Discusión sobre la complejidad y escalabilidad de la infraestructura Sui

Recientemente, entrevistamos al cofundador y científico jefe de un proyecto de blockchain, quien también es profesor en el área de seguridad y privacidad de la University College London, para discutir la complejidad y escalabilidad de la infraestructura de este proyecto, así como cómo su sistema de procesamiento de transacciones facilita una red de alto rendimiento.

A continuación se presenta el contenido de esta entrevista:

Contexto académico e intereses de investigación

Soy profesor en el University College London, con un enfoque de investigación en seguridad y privacidad. Mis investigaciones iniciales se centraron en sistemas peer-to-peer y sistemas anónimos, con un enfoque principal en grandes sistemas de almacenamiento distribuidos. Con el desarrollo de la tecnología blockchain, comencé a interesarme en los libros de contabilidad distribuidos y la ejecución de contratos inteligentes. Nuestro grupo de investigación en UCL se dedica a construir sistemas blockchain de alto rendimiento y fundamos la empresa Chainspace para comercializar los resultados de nuestra investigación. Más tarde, el equipo fue adquirido por un gigante tecnológico, participando en el desarrollo de su proyecto de blockchain. Ahora, estoy buscando otras oportunidades para realizar la idea de una blockchain de alto rendimiento.

La relación entre la aplicación y la investigación

En realidad, no hay mucha diferencia entre la aplicación y la investigación. Durante la investigación, consideramos todas las posibilidades para alcanzar un objetivo específico, como construir una blockchain de alto rendimiento. Y al construir el sistema en la práctica, necesitamos seleccionar las soluciones más relevantes y valiosas de estas ideas. La clave es considerar las necesidades del usuario y abordar los problemas de adopción de blockchain.

Selección de problemas desde la teoría hasta la aplicación

Mi investigación se centra principalmente en cómo expandir las diferentes funciones de la blockchain, especialmente en aumentar el rendimiento de las transacciones y reducir la latencia. Este problema es muy evidente en la práctica: cada vez que una aplicación de blockchain se vuelve popular, las plataformas existentes no pueden soportar el enorme volumen de transacciones, lo que provoca congestión y un aumento drástico de las tarifas. Por lo tanto, mejorar la capacidad de procesamiento de la blockchain se ha convertido en un problema que necesita ser resuelto urgentemente. Tanto el mundo académico como la industria están intentando abordar este desafío con diferentes métodos.

Comparación entre redes L1 y L2

L2 es una solución de escalado dentro del ecosistema de Ethereum, pero su uso es algo complejo para los desarrolladores. La transferencia de activos entre L1 y L2 requiere un puente, y este proceso es engorroso y propenso a errores. Para aplicaciones complejas, la experiencia de mover estados entre diferentes redes es muy mala.

En comparación, nuestra solución es construir una gran base de datos que contenga todos los estados, replicada por nodos de validación. Los usuarios pueden realizar transacciones continuas en la misma base de datos, sin necesidad de mover frecuentemente el estado de los activos entre diferentes redes. Este diseño puede ofrecer a los usuarios una experiencia más fluida.

Innovación del protocolo central

El protocolo central del proyecto se compone de dos ideas clave: 1) muchas operaciones de blockchain no requieren consenso; 2) cuando se necesita consenso, hay un método de alta capacidad que puede combinar estos dos caminos. Asegura que los nodos de validación que siguen el protocolo nunca estarán en un estado de inconsistencia.

El acuerdo ofrece dos caminos diferentes: un camino rápido que no requiere consenso y un camino de consenso que sí lo necesita. Para las operaciones que solo involucran objetos del propio usuario, se puede utilizar el camino rápido, obteniendo la finalización de la transacción sin esperar el consenso. Para las operaciones que involucran objetos compartidos, se debe procesar a través del camino de consenso.

