Приветствуя блокчейн 3.0

В серии статей «Блокчейн 2.0» обсуждается эволюция технологии блокчейн с момента появления криптовалют со времен Биткойна в 2008 году. Целью этого поста является исследование будущего блокчейнов. Эта новая волна эволюции распределенного реестра, получившая красивое название блокчейн 3.0, ответит на проблемы, с которыми в настоящее время сталкиваются блокчейны (каждая из которых будет кратко изложена здесь). Следующая версия технологического стандарта также принесет новые приложения и варианты использования. В конце статьи мы также рассмотрим несколько примеров этих принципов, применяемых в настоящее время.

Ниже перечислены некоторые недостатки существующих блокчейн-платформ, а также предложены некоторые решения, на которые даны ответы позже.

Проблема 1: Масштабируемость[1]

Это рассматривается как первое серьезное препятствие на пути массового внедрения. Как обсуждалось ранее, множество ограничивающих факторов способствуют неспособности блокчейна обрабатывать множество транзакций одновременно. Существующие сети, такие как Ethereum, способны обрабатывать всего 10-15 транзакций в секунду (TPS), тогда как основные сети, такие как, например, используемые Visa, способны выполнять более 2000 транзакций в секунду. Масштабируемость - это проблема, с которой сталкиваются все современные системы баз данных. Однако, как мы видим здесь, улучшенные алгоритмы консенсуса и улучшенная архитектура архитектуры блокчейна улучшают его.

Решение проблемы масштабируемости

Для решения проблем масштабируемости без нарушения первичной структуры блокчейна была предложена реализация более простых и эффективных алгоритмов консенсуса. Хотя большинство криптовалют и блокчейн-платформ используют ресурсоемкие алгоритмы PoW (например, Биткойн и Ethereum) для генерации блоков, для решения этой проблемы существуют новые алгоритмы DPoS и PoET. Алгоритмы DPoS и PoET (есть еще несколько в разработке) требуют меньше ресурсов для поддержки блокчейна и показали, что их пропускная способность достигает 1000 TPS, конкурируя с популярными неблокчейн-системами.

Второе решение проблемы масштабируемости — это полное изменение структуры блокчейна[1] и его функциональности. Мы не будем вдаваться в подробности этого, но для решения этой проблемы были предложены альтернативные архитектуры, такие как Направленный ациклический граф (DAG). По сути, предположение для того, чтобы это работало, заключается в том, что не все сетевые узлы должны иметь копию всей цепочки блоков, чтобы цепочка блоков работала, или чтобы участники могли воспользоваться преимуществами системы DLT. Система не требует подтверждения транзакций всеми участниками, а просто требует, чтобы транзакции происходили в общей системе координат и были связаны друг с другом.

Подход DAG[2] реализован в системе Биткойн с использованием реализации, называемой сеть Lightning, а Ethereum реализует то же самое, используя свой протокол Sharding[3]. По своей сути реализация DAG технически не является блокчейном. Это больше похоже на запутанный лабиринт, но при этом сохраняет свойства одноранговой и распределенной базы данных блокчейна. Мы рассмотрим сети DAG и Tangle в отдельном посте позже.

Проблема 2: Функциональная совместимость[4][5]

Взаимодействие называется межцепочным взаимодействием. По сути, разные блокчейны могут взаимодействовать друг с другом для обмена показателями и информацией. При таком большом количестве платформ, которые в настоящее время трудно уследить, и различных компаниях, предлагающих собственные системы для множества приложений, совместимость между платформами является ключевым моментом. Например, на данный момент тот, кто владеет цифровыми удостоверениями на одной платформе, не сможет использовать функции, представленные другими платформами, поскольку отдельные блокчейны не понимают и не знают друг друга. Проблемы, связанные с отсутствием надежных проверок, обмена токенами и т. д., все еще сохраняются. Глобальное внедрение смарт-контрактов также невозможно без возможности взаимодействия платформ друг с другом.

Решение проблемы совместимости

В настоящее время существуют протоколы и платформы, разработанные специально для обеспечения совместимости. Такие платформы реализуют протоколы атомарных свопов и предоставляют различным системам блокчейна открытые этапы для взаимодействия и обмена информацией между ними. Примером может быть “0x (ZRX)”, который описан ниже.

