Ergo и Блокчейн: Технология и Инновации

В этой четвертой статье серии Ergo и Блокчейн мы опишем технологию блокчейн на различных инфраструктурных уровнях. В настоящее время на CoinGecko перечислено более десяти тысяч криптовалют, но только несколько из них строят инновационные децентрализованные финансовые платформы.

Изначальная идея Bitcoin основывалась на обещании торговли, защищенной от централизованных точек отказа.

В этой статье мы объясним технологии и инновации на трех уровнях блокчейна: уровень 0, уровень 1 и уровень 2.

Уровень 0 относится к сетевому/референсному уровню блокчейна - также называемому оффчейн-уровнем.

Уровень 1 - это уровень смарт-контрактов, а также уровень транзакций в блокчейне.

Уровень 2 может относиться к оффчейн, ончейн или комбинации обоих.

Сетевой Уровень

Модели PoW и PoS

Bitcoin предложил решение для проблемы византийских генералов, введя механизм доказательства работы. В этой модели узлы майнинга могут подтверждать новые транзакции, достигая консенсуса. Модель PoW обеспечивает отказоустойчивую децентрализованную сеть и создает новую форму цифровых денег, известную как криптовалюта.

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

Другим решением проблемы византийских генералов стало использование доказательства доли. В этой модели пулы стейкинга обеспечивают консенсус для применения транзакций. Существуют также различные требования для работы пула стейкинга, такие как наличие минимального количества токенов и необходимость в специфических компьютерах.

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

PoW и PoS - это два известных решения для достижения консенсуса в публичном блокчейне. Однако эти два решения не лишены присущих недостатков: PoW необходимо избегать централизации пулов майнеров, а PoS - централизации держателей (тех, у кого есть ставленные токены). При оценке их энергоэффективности дизайн протокола PoS часто считается более экологически чистой альтернативой, в то время как PoW зависит от больших объемов электроэнергии для поддержания безопасности и работоспособности сети.

Ergo выбрал модель PoW по двум причинам:

• Во-первых, это гарантировало выполнение справедливого запуска (равный доступ ко всем монетам через майнинг).
• Во-вторых, с начала Bitcoin модель PoW была доказана как проверенная временем и безопасная модель блокчейна (см.: Эффект Линди). Алгоритм консенсуса Ergo Autolykos v2 является моделью, поддающейся GPU-майнингу, и менее требователен к майнинговому оборудованию с более низкими температурами.

Модели UTXO и Учетных Записей

Помимо этих двух моделей консенсуса, существуют также две различные модели доступности данных, известные как модели UTXO и Учетных Записей. В белой книге Bitcoin UTXO не упоминается. Вместо этого исследователи позже назвали это моделью UTXO, потому что сумма всех одноразовых неиспользованных выходов транзакций представляет собой весь блокчейн. Модель Учетных Записей (как описано в белой книге Ethereum) представляет собой долгоживущие учетные записи, которые постоянно растут в блокчейне.

Каждая из этих моделей применяет уникальную и различную логику. Модель Ethereum сильно зависит от вычислений в блокчейне, что приводит к перегрузке сети. У Bitcoin также есть аналогичные проблемы с перегрузкой сети, и обе модели применяют разные решения для решения этих проблем масштабируемости. Прямым (и нежелательным) решением проблемы масштабируемости является ограничение числа узлов, сделав необходимым высококачественное оборудование для запуска узла, но это может привести к созданию централизованного блокчейна.

Следуя за Bitcoin, модель учетных записей Ethereum представила более гибкий дизайн блокчейна с возможностями смарт-контрактов. Платформа Ethereum предложила возможность производить другие токены на ее основе, и именно поэтому мы стали свидетелями бума ICO несколько лет назад. Новые идеи, такие как NFT, DAO и DeFi приложения, родились из сообществ Ethereum. Большинство других цепочек применили дизайн Ethereum с небольшими изменениями, и поэтому мы видим много "новых" цепочек, запускающихся с совместимостью с Ethereum Virtual Machine.

Примеры модели Учетных Записей: Ethereum, Tron, Solana, Avalanche (C Chain), Binance Smart Chain, EOS

Модель UTXO имеет большую гибкость в своем оффчейн-дизайне, комбинируя как ончейн, так и оффчейн вычисления для повышения масштабируемости блокчейна. Аналогично, расширенный UTXO (используемый Ergo и Cardano) имеет более высокую композируемость данных, чем модель учетных записей, что делает dApps легче масштабируемыми и развертываемыми на другие цепочки. Модель UTXO имеет определенные преимущества в отношении масштабируемости и конфиденциальности, используя оффчейн вычисления и одноразовые адреса UTXO.

