Kopanie w przestrzeni logarytmicznej: moc NIPoPoW i Ergo

Artykuł ten oparty jest na niedawno opublikowanym artykule IOHK. Dla dodatkowego źródła, proszę zobaczyć następujące wideo.

Wprowadzenie

Czy to Ergo, Bitcoin, czy inny model konsensusu PoW, górnicy są potrzebni do ciągłego utrzymywania blockchaina. Oprócz korzystania z zasobów obliczeniowych, górnicy wykorzystują również zasoby pamięci, które przechowują wszystkie dane blockchaina od bloku genesis.

Problem

Problem nowego górnika: Czy pobieranie wszystkich danych z bloku genesis jest ściśle konieczne? Dlaczego nie można pobrać tylko najbardziej istotnych bloków, aby utrzymać sieć?

Rozwiązanie

Nagłówki bloków blockchaina powinny wystarczyć do uzyskania niezbędnych danych. NIPoPoWs (Non-Interactive Proofs of Proof of Work) mogą być zintegrowane w celu utworzenia powiązanych zestawów nagłówków bloków, które zmniejszą przechowywanie danych historycznych.

Gdy zajdzie potrzeba dostępu do kluczowych bloków w blockchainie, górnicy powinni być w stanie efektywnie to zrobić z nagłówków starych bloków. Dzieje się tak, ponieważ każdy nowy blok musi wskazywać na całą aktualną sieć. W miarę tworzenia nowych bloków, zestaw nowych nagłówków bloków może być wystarczający do sprawdzenia aktualnego zestawu UTXO. Ponieważ nowe bloki zawierają dane starych powiązanych zestawów nagłówków bloków, umożliwia to lekkie kopanie poprzez eliminację potrzeby pobierania wszystkich danych blockchaina.

Co próbujemy zoptymalizować, łącząc starą historię PoW i kompilując ją w zrzut?

Jeśli powiemy C=stare bloki i K=nowe bloki, to włączone bloki w zrzucie mogą rosnąć, gdy K=nowe bloki są stałe, a C=stare bloki są liniowe. Ale mogą też maleć w zależności od aplikacji inteligentnych kontraktów. Problem utrzymywania dużych obciążeń danych przez górników można rozwiązać poprzez bootstrapping za pomocą NIPoPoWs. 

Implementacja NIPoPoW

Zamiast uzyskiwać dostęp do wszystkich bloków, super bloki (lub klienci lekkich) są wystarczające do weryfikacji wszystkich bloków. Osiąga się to poprzez utrzymywanie danych historycznych blockchaina za pomocą inteligentnych kontraktów. Wprowadzenie tych klientów superbloków na NIPoPoWs może być zrealizowane przez aksamitne miękkie forki, a następnie „lekkie” górnicy mogą bootstrapować poprzez „online” mining.

NIPoPoWs umożliwiają inteligentnym kontraktom utrzymywanie danych historycznych, aby nowi „lekkie” górnicy mogli pracować w tzw. „online” sposób. To jest główna idea Kopania w Przestrzeni Logarytmicznej, gdzie zamiast zapisywać wszystkie dane blockchaina lokalnie na węzłach, niepotrzebna część może być skompilowana w samym blockchainie. Nowi górnicy nie muszą nosić danych historycznych, a w miarę kontynuowania kopania, nowi "lekkie" górnicy pomogą innym "lekkim" górnikom w bootstrapie. Nie będzie potrzeby noszenia starych danych historycznych, a starzy górnicy mogą porzucić dane historyczne na rzecz lżejszego kopania. W ten sposób cała populacja górników może porzucić stare bloki i uczynić system znacznie bardziej efektywnym.