Ergo i Blockchain: Technologia i Innowacja

W tym czwartym artykule z serii Ergo i Blockchain opisujemy technologię blockchain na różnych warstwach infrastruktury. Obecnie na CoinGecko znajduje się ponad dziesięć tysięcy kryptowalut, jednak tylko kilka z nich buduje innowacyjne zdecentralizowane platformy finansowe. 

Początkowa idea stojąca za Bitcoinem opierała się na obietnicy handlu chronionego przed scentralizowanymi punktami awarii. 

W tym artykule wyjaśnimy technologię i innowacje na trzech warstwach blockchain: warstwie 0, warstwie 1 i warstwie 2.

Warstwa 0 odnosi się do warstwy sieciowej/odniesienia blockchain - nazywanej również warstwą off-chain. 

Warstwa 1 to warstwa inteligentnych kontraktów oraz warstwa transakcji on-chain. 

Warstwa 2 może odnosić się do off-chain, on-chain lub kombinacji obu. 

Warstwa Sieciowa

Modele PoW i PoS

Bitcoin ujawnił rozwiązanie problemu Byzantine General's problem poprzez wprowadzenie mechanizmu proof-of-work. W tym modelu węzły górnicze mogą walidować nowe transakcje, osiągając konsensus. Model PoW umożliwia odporność na błędy w zdecentralizowanej sieci i tworzy nową formę cyfrowych pieniędzy, znaną jako kryptowaluta. 

Przykłady PoW: Bitcoin, Ergo, Ethereum, Monero, Litecoin, Ravencoin, Digibyte, ZCash

Innym rozwiązaniem problemu Byzantine General's problem było wykorzystanie proof-of-stake. W tym modelu pule stakujące zapewniają konsensus dla stosowania transakcji. Istnieją również różne wymagania dotyczące działania puli stakujących, takie jak posiadanie minimalnej ilości tokenów i wymaganie określonych komputerów. 

Przykłady PoS: Cardano, Algorand, Cosmos, Polkadot, Solana, Avalanche, Tezos, Waves

PoW i PoS to dwa znane rozwiązania do osiągania konsensusu w publicznym blockchainie. Jednak te dwa rozwiązania nie są wolne od wrodzonych wad: PoW musi unikać centralizacji puli górniczych, a PoS musi unikać centralizacji posiadaczy (tych z stakowanymi tokenami). Oceniając ich efektywność energetyczną, projekt protokołu PoS jest często uważany za bardziej ekologiczny, podczas gdy PoW polega na większych ilościach energii elektrycznej, aby utrzymać sieć w bezpieczeństwie i operacyjności.

Ergo wybrało model PoW z dwóch powodów:

• Po pierwsze, gwarantowało to wykonanie sprawiedliwego uruchomienia (sprawiedliwy dostęp do wszystkich monet poprzez wydobycie). 
• Po drugie, od początku istnienia Bitcoina, PoW okazało się sprawdzonym i bezpiecznym modelem blockchain (zobacz: Lindy Effect). Algorytm konsensusu Ergo Autolykos v2 jest modelem możliwym do wydobycia za pomocą GPU i jest mniej wymagający pod względem sprzętu górniczego przy niższych temperaturach. 

Modele UTXO i Konta

Oprócz tych dwóch modeli konsensusu istnieją również dwa różne modele dostępności danych znane jako modele UTXO i Konta. W białej księdze Bitcoina model UTXO nie jest wspomniany. Zamiast tego, badacze później nazwali to modelem UTXO, ponieważ suma wszystkich jednorazowych Unspent Transaction Outputs reprezentuje cały blockchain. Model Konta (opisany w białej księdze Ethereum) reprezentuje długoterminowe konta, które nieustannie rosną na blockchainie. 

Każdy z tych modeli stosuje unikalną i różną logikę. Model Ethereum opiera się w dużej mierze na obliczeniach on-chain, co prowadzi do zatorów w sieci. Bitcoin również ma podobne problemy z zatorami w sieci, a oba modele stosują różne rozwiązania, aby poradzić sobie z tymi problemami skalowalności. Bezpośrednim (i niepożądanym) rozwiązaniem problemu skalowalności jest ograniczenie liczby węzłów poprzez uczynienie sprzętu wysokiej klasy niezbędnym do uruchomienia węzła, co może prowadzić do budowy scentralizowanego blockchaina.

Po Bitcoinie model konta Ethereum wprowadził bardziej elastyczny projekt blockchain z możliwościami inteligentnych kontraktów. Platforma Ethereum oferowała możliwość produkcji innych tokenów na jej podstawie i dlatego byliśmy świadkami boomu ICO kilka lat temu. Nowe pomysły, takie jak NFT, DAO i aplikacje DeFi, zrodziły się z społeczności Ethereum. Większość innych łańcuchów zastosowała projekt Ethereum z drobnymi poprawkami i dlatego widzimy wiele "nowych" łańcuchów uruchamiających się z kompatybilnością z Ethereum Virtual Machine.

Przykłady modelu Konta: Ethereum, Tron, Solana, Avalanche (C Chain), Binance Smart Chain, EOS

Model UTXO ma większą elastyczność w swoim projekcie off-chain, łącząc obliczenia on-chain i off-chain, aby zwiększyć skalowalność blockchaina. Podobnie, rozszerzony UTXO (stosowany przez Ergo i Cardano) ma wyższą kompozycyjność niż model konta, co ułatwia efektywne skalowanie i wdrażanie dApps na innych łańcuchach. Model UTXO ma pewne zalety, jeśli chodzi o skalowalność i prywatność, wykorzystując obliczenia off-chain i jednorazowe adresy UTXO.