Ambos caminos tienen sus ventajas. El camino rápido tiene una latencia extremadamente baja, de menos de 1 segundo, y es ampliamente escalable. El camino de consenso tiene una latencia más alta, generalmente superior a 1 segundo, pero también tiene una alta capacidad. Las aplicaciones que realizan grandes transacciones diarias suelen usar el camino rápido, mientras que los protocolos DeFi complejos tienden a utilizar el camino de consenso.

Cómo los desarrolladores de aplicaciones pueden aprovechar el camino rápido

Los desarrolladores pueden aprovechar al máximo el camino rápido a través del diseño. Pueden controlar si los objetos de las operaciones en el contrato son exclusivos o compartidos. La clave para expandir aplicaciones es asegurarse de que la mayoría de las operaciones se realicen en objetos exclusivos, lo que permite obtener una latencia muy baja. Por ejemplo, la mayoría de las operaciones necesarias para los juegos deberían realizarse en esta categoría.

Los desarrolladores tienen control total sobre esto. La versión inicial del contrato puede considerar todo como un estado compartido, pero a medida que se necesita expandir, los desarrolladores deben considerar cómo maximizar el uso de rutas rápidas.

Función de los bloques de transacciones programables

Los bloques de transacciones programables se pueden utilizar en la ruta rápida o en la ruta de consenso. Si solo se involucran objetos exclusivos, se pueden realizar múltiples operaciones en una sola operación de cadena, lo que es muy eficiente. Si se involucran objetos compartidos, se entrará en la ruta de consenso, lo que resultará en un ligero aumento de la latencia.

Desempeño después del lanzamiento de la mainnet

Después del lanzamiento de la mainnet, en momentos de alto volumen de transacciones, el volumen diario incluso superó los 60 millones de transacciones, la mayoría de las cuales utilizaron rutas rápidas. Esto valida la razonabilidad del diseño del protocolo, demostrando que puede manejar un gran volumen de transacciones y mantener una baja latencia.

También se han encontrado algunos problemas. Por ejemplo, el uso de rutas rápidas a veces puede llevar a que los objetos queden bloqueados. La comunidad está desarrollando una tecnología que permite desbloquear rápidamente objetos que han sido bloqueados por error en unos pocos segundos. Esto no solo puede evitar errores, sino que también podría permitir a los desarrolladores expresar más funciones a través de rutas rápidas.

Razones para el bloqueo de objetos

En la ruta rápida, el sistema depende del orden de operaciones especificado por el usuario. Si el usuario o el software comete un error y proporciona un orden contradictorio, el sistema no podrá resolver el problema, lo que resultará en que el objeto quede bloqueado. Actualmente, esta situación ocurre con mayor frecuencia de lo esperado.

La solución en desarrollo es que, cuando sucede esto, toda la situación se resolverá mediante consenso, lo cual se completará en unos segundos, en lugar de esperar a que termine un epoch.

El equilibrio entre la privacidad y la transparencia en las cadenas de bloques públicas

Las necesidades de privacidad dependen en gran medida de la aplicación específica. La actitud del proyecto es proporcionar una buena plataforma para que los desarrolladores de aplicaciones construyan por sí mismos la protección de la privacidad.

Para ayudar a los desarrolladores, el proyecto ofrece un soporte nativo de criptografía, como la capacidad de verificar pruebas de conocimiento cero. Esto permite a los diseñadores de aplicaciones verificar ciertos eventos fuera de la cadena, sin necesidad de revelar detalles específicos en la cadena. Los desarrolladores pueden combinar este soporte para enfrentar problemas de privacidad utilizando estrategias en la cadena, fuera de la cadena y criptográficas.

Dirección de desarrollo futuro

A corto plazo, muchas mejoras se centrarán en las necesidades de las aplicaciones prácticas. A largo plazo, se mejorará el protocolo central para lograr una menor latencia y una arquitectura más simple, aumentando la escalabilidad y la eficiencia económica. Además, se optimizarán los requisitos de hardware de los nodos de validación para mejorar la eficiencia en la utilización de recursos. La dirección específica del desarrollo dependerá de la retroalimentación de la comunidad y de las necesidades de las aplicaciones prácticas.