Subspace - первый протокол, который полностью разрешает трилемму блокчейна
без компромиссов.
Консенсус Proof-of-Archival-Storage (PoAS) поддерживает предположение о честном большинстве и безразрешительный характер консенсуса Накамото без огромных затрат электроэнергии на майнинг.
Раздельное исполнение позволяет фермерству быть легким и устойчивым к объединению, а сеть хранения фермерских ресурсов позволяет блокчейну "раздуваться", не становясь централизованным.
Разделение блоков и выборка по доступности данных обеспечивают вертикальное масштабирование, а уникальное разделение консенсуса и вычислений - горизонтальное масштабирование при log(n) -нагрузке на операторов.
.svg)
.svg)
Сайт трилемма блокчейна это термин, придуманный Виталиком Бутериным для описания проблем создания безопасного, масштабируемого и децентрализованного блокчейна. Он утверждает, что на практике блокчейн может обеспечить только две из трех характеристик.
Безопасность означает сохранение безопасности и живучести до половины враждебной фракции узлов (предположение о честном большинстве).
Децентрализация означает, что вычислительные ресурсы, ресурсы хранения и сетевые ресурсы должны быть достаточно малы, чтобы каждый мог запустить узел на своем ноутбуке.
Масштабируемость означает, что пропускная способность транзакций должна увеличиваться по мере присоединения к сети большего числа пользователей и по мере совершенствования их компьютерного оборудования.
.svg)
PoW или "один компьютер - один голос" прост, безопасен и не требует разрешения, но он требует больших затрат на электроэнергию, что не является экологически устойчивым и ведет к централизованному, или объединенному, майнингу.
PoS или "одна монета - один голос" использует систему виртуальной добычи, основанную на богатстве человека. Несмотря на экологическую чистоту, PoS не является справедливой или безразрешительной, вместо этого поощряя систему, при которой богатые становятся только богаче.
PoC или "один диск - один голос" заменяет майнинг на фермерство, требующее больших объемов памяти. В теории PoC безопасен, экологичен и справедлив, но на практике большинство проектов возвращаются к моделям PoW или PoS.
Для начала фермеры записывают на свободное дисковое пространство тысячи небольших (1 Мбайт) фрагментов, сгруппированных в сектора по 1 Гбайт. Каждый фрагмент маскируется с помощью ограничения пропускной способности памяти, основанного на пользовательской реализации Chia Proof-of-Space. В отличие от Chia, плоттинг не заполняет SSD случайными данными, а создает уникальные частичные реплики истории для каждого фермера. В отличие от Filecoin, фермерам не нужно ставить на карту монеты, пропорциональные занимаемому ими дисковому пространству. Это позволяет любому человеку в мире быстро и легко заложить свое свободное пространство и принять участие в консенсусе.
Следуя c-Nakamoto PoS, мы строим безопасный маяк случайности из самой истории блокчейна. В каждом слоте все фермеры частично сканируют свои участки в поисках любого чанка размером 32B, достаточно близкого к заданному, чтобы удовлетворить настройку сложности. Затем они могут скомпилировать этот чанк, зафиксировав его как часть истории цепочки и соответствующее доказательное пространство в Proof-of-Replication (PoR) и произвести следующий блок в цепи. После этого любой желающий может дешево проверить доказательство, выполнив 64 хэша и 2 KZG-верификации. Это позволяет сделать фермерство постоянным и легким с точки зрения требуемых затрат на хранение и вычисления.
Для предотвращения атак имитации энтропия из истории блокчейна используется повторно в течение многих последовательных временных интервалов. Для предотвращения атак измельчения мы отделяем PoR от содержимого блока, основывая случайность исключительно на PoR. Для предотвращения атак сжатия мы требуем от фермеров предоставлять всю кодировку для создания блока и делаем декомпрессию столь же невыполнимой за время слота, как и вычерчивание. Для предотвращения атак на дальние расстояния, атак подкупа и атак на компромисс в пространстве-времени мы используем простой Proof-of-Time (PoT), основанный на AES-128. Формальный анализ безопасности приведен в нашей научной статье.
Фермеры могут выбирать между использованием своего хранилища для а) сохранения состояния и истории цепи или б) максимизации размера участка и возврата инвестиций.
По мере развития сети фермеры всегда будут выбирать последнее, в лучшем случае становясь легкими клиентами, а в худшем - присоединяясь к фермерскому пулу, управляемому надежным оператором.
Если никто не хранит историю, узлы могут синхронизироваться только с централизованными провайдерами. Если никто не поддерживает состояние, мы должны полагаться на доверенные третьи стороны для поддержания баланса.
