Обговорення складності та масштабованості інфраструктури Sui

Нещодавно ми взяли інтерв'ю у спільного засновника та головного науковця одного з блокчейн-проєктів, який також є професором у галузі безпеки та конфіденційності Лондонського університету, обговорюючи складність та масштабованість інфраструктури проєкту, а також те, як його система обробки транзакцій сприяє високопродуктивним мережам.

Наступне - це зміст цього інтерв'ю:

Академічний фон і наукові інтереси

Я професор Лондонського університету, моє дослідження зосереджено на безпеці та конфіденційності. Ранні дослідження стосувалися систем рівної взаємодії та анонімних систем, зокрема великих розподілених систем зберігання даних. З розвитком технології блокчейн я почав цікавитися розподіленими реєстрами та виконанням смарт-контрактів. Наша дослідницька група в UCL прагне створити високопродуктивні блокчейн-системи і заснувала компанію Chainspace для комерціалізації результатів досліджень. Пізніше команда була придбана одним з технологічних гігантів і брала участь у розробці його блокчейн-проекту. Зараз я шукаю інші можливості для реалізації концепції високопродуктивного блокчейну.

Відношення між застосуванням та дослідженням

Насправді, між застосуванням та дослідженням немає великої різниці. Під час дослідження ми розглядаємо всі можливості для досягнення конкретних цілей, наприклад, створення високопродуктивного блокчейну. А під час фактичного будівництва системи нам потрібно вибрати найбільш відповідні та цінні рішення з цих ідей. Ключовим є врахування потреб користувачів та вирішення проблеми впровадження блокчейну.

Вибір проблем від теорії до застосування

Моє дослідження в основному зосереджене на тому, як розширити різні функції блокчейну, особливо на збільшенні пропускної спроможності транзакцій та зменшенні затримок. Це питання є дуже очевидним на практиці - щоразу, коли якийсь блокчейн-додаток стає популярним, існуючі платформи не можуть впоратися з величезними обсягами транзакцій, що призводить до заторів і різкого зростання витрат. Тому підвищення обробної здатності блокчейну стало терміновим питанням, яке потребує вирішення. Академічна спільнота та промисловість намагаються вирішити цю проблему різними способами.

Порівняння мереж L1 та L2

L2 є рішенням для масштабування в екосистемі Ethereum, але для розробників його використання є досить складним. Переміщення активів між L1 та L2 потребує мосту, і цей процес є досить клопітким і піддається помилкам. Для складних застосунків досвід переміщення стану між різними мережами є дуже поганим.

У порівнянні, наше рішення полягає в створенні великої бази даних, яка містить усі стани і яку копіюють вузли-верифікатори. Користувачі можуть здійснювати безперервні транзакції в одній і тій же базі даних, не переміщуючи статус активів між різними мережами. Такий дизайн може забезпечити користувачам більш плавний досвід.

Інновації основного протоколу

Основний протокол цього проєкту складається з двох ключових ідей: 1) багато блокчейн-операцій не потребують досягнення консенсусу; 2) коли консенсус необхідний, існує високо пропускна здатність, яка може поєднати ці два шляхи. Це забезпечує, що вузли-верифікатори, які дотримуються протоколу, ніколи не перебувають у несумісному стані.

Цей протокол пропонує два різні шляхи: швидкий шлях, який не потребує консенсусу, та шлях консенсусу, який потребує консенсусу. Для операцій, які стосуються лише об'єктів користувача, можна використовувати швидкий шлях, не чекаючи консенсусу для отримання остаточності транзакції. Для операцій, що стосуються спільних об'єктів, потрібно обробити через шлях консенсусу.

Ці два шляхи мають свої переваги. Швидкий шлях має дуже низьку затримку, менше 1 секунди, і може бути широко масштабованим. Затримка консенсусного шляху вища, зазвичай перевищує 1 секунду, але його ємність також дуже висока. Застосування для щоденних великої кількості транзакцій зазвичай використовують швидкий шлях, тоді як складні DeFi протоколи більше користуються консенсусним шляхом.

Як розробники застосунків можуть скористатися швидким шляхом

Розробники можуть повністю використовувати швидкий шлях через дизайн. Вони можуть контролювати, чи є об'єкти, над якими виконуються операції в контракті, приватними чи спільними. Ключем до розширення застосунків є забезпечення того, щоб більшість операцій виконувалася на приватних об'єктах, що дозволяє досягти дуже низької затримки. Наприклад, більшість операцій, необхідних для ігор, повинні виконуватися в цій категорії.

Розробники мають повний контроль над цим. Початкова версія контракту може розглядати все як спільний стан, але з розширенням потреб розробники повинні враховувати, як максимально використати швидкі шляхи.

Роль програмованих торгових блоків

Програмовані торгові блоки можуть використовуватися на швидкому шляху або шляху консенсусу. Якщо залучено лише приватні об'єкти, можна виконати кілька операцій в одному дії на ланцюзі, що є дуже ефективним. Якщо залучено спільні об'єкти, то це потрапляє на шлях консенсусу, затримка буде трохи вищою.

Виступ після запуску основної мережі

Після запуску основної мережі, під час особливо великих обсягів торгів, щоденний обсяг торгів навіть перевищує 60 мільйонів транзакцій, з яких більшість використовує швидкий шлях. Це підтверджує раціональність дизайну протоколу, доводячи, що він здатний обробляти велику кількість транзакцій і зберігати низьку затримку.

Також були виявлені деякі проблеми. Наприклад, використання швидкого шляху іноді призводить до блокування об'єктів. Спільнота розробляє технології, які дозволяють швидко розблокувати об'єкти, які були помилково заблоковані, за кілька секунд. Це не тільки допоможе уникнути помилок, але й може дозволити розробникам реалізувати більше функцій через швидкий шлях.

Причини блокування об'єктів

У швидкому шляху система покладається на порядок дій, вказаний користувачем. Якщо користувач або програмне забезпечення помиляється і надає суперечливий порядок, система не може вирішити цю проблему, внаслідок чого об'єкт блокується. Наразі ця ситуація виникає частіше, ніж очікувалося.

Розроблюване рішення полягає в тому, що, коли виникає така ситуація, вся ситуація буде вирішена через консенсус, що займе кілька секунд, а не чекати закінчення епохи.

Баланс між приватністю та прозорістю в публічних блокчейнах

Потреба в конфіденційності в значній мірі залежить від конкретного застосування. Позиція цього проекту полягає в тому, щоб надати хорошу платформу, щоб розробники застосунків могли самостійно створювати захист конфіденційності.

Щоб допомогти розробникам, цей проект надає деякі крипто-нативні можливості, такі як здатність перевіряти нульові знання. Це дозволяє дизайнерам додатків перевіряти певні події поза ланцюгом, не розкриваючи конкретний зміст на ланцюзі. Розробники можуть поєднувати ці можливості, використовуючи стратегії на ланцюзі, поза ланцюгом та криптографії для вирішення проблем конфіденційності.

Майбутні напрямки розвитку

У короткостроковій перспективі багато вдосконалень буде спрямовано на задоволення потреб реальних застосувань. У довгостроковій перспективі буде вдосконалено основний протокол для досягнення нижчої затримки та простішої архітектури, що підвищить масштабованість і економічну ефективність. Крім того, буде оптимізовано апаратні вимоги до верифікаційних вузлів для підвищення ефективності використання ресурсів. Конкретні напрямки розвитку будуть залежати від відгуків спільноти та потреб реальних застосувань.