Ťažba v logaritmickom priestore: NIPoPoW moc a Ergo

Tento článok je založený na nedávno publikovanom článku od IOHK. Pre ďalší zdroj si pozrite nasledujúce video.

Úvod

Či už ide o Ergo, Bitcoin alebo iný model konsenzu PoW, ťažiarov je potrebné na neustále udržiavanie blockchainu. Okrem využívania výpočtových zdrojov ťažiarovia tiež používajú úložné zdroje, ktoré uchovávajú všetky údaje blockchainu od genesis bloku.

Problém

Problém nového ťažiar: Je naozaj nevyhnutné stiahnuť všetky údaje z genesis bloku? Prečo nie je možné stiahnuť iba najrelevantnejšie bloky na udržanie siete?

Riešenie

Hlavičky blokov blockchainu by mali byť dostatočné na prístup k potrebným údajom. NIPoPoWs (Non-Interactive Proofs of Proof of Work) môžu byť integrované na vytvorenie prepojených súborov hlavičiek blokov, ktoré znížia ukladanie historických údajov.

Keď je potrebné získať prístup k kľúčovým blokom v blockchain, ťažiar by mal byť schopný to efektívne urobiť z hlavičiek starých blokov. To je preto, že každý nový blok musí indikovať celú aktuálnu sieť. Keď sa vytvárajú nové bloky, súbor nových hlavičiek blokov môže byť dostatočný na kontrolu aktuálneho UTXO súboru. Keďže nové bloky obsahujú údaje starých reťazených súborov hlavičiek blokov, umožňuje to ľahkú ťažbu eliminovaním potreby sťahovať všetky údaje blockchainu.

Čo sa snažíme optimalizovať reťazením starej histórie PoW a jej zhrnutím do snímky?

Ak povieme C=staré bloky a K=nové bloky, potom zahrnuté bloky v snímke môžu rásť, keď K=nové bloky sú konštantné a C=staré bloky sú lineárne. Môže to však tiež klesať v závislosti od aplikácií smart kontraktov. Problém udržiavania ťažkých nákladov údajov ťažiarov môže byť vyriešený bootstrappingom prostredníctvom NIPoPoWs. 

Implementácia NIPoPoW

Namiesto prístupu ku všetkým blokom sú super bloky (alebo light-klienti) dostatočné na overenie všetkých blokov. To sa dosiahne udržiavaním historických údajov blockchainu prostredníctvom smart kontraktov. Zavedenie týchto superblokových klientov na NIPoPoWs môže byť vykonané prostredníctvom jemných soft fork, a potom „ľahkí“ ťažiar môžu bootstrappingovať prostredníctvom „online“ ťažby.

NIPoPoWs umožňujú smart kontraktom udržiavať historické údaje, aby noví „ľahkí“ ťažiar mohli pracovať v takzvanom „online“ režime. Toto je hlavná myšlienka ťažby v logaritmickom priestore, kde namiesto ukladania všetkých údajov blockchainu lokálne na uzloch môže byť zbytočná časť zhrnutá priamo do blockchainu. Noví ťažiar nemusia nosiť historické údaje a keď pokračujú v ťažbe, noví "ľahkí" ťažiar pomôžu iným "ľahkým" ťažiarom bootstrappingovať. Nebude potrebné nosiť staré historické údaje a starí ťažiar môžu opustiť historické údaje pre ľahšiu ťažbu. Takto môže celá populácia ťažiarov opustiť staré bloky a spraviť systém oveľa efektívnejším.