Przykłady modelu UTXO: Cardano, Ergo, Digibyte, Ravencoin, Bitcoin, Komodo, Avalanche (X Chain), Monero, ZCash

Zarówno modele Konta, jak i UTXO mogą wdrażać różne rozwiązania dotyczące efektywności dostępności danych (znane jako rozwiązania warstwy 2), takie jak kanały płatności, side-chains, state-channels, sharding i/lub zk-rollups.

Warstwa Aplikacji

Aplikacje Rozproszone

Bitcoin nie ma języka Turinga i nie stosuje złożonych inteligentnych kontraktów. W Ethereum inteligentne kontrakty istnieją głównie on-chain i są wykonywane na Ethereum Virtual Machine. W Ergo niektóre części dApps są off-chain, a niektóre odbywają się on-chain. Dlatego logika eUTXO Ergo pozwala na uruchamianie węzłów dApp lokalnie na komputerze użytkownika i wprowadza nowe projekty dla aplikacji rozproszonych.

Dziś deweloper Ethereum musi posiadać pełny węzeł, który zawiera wszystkie dane sieci. Aktualny stan Ethereum wynosi ponad 340 GB i rośnie w ogromnym tempie. Deweloperzy znajdują rozwiązania, wynajmując wirtualne komputery od firm takich jak AWS czy Google Cloud. W zamian widzimy, że tylko kilka węzłów hostuje wszystkie tzw. zdecentralizowane aplikacje. Logika kont Ethereum jest bardziej ograniczona w dystrybucji pamięci zapasowej, ponieważ wszystkie węzły muszą być świadome całego blockchaina. Dlatego problem pamięci prowadzi do coraz droższego blockchaina dla osób.

W Ergo projekt eUTXO wprowadza unikalny sposób na przezwyciężenie problemów z bezpieczeństwem i skalowalnością na warstwie aplikacji. Użytkownicy aplikacji będą mogli posiadać lekkie węzły, aby bezpośrednio uczestniczyć w zarządzaniu aplikacją. Wprowadzając lekkie węzły i lekkie klientów oraz tworząc naprawdę bezstanowych klientów, deweloperzy, górnicy i użytkownicy mogą rozprowadzać sieć z light-bootstrapping i zwiększać współpracę na platformie. Aby uzyskać więcej informacji na temat logiki off-chain i projektu eUTXO, zapraszamy do zapoznania się z tym artykułem. 

Opcjonalna Prywatność 

Innym tematem debaty dotyczącej kryptowalut jest anonimowość finansowa i prywatność. Adresy Bitcoin nie są bezpośrednio powiązane z tożsamościami osobistymi, dlatego sieć zapewnia użytkownikom pewien poziom pseudo-anonimowości. Jednak użytkownicy muszą polegać na scentralizowanych usługach mieszania monet, aby ukryć swoje transakcje i zachować prywatność. 

Monero, jeden z najpopularniejszych przykładów kryptowalut zorientowanych na prywatność, zapewnia w pełni prywatną kryptowalutę. Zarówno adresy, jak i transakcje są prywatne i nikt nie może wydobyć szczegółów aktywności na blockchainie. Jest to wysoko zprivatyzowana kryptowaluta, ale ponieważ jest całkowicie anonimowa, brakuje jej elastyczności, aby zdobyć masową adopcję.

Opcjonalna prywatność oferuje elastyczność między dwoma ekstremami. Ludzie i organizacje potrzebują prywatności i przejrzystości w różnym stopniu. Ergo, ZCash i Dash to niektóre z projektów z opcjonalnymi funkcjami prywatności. Opcjonalna prywatność sprawia, że możliwe jest wdrażanie różnych struktur dla organizacji non-profit i for-profit. 

Opcjonalna prywatność umożliwia tworzenie warstw przejrzystości z kryptograficznym i zdecentralizowanym bezpieczeństwem. Ta opcja umożliwia budowanie publicznego blockchaina z przypadkami użycia komercyjnego - użytkownicy i organizacje powinni mieć możliwość wyboru poziomu prywatności, który odpowiada ich potrzebom. Na przykład, korzystając z lokalnie hostowanych ErgoMixers, użytkownicy mają opcje prywatności na innych dApps Ergo, takich jak ErgoDEX. 

Dzięki opcjonalnej prywatności stopień prywatności na blockchainie może być ustawiony i również skomponowany z innymi aplikacjami. Elastyczność i kompozycyjność blockchaina to niezwykle ważny aspekt dla zdobycia masowej adopcji.

Oprócz warstw sieciowej i aplikacyjnej istnieje również Warstwa 2, która obejmuje zarówno komponenty off-chain, jak i on-chain, takie jak side-chains, state-channels, kanały płatności lub kanały prywatne, sharding itp. Następny artykuł Ergo i Blockchain: Skalowalność i Adopcja, przyjrzy się bliżej sieciom warstwy 2.

Poprzednie Artykuły:

Ergo i Blockchain: Sfera Kryptowalut

Ergo i Blockchain: Tokenomika i Finanse

Ergo i Blockchain: Prywatność i Bezpieczeństwo