Мир с нетерпением ожидает появления высокопроизводительной, неразрешенной блокчейн следующего поколения, и эта блокчейн должна быть в состоянии масштабировать все децентрализованные приложения в промышленных масштабах. Пока что крипто сообщество стало свидетелем:
- Одноранговые сети блокчейнов, которые используют все одноранговые узлы для проверки транзакций и обеспечивают вычисления и хранение – или традиционные блокчейны – такие как Биткойн и Эфириум.
- Сети блокчейна P2P, которые разделяют транзакции, вычисления и хранилище – или блокируют цепочки блоков – такие как Ethereum 2.0 и Zilliqa.
Механизмы шардинга дают надежду на неограниченную, устойчивую масштабируемость блокчейнов, но многие люди в пространстве блокчейнов твердо уверены, что масштабируемость или шардинг достигли переломного момента – но это не совсем так. Давайте погрузимся в это.
В мире блокчейна зачем нам нужен шардинг?
В настоящее время Интернет используется для платежей, Интернета вещей, умных городов, робототехники, поиска в Интернете, потокового видео, электронной коммерции, автономных транспортных средств и т. Д. Следовательно, Интернет генерирует:
- Более 1 миллиарда транзакций в секунду (транзакций).
- Более 1 расчета секстиллионов в секунду (вычисления).
- Более 2,5 квинтиллионов байт данных в секунду (хранилище).
Эта работа должна быть гармонично разделена между всеми узлами в сети P2P. Такое разделение работы называется технологией шардинга. Разделение может быть применено к транзакциям, вычислениям и хранению.
Проблемы, которые мешают механизмам шардинга
P2P-сеть без прав доступа непредсказуема, и чтобы компенсировать эту непредсказуемость, различные протоколы блокчейна фиксируют число проверок и количество копий хранилища до постоянной, которая получается из математических вычислений на основе определенных предположений. Это ограничивает масштабируемость блокчейнов, поскольку система будет либо компенсировать и ограничивать масштаб, либо компенсировать и подвергать риску безопасность / целостность.
Что если P2P-сеть можно предсказать? Может ли количество узлов проверки и хранения быть гибким в зависимости от хаотичности сети P2P? То есть, если P2P-сеть ведет себя идеально, тогда требуется только одна копия для проверки и хранения, а если одноранговые узлы в P2P-сети ведут себя злонамеренно или отклоняются от идеальной природы, то количество проверочных и хранилищных копий будет пропорционально увеличиваться ,
Проблемы, с которыми сталкиваются одноранговые узлы / шарды в сети P2P, включают в себя:
- Проблемы с подключением к Интернету, отключение электричества, потеря данных и многое другое.
- Присоединение к сети и выход из нее по всему миру.
- Проблемы доступности и согласованности данных.
- Если одноранговый узел / шард переходит в автономный режим, данные, принадлежащие этому шарду, теряются навсегда.
- Сверстники / осколки могут стать вредоносными в любое время.
Виновником здесь является непредсказуемость P2P-сетей! Это снижает производительность проверки, вычисления и хранения.
Самовосстанавливающиеся блокчейны
Из-за неопределенности в P2P-сетях введен механизм самовосстановления.
Случай первый: Традиционные блокчейны. Все N узлов в сети проверяют / вычисляют / хранят все транзакции в сети. (N)
Случай второй: Идеальный P2P. Рассмотрим идеальную сеть с блок-цепью P2P, где все одноранговые узлы сети доступны 24/7 с хорошим интернетом, пропускной способностью, электроснабжением и т. Д. И являются хорошими одноранговыми узлами, которые не являются вредоносными. Затем любая транзакция / вычисление / хранение, поступающее в сеть, может быть проверено / вычислено / сохранено одним узлом. (1)
Случай три: Осколки блокчейнов. Реальная сеть цепочки блоков P2P не так идеальна, и, следовательно, математическая формула выводится на основе максимально возможного отклонения от идеальной сети цепочки блоков P2P и определенных предположений для установки фиксированного числа, такого как 22–600 пиров, для проверки / вычисления / хранить, в зависимости от протокола блокчейна. (Н / х)
Дело четвертое: Самовосстанавливающиеся блокчейны. Случаи один, два и три являются экстремальными сценариями, как показано на графике ниже. Количество транзакций / вычислений / хранения должно зависеть от уровня отклонения от идеального состояния (с достаточным запасом прочности). (N / x (c)), где (c) обозначает хаотичность сети. Хаотичность (с) сети является функцией пропускной способности интернета, электричества, доступности данных, согласованности данных и количества узлов, присоединяющихся или покидающих. Если есть какое-либо изменение в функции по сравнению с идеальным состоянием, положительным или отрицательным, меры противодействия применяются сетью P2P соответственно. Следовательно, сеть автоматически восстанавливает здоровье, если на ней есть стресс.