Чтобы стимулировать фермеров к сохранению истории, мы расширяем консенсус на основе доказательства пространства в доказательство хранения. доказательство хранения истории самого блокчейна. В рамках консенсуса proof-of-archival-storage (PoAS) каждый фермер хранит столько доказательно уникальных фрагментов истории цепочки, сколько позволяет его дисковое пространство. Чем больше фрагментов истории хранит фермер, тем выше вероятность того, что он будет избран для создания нового блока. Для того чтобы фермеры хранили как можно больше уникальных фрагментов, мы устанавливаем правило, по которому каждый фермер может хранить фрагменты, привязанные к его личности. Смена личности требует перепланировки, что защищает от атак Sybil.
Фермеры хранят историю коллективно, образуя распределенную сеть хранения (DSN), которая обеспечивает постоянную доступность истории для загрузки.
Для предотвращения потери истории блоки кодируются стиранием как в исходных, так и в четных фрагментах.
Для обеспечения правильной балансировки нагрузки и последовательной репликации каждый фермер хранит ближайшие к его ID незакодированные фрагменты в "горячем" кэше, занимающем менее 1% от заявленного объема хранения.
Чтобы обеспечить эффективное извлечение, узел сначала запрашивает фрагменты из горячих кэшей фермеров. Только в редких случаях пропусков кэша фермерам предлагается расшифровать фрагменты из холодного хранилища своего участка. Используя свойства протокола архивирования и DSN, мы построили уникальный механизм синхронизации цепочек, основанный на извлечении фрагментов и локальном восстановлении цепочки. Это позволяет узлам Subspace хранить только последние блоки и очищать архивную историю, сохраняя требования к памяти для полных узлов неизменными независимо от того, насколько длинной становится цепочка.
Чтобы освободить фермеров от необходимости поддерживать состояние и выполнять избыточные вычисления, мы применяем классический для распределенных систем прием разделения консенсуса и вычислений. Фермеры отвечают только за заказ транзакций, а отдельный класс узлов-операторов поддерживает состояние и вычисляет переходы для каждого нового блока. Для обеспечения ответственности операторов за свои действия мы используем систему залоговых депозитов, верифицируемых вычислений и неинтерактивных доказательств мошенничества.
Одним из способов увеличения пропускной способности является увеличение размера блока, но это приводит к увеличению времени распространения и повышению частоты честных форков, что снижает безопасность.
Другая техника заключается в масштабировании с помощью нескольких цепочек или шардов, но существующие конструкции небезопасны для адаптивного противника, который может нацелиться на один шард.
Оба метода приводят к ускоренному росту состояния и истории цепи, что ведет к раздуванию блокчейна и централизации под управлением горстки влиятельных узлов.
Subspace адаптирует предложение по масштабируемости Prism для достижения высокопроизводительной обработки транзакций без снижения безопасности. В сочетании с выборкой доступности данных и суперлегкими клиентами, фермерство может оставаться низкопропускным и децентрализованным.
Используя виртуальную цепочку маяков, мы избавляемся от узкого места в виде одной основной цепочки и поддерживаем до 2^16 шардов. Фермеры ротируют шарды каждый блок, а операторы могут делать ставки на любом количестве шардов по своему усмотрению, следуя дизайну Free2Shard.
Subspace расширяет протокол быстрого подтверждения Taiji для консенсуса PoC, позволяя фермерам достигать практически детерминированного финализма в течение трех блоков, сокращая задержку подтверждения новых транзакций с минут до секунд, не полагаясь на операторов.
Будущее за многоцепочечными системами, и очевидно, что пользователи предпочитают АММ централизованным биржам. Subspace обеспечивает масштабируемость первого уровня, необходимую для создания мостов между многочисленными цепочками, позволяя при этом осуществлять обмен активами без доверия, с низкой задержкой и высокой пропускной способностью.
Поскольку история может разрастись намного больше, чем емкость хранилища одного фермера, но при этом цена остается эффективной, Subspace обладает уникальной возможностью обеспечить дешевое, постоянное хранение dApp, при этом делая данные доступными для глобального уровня исполнения.
Благодаря разделению исполнения и хранения, а затем масштабированию каждого из них по отдельности, Subspace позволяет использовать гораздо более широкий спектр конструкций второго уровня, ограниченный только воображением разработчиков протоколов.
.svg)
.svg)
.svg)
.svg)
.svg)
.svg)
© 2022 Subspace Labs, Inc. Все права защищены
.svg){kind=icon}