Проблема 3: Управление[6]

Не являясь само по себе ограничением, управление в публичном блокчейне должно действовать как моральный компас сообщества, где мнение каждого учитывается при работе блокчейна. В сочетании с масштабом это представляет собой проблему, когда либо протоколы меняются слишком часто, либо протоколы изменяются по прихоти «центрального» органа, который владеет наибольшим количеством токенов. Это не проблема, над решением которой сейчас работают большинство публичных блокчейнов, поскольку масштабы их работы и характер их операций не требуют более строгого надзора.

Решение проблем управления

Упомянутая выше структура Tangled или DAG практически устранит необходимость и использование глобальных (в масштабах платформы) законов об управлении. Вместо этого программа может автоматически контролировать транзакцию и тип пользователя и принимать решения о законах, которые необходимо реализовать.

Проблема 4: Устойчивое развитие

Устойчивое развитие снова основывается на проблеме масштабируемости. Современные блокчейны и криптовалюты печально известны своей неустойчивостью в долгосрочной перспективе из-за необходимости значительного контроля и количества ресурсов, необходимых для поддержания работы систем. Если вы читали сообщения о том, что «майнинг криптовалют» в последнее время стал не таким прибыльным, то это именно то, что было. Количество ресурсов, необходимых для поддержания работоспособности существующих платформ, просто непрактично в глобальном масштабе при массовом использовании.

Решение проблемы устойчивого развития

С ресурсной или экономической точки зрения ответ на вопрос устойчивости будет аналогичен ответу на вопрос масштабируемости. Однако для того, чтобы система могла быть внедрена в глобальном масштабе, ее необходимо одобрить законами и постановлениями. Однако это зависит от правительств мира. Однако благоприятные шаги со стороны американских и европейских правительств возобновили надежды в этом аспекте.

Проблема 5: принятие пользователями[7]

В настоящее время препятствием для широкого внедрения приложений на основе блокчейна является незнание потребителями платформы и лежащих в ее основе технологий. Тот факт, что большинству приложений требуется определенный технический и вычислительный опыт, чтобы понять, как они работают, также не помогает в этом аспекте. Третья волна разработок блокчейна направлена на сокращение разрыва между знаниями потребителей и удобством использования платформы.

Решение проблемы адаптации пользователей

Интернету потребовалось много времени, чтобы стать таким, какой он есть сейчас. За прошедшие годы была проделана большая работа по разработке стандартизированного стека интернет-технологий, который позволил сети функционировать так, как сейчас. Разработчики работают над распределенными приложениями, ориентированными на пользователя, которые должны выступать в качестве слоя поверх существующей технологии Web 3.0, одновременно поддерживаясь блокчейнами и открытыми протоколами. Такие распределенные приложения сделают базовую технологию более знакомой пользователям, что приведет к более широкому распространению.

Мы обсудили теоретические решения вышеупомянутых проблем, а теперь приступим к демонстрации их применения в настоящем сценарии.

0x — это децентрализованная биржа токенов, где пользователи с разных платформ могут обмениваться токенами без необходимости их проверки со стороны центрального органа. Их прорыв заключается в том, что они разработали систему для записи и проверки блоков только после расчета транзакций, а не между ними (для проверки контекста блоки, предшествующие порядку транзакции, также проверяются обычным образом), как это обычно делается. Это позволяет осуществлять более ликвидный и быстрый обмен цифровыми активами в Интернете.

Cardano - основанная одним из соучредителей Ethereum, Cardano может похвастаться тем, что является по-настоящему «научной» платформой с многочисленными обзорами и строгими протоколами для разрабатываемого кода и алгоритмов. Предполагается, что все за пределами Кардано математически оптимизировано настолько, насколько это возможно. Их алгоритм консенсуса под названием Ouroboros представляет собой модифицированный алгоритм Proof of Stake. Cardano разработан на Haskell, а механизм смарт-контрактов использует для работы производную версию Haskell под названием Plutus. Оба являются функциональными языками программирования, которые гарантируют безопасные транзакции без ущерба для эффективности.

EOS - мы уже описывали EOS здесь, в этом посте.

COTI - довольно неясная архитектура, COTI не предполагает майнинга и практически нулевое энергопотребление при работе. Он также хранит активы в автономных кошельках, локализованных на устройствах пользователей, а не в чисто одноранговой сети. Они также следуют архитектуре на основе DAG и заявляют о производительности обработки до 10 000 TPS. Их платформа позволяет предприятиям создавать свои собственные кошельки с криптовалютой и цифровой валютой без использования блокчейна.

Ссылки: