная шкала
2015/02: Джозеф Пун и Таддеус Дриджа опубликовали черновик белой книги по сети Lightning
2015/11: Джефф Коулман впервые систематически обобщил концепцию State Channel
2016/01:Joseph Poon и Thaddeus Dryja официально опубликовали белую книгу по сети Lightning для биткойнов
2017/11:Представлены первые спецификации дизайна State Channel на основе фреймворка платежных каналов Sprites
2018/06: Counterfactual предложила подробный дизайн Обобщенных Государственных Каналов
2018/10: Generalized State Channel Networks вводит концепцию State Channel Networks и виртуальных каналов
2019/02: Концепция каналов состояния была расширена до N-Party Channels, Nitro является первым протоколом, основанным на этой идее.
2019/10: Pisa для решения проблемы необходимости постоянного онлайн-участия участников расширяет концепцию Watchtowers
Традиционный рабочий процесс на блокчейне: пользователи взаимодействуют с умными контрактами в основной сети, отправляя транзакции для изменения состояния контракта. Недостатком является возникновение проблем с временем и затратами.
Рабочий процесс статус-канала:
Пользователь вносит средства на адрес контракта в основной сети, блокируя средства до закрытия канала.
Пользователи могут проводить неограниченное количество транзакций вне блокчейна, общаясь через зашифрованные сообщения с подписями.
Если необходимо закрыть канал, пользователь отправляет окончательное состояние в контракт
Если другая сторона подпишет одобрение, контракт распределяет средства в зависимости от окончательного состояния; в противном случае необходимо дождаться окончания периода оспаривания.
В пессимистичном сценарии:
Если какой-либо пользователь не отвечает на обновление состояния, другая сторона может подать в контракт последнее действительное состояние для начала вызова.
Контракт позволяет стороне, которой бросили вызов, ответить в течение определенного времени.
Если нет ответа, контракт автоматически закроет канал и вернет средства
Участники должны постоянно находиться в сети для мониторинга
Высокие затраты на создание и закрытие канала
Ограниченная универсальность
3.1.5 Приложение
Биткойн-Лайтнинг Сеть:
Обзор:
Сеть Lightning является каналом малых платежей в сети Биткойн, эволюция технологии включает: односторонние платежные каналы, двусторонние платежные каналы, многопользовательские платежные сети. Через вне блокчейна платежные каналы и посредников формируется торговая сеть, решающая проблему масштабируемости сети Биткойн. Процесс использования: "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 проект белой книги
Январь 2016 года: опубликование официальной белой книги, основание Lightning Labs
Март 2018 года: выпущена первая версия основной сети LND 0.4
Июнь 2021 года: Сальвадор принял биткойн в качестве законного платежного средства и выпустил кошелек Chivo на основе сети Lightning.
2022 год: несколько торговых платформ поддерживают сеть Lightning
Октябрь 2022: Сеть Lightning имела 76,236 платежных каналов, средства каналов 5049 BTC
Экологическое развитие:
Экосистема сети Lightning состоит из следующих уровней: базовая сеть BTC, основные инфраструктуры, различные DApps. Основные инфраструктуры включают решения сети Lightning и услуги ликвидности узлов. Над инфраструктурой находятся приложения, такие как платежные и финансовые услуги. В настоящее время существует более 20 категорий и более 100 приложений, охватывающих области платежей, кошельков, управления узлами, расширений браузера, подкастов и потокового видео.
Обзор:
Сеть雷电 является каналом малых платежей на основе Ethereum, аналогичным сети молний, который расширяет цепочные транзакции путем создания каналов состояния, позволяя быстро и с низкими затратами проводить платежи ERC20.
Временная линия:
Основан в 2017 году, основатель ранее был ключевым разработчиком Ethereum.
В октябре 2017 года проведен ICO, собравший более 30 миллионов долларов США
В мае 2020 года выпущена первая версия основной сети Alderaan
В конце 2021 года несколько бирж исключили токены RDN.
В настоящее время не получил широкого применения, причины включают:
Использовать порог высок: когда газовые сборы Ethereum слишком высоки, стоимость открытия канала слишком велика.
Более совершенные технологии масштабирования: тогда это было единственное решение по масштабированию для Ethereum, но сейчас появились более хорошие решения, такие как Rollup.