Аналогия с самовосстанавливающимися блокчейнами
Для примера возьмем парижское метро, где в зависимости от движения людей поезда метро меняют время, частоту, количество вагонов и скорость.
- Традиционный: будет максимальное количество поездов метро с максимальной частотой, максимальное количество отсеков и максимальная скорость все время. (Много энергии потрачено впустую.)
- Идеально: будет минимальное количество поездов метро с минимальной частотой, минимальным количеством отсеков и минимальной скоростью постоянно. (Людям требуется много времени для поездок на работу.)
- Sharded. Количество поездов метро и их частота, количество отсеков и скоростей будут меньше максимальных, но цифры являются фиксированными, независимо от количества людей, которые хотят пользоваться метро.
- Самовосстановление: в зависимости от количества людей, будь то в часы пик с 7 до 9 и с 16 до 19 часов, а также от количества доступных поездов и т. Д., От количества поездов метро и их частоты, количества отсеки и скорости изменяются соответственно и являются гибкими для гармоничного выхода.
Вывод
Самовосстанавливающиеся блокчейны разработаны таким образом, что они могут существовать десятилетиями, если не веками. Масштабируемость, достигаемая этими типами блокчейнов, близка к централизованным системам, но при этом сохраняет истинную децентрализацию. Поскольку существует высокая масштабируемость, любое централизованное приложение может быть построено на самовосстанавливающихся цепочках блоков.
Применение искусственного интеллекта к временным рядам – пропускная способность интернета, электричество, доступность данных, согласованность данных, потеря данных, количество узлов, соединяющихся / покидающих и т. Д., – может дополнительно улучшить самовосстанавливающиеся цепочки блоков, делая их более быстрыми и способными предсказать событие до того, как это происходит и, следовательно, может развернуть контрмеры до того, как это произойдет.
Мнения, мысли и мнения, выраженные здесь, являются одними только авторами и не обязательно отражают или представляют взгляды и мнения Cointelegraph.
Эта статья была соавтором Акшай Кумар Канди, Нилеш Патанкар, Себастьян Дюпон и Самиран Гош,
Акшай Кумар Канди является руководителем отдела инноваций, исследований и разработок в Uniris, где он находится на переднем крае исследований в блокчейне и биометрии. Он получил степень в Политехнической школе во Франции.
Нилеш Патанкар является соучредителем и главным операционным директором Uniris. Нилеш – опытный технолог с более чем 25-летним опытом работы в области платежей. Он управлял глобальными программами для карточной сети Mastercard и банка Barclays. Он также был главным технологом Payback, крупнейшей коалиционной программы лояльности в Индии, насчитывающей более 100 миллионов пользователей.
Себастьян Дюпон является соучредителем и генеральным директором Uniris. Себастьен является экспертом по безопасности и идентификации. Он отвечал за два крупнейших проекта в телекоммуникационной компании Orange: Identity, которая имела 100 миллионов пользователей, и Mobile Banking в Африке, увеличив оборот с 10 миллионов евро до 4 миллиардов евро. Он также был экспертом по кибербезопасности в Фалесе. Он был выдающимся евангелистом блокчейна с 2013 года.
Самиран Гош является старшим мировым послом Uniris. Он также является членом престижного технологического совета Forbes MIT Technology Review и докладчиком TEDx по технологиям.