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

Обе модели Учетных Записей и UTXO могут реализовать различные решения для эффективности доступности данных (известные как решения уровня 2), такие как платежные каналы, сайдчейны, каналы состояния, шардирование и/или zk-rollups.

Прикладной Уровень

Распределенные Приложения

Bitcoin не имеет языка, полного Тьюринга, и не использует сложные смарт-контракты. В Ethereum смарт-контракты в основном существуют в блокчейне и выполняются на Ethereum Virtual Machine. В Ergo некоторые части dApps находятся оффчейн, а некоторые происходят ончейн. Поэтому оффчейн логика eUTXO Ergo позволяет запускать узлы dApp локально на компьютере пользователя и вводит новые дизайны для распределенных приложений.

Сегодня разработчику Ethereum необходимо иметь полный узел, который содержит все данные сети. Текущая состояние Ethereum составляет более 340 ГБ и увеличивается с огромной скоростью. Разработчики находят решения, арендуя виртуальные компьютеры у таких компаний, как AWS или Google Cloud. В результате мы видим, что только несколько узлов хостят все так называемые децентрализованные приложения. Логика учетных записей Ethereum более ограничена в распределении бэкенд-хранилища, потому что все узлы должны быть осведомлены о всей блокчейне. Поэтому проблема хранения постоянно приводит к более дорогому блокчейну для отдельных пользователей.

В Ergo дизайн eUTXO вводит уникальный способ преодоления проблем безопасности и масштабируемости на прикладном уровне. Пользователи приложений смогут владеть легкими узлами, чтобы напрямую участвовать в управлении приложением. Вводя легкие узлы и легкие клиенты и создавая действительно безгосударственные клиенты, разработчики, майнеры и пользователи могут распределять сеть с помощью light-bootstrapping и увеличивать сотрудничество на платформе. Для получения дополнительной информации об оффчейн логике и дизайне eUTXO, пожалуйста, смотрите эту статью.

Опциональная Конфиденциальность

Еще одной темой дебатов о криптовалюте является финансовая анонимность и конфиденциальность. Адреса Bitcoin не связаны напрямую с личными идентичностями, поэтому сеть предоставляет пользователям уровень псевдоанонимности. Однако пользователи должны полагаться на централизованные сервисы смешивания монет, чтобы скрыть свои транзакции и поддерживать конфиденциальность.

Monero, один из самых популярных примеров криптовалют, ориентированных на конфиденциальность, предоставляет полностью приватную криптовалюту. И адреса, и транзакции являются приватными, и никто не может извлечь детали активности в блокчейне. Это высоко приватизированная криптовалюта, но поскольку она полностью анонимна, ей не хватает гибкости для массового принятия.

Опциональная конфиденциальность предлагает гибкость между двумя крайностями. Люди и организации нуждаются в конфиденциальности и прозрачности в различной степени. Ergo, ZCash и Dash - некоторые из проектов с опциональными функциями конфиденциальности. Опциональная конфиденциальность делает более возможным внедрение различных структур для некоммерческих и коммерческих организаций.

Опциональная конфиденциальность позволяет создавать слои прозрачности с криптографической и децентрализованной безопасностью. Эта опция делает возможным создание публичного блокчейна с коммерческими случаями использования - пользователи и организации должны иметь возможность выбирать уровень конфиденциальности, который соответствует их потребностям. Например, используя локально размещенные ErgoMixers, пользователи имеют варианты конфиденциальности поверх других dApps Ergo, таких как ErgoDEX.

С опциональной конфиденциальностью степень конфиденциальности в блокчейне может быть установлена и также комбинирована с другими приложениями. Гибкость и композируемость блокчейна являются невероятно важными аспектами для достижения массового принятия.

Помимо сетевых и прикладных уровней, существует также Уровень 2, который включает как оффчейн, так и ончейн компоненты, такие как сайдчейны, каналы состояния, платежные каналы или частные каналы, шардирование и т.д. Следующая статья Ergo и Блокчейн: Масштабируемость и Принятие, более подробно рассмотрит сети Уровня 2.

Предыдущие Статьи:

Ergo и Блокчейн: Сфера Криптовалют

Ergo и Блокчейн: Токеномика и Финансы

Ergo и Блокчейн: Конфиденциальность и Безопасность