Экологическое развитие:
В настоящее время экосистема развивается медленно, команда проводит реконструкцию для работы в сети Ethereum Layer2 Rollup, чтобы снизить затраты на создание каналов. В мае 2022 года была запущена на Arbitrum, став L2 на L2. В будущем будет осуществлен переход к централизации вокруг Rollups в качестве дополнительного решения.
Сеть Celer:
Обзор:
Celer Network по сути является увеличением уровня стимулов (CELR токена ) в сети Lightning, который строит быстрые, низкозатратные высокочастотные взаимодействия DApps с помощью технологии вне блокчейна и модели экономических стимулов, таких как платформы для киберспорта и т.д.
Технический принцип:
Пользователи взаимодействуют в вне блокчейна канале состояния, только в случае необходимости (, например, при возникновении спора ), происходит проверка в блокчейне. С помощью вне блокчейна конвертера адресов OAT, вне блокчейна адреса могут уникально отображаться на смарт-контракты в блокчейне.
Архитектура включает три уровня:
cChannel: Широкие каналы состояния и наборы побочных цепей
cRoute:вне блокчейна платежный маршрут
cOS:вне блокчейна приложения разработка фреймворк и среда выполнения
Временная линия:
Основана в 2018 году, команда из известных университетов
В марте 2019 года на Binance Launchpad был выпущен токен CELR
Запуск основной сети в июле 2019 года, выпуск первой универсальной сети статус-каналов и платформы для киберспорта CelerX
Экологическое развитие:
С учетом развития экосистемы блокчейна в многосетевую структуру, Celer Network трансформируется в платформу для агрегации расширения L2, поддерживающую кросс-цепочные решения, и запускает протокол DeFi Layer2.finance, протокол информации вне блокчейна Celer IM и кросс-цепочный мост cBridge и другие продукты. cBridge уже поддерживает 139 токенов и 38 цепей. В ноябре 2022 года интегрирован в MetaMask Bridges Beta и тестовую сеть zkSync 2.0.
3.1.6 Сравнение приложений
Биткойн-Лайтнинг-Сеть:
Основное применение: маленькие платежи в биткойнах
Технические характеристики: HTLC поддерживает многопроходные платежи
Экологическое развитие: широкое применение, стабильный рост объема на блокчейне
Преимущества: низкие комиссии, быстрые транзакции, улучшенная масштабируемость сети Биткойн
Недостатки: требуется предоплата, ограниченная пропускная способность канала, сложная маршрутизация
Эфириум Ледяная Сеть:
Основное назначение: оплата токенами Ethereum
Технические характеристики: поддержка универсальных смарт-контрактов
Экологическое развитие: медленное развитие, переход к Rollup
Преимущества: поддержка более сложной логики
Недостатки: высокий порог входа, отставание экосистемы
Сеть Celer:
Основное назначение: DApp с высокой частотой взаимодействия
Технические характеристики: увеличение слоя стимулов, поддержка универсальных смарт-контрактов
Экологическое развитие: трансформация в межцепочечную L2 агрегатную платформу
Преимущества: высокая универсальность, кросс-цепочечные возможности
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» .
18 Лайков
Награда
18
6
Поделиться
комментарий
0/400
NftCollectors
· 11ч назад
С точки зрения данных, расширение является необходимым путем для всего экосистемы к массовому применению. Никто не может обойти эту тему.
Посмотреть ОригиналОтветить0
SleepyArbCat
· 11ч назад
mev Арбитраж устал, не хочу двигаться
Посмотреть ОригиналОтветить0
StableGeniusDegen
· 11ч назад
Что, расширение? Какое значение имеет высокая tps?
Глубина анализа вне блокчейна: от Биткойн Сети Lighting до Ethereum Layer2 решений
Глубина анализа расширения вне блокчейна
1. Необходимость масштабирования
Будущее блокчейна видится в децентрализации, безопасности и масштабируемости, но обычно можно добиться лишь двух из этих трех аспектов, что называется "неразрешимой тройкой" блокчейна. На протяжении многих лет люди исследуют, как повысить пропускную способность и скорость транзакций блокчейна при гарантии децентрализации и безопасности, то есть решить проблему масштабирования, что является одной из актуальных тем в развитии блокчейна.
Децентрализация, безопасность и масштабируемость блокчейна определяются следующим образом:
Децентрализованный: любой может стать узлом и участвовать в блокчейн-системе, чем больше узлов, тем выше степень децентрализации, что обеспечивает защиту сети от контроля со стороны небольшого числа крупных централизованных участников.
Безопасность: Чем выше затраты на получение контроля над блокчейн-системой, тем выше безопасность, что позволяет сопротивляться атакам со стороны значительного числа участников.
Масштабируемость: способность блокчейна обрабатывать большое количество транзакций.
! Подробный исследовательский отчет из 10 000 слов: всесторонний анализ расширения вне сети
Первый значительный хард-форк сети Биткойн произошел из-за проблемы масштабируемости. С увеличением количества пользователей и объема транзакций сеть Биткойн с ограничением блока 1 МБ начала испытывать заторы; с 2015 года в сообществе Биткойн существуют разногласия по вопросу масштабируемости: одна сторона поддерживает увеличение блока, другая сторона поддерживает использование SegWit для оптимизации структуры основной цепи. 1 августа 2017 года сторона, поддерживающая увеличение блока, самостоятельно разработала систему клиента объемом 8 МБ, что привело к первому значительному хард-форку Биткойна и появлению новой криптовалюты BCH.
Сеть Ethereum также выбирает жертвовать частью масштабируемости для обеспечения безопасности и децентрализации, устанавливая лимиты на стоимость газа для блоков, чтобы ограничить объем транзакций. С 2017 года, когда появились CryptoKitties, и до появления таких приложений, как DeFi, GameFi и NFT, рынок постоянно требует увеличения пропускной способности, но Ethereum может обрабатывать всего 15-45 транзакций в секунду, что приводит к увеличению затрат на транзакции и увеличению времени расчета, из-за чего большинству DApp трудно нести эксплуатационные расходы, и вся сеть становится медленной и дорогой, что требует срочного решения проблемы масштабирования. Идеальное решение для масштабирования заключается в том, чтобы максимально увеличить скорость транзакций и пропускную способность без жертвы децентрализацией и безопасностью.
2. Категории решений по масштабированию
Согласно критерию "изменение уровня основной сети", решения по масштабированию можно разделить на две основные категории: масштабирование на блокчейне и вне блокчейна.
2.1 Масштабирование на цепочке
Основная концепция: решение, достигающее эффекта масштабирования путем изменения уровня протокола основной сети, в настоящее время основным решением является шардинг.
Существует несколько решений для масштабирования в блокчейне, здесь кратко перечислены два из них:
Вариант один: увеличить пространство блока, увеличить количество транзакций, упакованных в каждом блоке, но это повысит требования к оборудованию узлов и снизит степень децентрализации.
Вариант 2: Шардинг, разделение блокчейн-реестра на несколько частей, за которые отвечают разные узлы, параллельные вычисления могут одновременно обрабатывать несколько транзакций; это может снизить вычислительное давление на узлы и барьеры для входа, увеличить скорость обработки транзакций и уровень децентрализации; однако распределение вычислительной мощности по всей сети может снизить безопасность всей сети.
Изменение протокола основной сети может привести к непредсказуемым негативным последствиям, тонкие уязвимости безопасности на нижнем уровне могут серьезно угрожать безопасности всей сети, что может привести к форкам или прерыванию восстановления обновлений.
2.2 вне блокчейна расширение
核心概念:не изменяющее существующий протокол основного уровня решения по масштабированию.
вне блокчейна расширение решения можно разделить на Layer2 и другие решения:
Решения Layer2 включают:
Другие варианты включают:
! Подробный исследовательский отчет из 10 000 слов: всесторонний анализ расширения вне сети
3. Вне блокчейна расширение
3.1 Государственные каналы
3.1.1 Обзор
Состояние канала устанавливает, что пользователи должны взаимодействовать с основной сетью только при открытии, закрытии или разрешении споров; взаимодействие между пользователями осуществляется вне блокчейна, чтобы снизить время и стоимость транзакций, что позволяет не ограничивать количество транзакций.
Каналы состояния — это простой P2P-протокол, подходящий для "основывающихся на ходах приложений", таких как шахматные игры для двух человек. Каждый канал управляется многоподписным смарт-контрактом в основной сети, который контролирует внесенные активы, проверяет обновления состояния и разрешает споры. Участники вносят средства и блокируют их после развертывания контракта, и канал официально открывается после подтверждения подписей обеих сторон. Канал позволяет неограниченное количество бесплатных транзакций вне блокчейна (, при условии, что общая сумма переводов не превышает внесенные токены ). Участники по очереди отправляют обновления состояния и ждут подтверждения подписью другой стороны. В нормальных условиях обновления состояния не загружаются в основную сеть, и только в случае споров или закрытия канала требуется подтверждение основной сети. При закрытии канала любой из участников может подать запрос в основной сети; если будет получено единогласное подтверждение, то это будет выполнено немедленно; в противном случае нужно будет дождаться окончания "периода вызова", прежде чем получить оставшиеся средства.
Статус-каналы могут значительно уменьшить вычислительную нагрузку основной сети, повысить скорость транзакций и снизить затраты на транзакции.
3.1.2 Временная шкала
3.1.3 Технические принципы
Традиционный рабочий процесс на блокчейне: пользователи взаимодействуют с умными контрактами в основной сети, отправляя транзакции для изменения состояния контракта. Недостатком является возникновение проблем с временем и затратами.
Рабочий процесс статус-канала:
В пессимистичном сценарии:
! Подробный исследовательский отчет из 10 000 слов: всесторонний анализ масштабирования вне сети
3.1.4 Достоинства и недостатки
Преимущества:
Недостатки:
3.1.5 Приложение
Биткойн-Лайтнинг Сеть:
Обзор: Сеть Lightning является каналом малых платежей в сети Биткойн, эволюция технологии включает: односторонние платежные каналы, двусторонние платежные каналы, многопользовательские платежные сети. Через вне блокчейна платежные каналы и посредников формируется торговая сеть, решающая проблему масштабируемости сети Биткойн. Процесс использования: "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 состоит из следующих уровней: базовая сеть BTC, основные инфраструктуры, различные DApps. Основные инфраструктуры включают решения сети Lightning и услуги ликвидности узлов. Над инфраструктурой находятся приложения, такие как платежные и финансовые услуги. В настоящее время существует более 20 категорий и более 100 приложений, охватывающих области платежей, кошельков, управления узлами, расширений браузера, подкастов и потокового видео.
! Подробный исследовательский отчет на 10 000 слов: всесторонний анализ масштабирования вне сети
Эфириум Лайтнинг сеть:
Обзор: Сеть雷电 является каналом малых платежей на основе Ethereum, аналогичным сети молний, который расширяет цепочные транзакции путем создания каналов состояния, позволяя быстро и с низкими затратами проводить платежи ERC20.
Временная линия:
В настоящее время не получил широкого применения, причины включают:
Экологическое развитие: В настоящее время экосистема развивается медленно, команда проводит реконструкцию для работы в сети Ethereum Layer2 Rollup, чтобы снизить затраты на создание каналов. В мае 2022 года была запущена на Arbitrum, став L2 на L2. В будущем будет осуществлен переход к централизации вокруг Rollups в качестве дополнительного решения.
Сеть Celer:
Обзор: Celer Network по сути является увеличением уровня стимулов (CELR токена ) в сети Lightning, который строит быстрые, низкозатратные высокочастотные взаимодействия DApps с помощью технологии вне блокчейна и модели экономических стимулов, таких как платформы для киберспорта и т.д.
Технический принцип: Пользователи взаимодействуют в вне блокчейна канале состояния, только в случае необходимости (, например, при возникновении спора ), происходит проверка в блокчейне. С помощью вне блокчейна конвертера адресов OAT, вне блокчейна адреса могут уникально отображаться на смарт-контракты в блокчейне.
Архитектура включает три уровня:
Временная линия:
Экологическое развитие: С учетом развития экосистемы блокчейна в многосетевую структуру, Celer Network трансформируется в платформу для агрегации расширения L2, поддерживающую кросс-цепочные решения, и запускает протокол DeFi Layer2.finance, протокол информации вне блокчейна Celer IM и кросс-цепочный мост cBridge и другие продукты. cBridge уже поддерживает 139 токенов и 38 цепей. В ноябре 2022 года интегрирован в MetaMask Bridges Beta и тестовую сеть zkSync 2.0.
3.1.6 Сравнение приложений
Биткойн-Лайтнинг-Сеть:
Эфириум Ледяная Сеть:
Сеть Celer:
![万字Глубина