Ergo a Blockchain: Technológia a Inovácie

V tomto štvrtom článku série Ergo a Blockchain popíšeme technológiu blockchain na rôznych infraštruktúrnych vrstvách. V súčasnosti je na CoinGecko uvedených viac ako desať tisíc kryptomien, no len niekoľko z nich buduje inovatívne decentralizované finančné platformy. 

Počiatočná myšlienka za Bitcoinom sa zakladala na sľube obchodu chráneného pred centralizovanými bodmi zlyhania. 

V tomto článku vysvetlíme technológiu a inovácie na troch vrstvách blockchainu: vrstva 0, vrstva 1 a vrstva 2.

Vrstva 0 sa týka sieťovej/referenčnej vrstvy blockchainu - nazývanej aj off-chain vrstva. 

Vrstva 1 je vrstva smart kontraktov, ako aj vrstva on-chain transakcií. 

Vrstva 2 môže odkazovať na off-chain, on-chain alebo kombináciu oboch. 

Sieťová vrstva

Modely PoW a PoS

Bitcoin odhalil riešenie problému byzantského generála zavedením mechanizmu proof-of-work. V tomto modeli môžu ťažobné uzly validovať nové transakcie dosiahnutím konsenzu. Model PoW umožňuje chybovú toleranciu decentralizovanej siete a vytvára novú formu digitálnych peňazí, známych ako kryptomena. 

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

Ďalším riešením problému byzantského generála bolo použitie proof-of-stake. V tomto modeli stakingové pooly poskytujú konsenzus na aplikáciu transakcií. Existujú aj rôzne požiadavky na prevádzku stake poolu, ako je držanie minimálneho množstva tokenov a požiadavka na špecifické počítače. 

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

PoW a PoS sú dve známe riešenia na dosiahnutie konsenzu v verejnom blockchain. Avšak tieto dve riešenia nie sú bez inherentných nedostatkov: PoW sa musí vyhnúť centralizácii ťažobných poolov a PoS sa musí vyhnúť centralizácii držiteľov (tých, ktorí majú stakované tokeny). Pri hodnotení ich energetickej efektívnosti je dizajn protokolu PoS často považovaný za ekologickejšiu alternatívu, zatiaľ čo PoW sa spolieha na väčšie množstvá elektriny na udržanie siete bezpečnej a funkčnej.

Ergo si vybralo model PoW z dvoch dôvodov:

• Po prvé, zaručilo vykonanie spravodlivého spustenia (rovný prístup ku všetkým minciam prostredníctvom ťažby). 
• Po druhé, od začiatku Bitcoinu sa ukázalo, že PoW je časom overený a bezpečný model blockchainu (pozri: Lindyho efekt). Konsenzuálny algoritmus Ergo Autolykos v2 je model, ktorý sa dá ťažiť pomocou GPU a je menej náročný na ťažobné zariadenia s nižšími teplotami. 

Modely UTXO a Účtov

Okrem týchto dvoch konsenzuálnych modelov existujú aj dva rôzne modely dostupnosti dát známe ako modely UTXO a Účtov. V bielej knihe Bitcoinu sa UTXO nespomína. Namiesto toho neskôr vedci nazvali tento model UTXO, pretože súčet všetkých jednorazových nevyužitých transakčných výstupov predstavuje celý blockchain. Model Účtov (ako je opísané v bielej knihe Etherea) predstavuje dlhodobé účty, ktoré neustále rastú na blockchain. 

Každý z týchto modelov aplikuje jedinečnú a odlišnú logiku. Model Etherea sa silno spolieha na on-chain výpočty, čo vedie k preťaženiu siete. Bitcoin má tiež podobné problémy s preťažením siete a oba modely aplikujú rôzne riešenia na riešenie týchto problémov škálovateľnosti. Priame (a nechcené) riešenie problému škálovateľnosti je obmedziť počet uzlov tým, že sa na prevádzku uzla vyžaduje high-end hardvér, ale to môže viesť k vytvoreniu centralizovaného blockchainu.

Nasledujúc Bitcoin, model účtov Etherea zaviedol flexibilnejší dizajn blockchainu s možnosťami smart kontraktov. Platforma Etherea ponúkla schopnosť produkovať ďalšie tokeny na jej vrchu a preto sme pred niekoľkými rokmi boli svedkami boomu ICO. Nové myšlienky ako NFT, DAO a DeFi aplikácie sa zrodili z komunít Etherea. Väčšina ostatných reťazcov aplikovala dizajn Etherea s drobnými úpravami a preto vidíme veľa "nových" reťazcov, ktoré sa spúšťajú s kompatibilitou s Ethereum Virtual Machine.

Príklady modelu Účtov: Ethereum, Tron, Solana, Avalanche (C Chain), Binance Smart Chain, EOS

Model UTXO má väčšiu flexibilitu vo svojej off-chain konštrukcii kombinovaním on-chain a off-chain výpočtov na zvýšenie škálovateľnosti blockchainu. Podobne, rozšírený UTXO (používaný Ergo a Cardano) má vyššiu kompozíciu ako model účtov, čo uľahčuje efektívne škálovanie a nasadzovanie dApps na iné reťazce. Model UTXO má určité výhody pokiaľ ide o škálovateľnosť a súkromie využívaním off-chain výpočtov a jednorazových UTXO adries.

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

Oba modely Účtov a UTXO môžu implementovať rôzne riešenia na efektívnosť dostupnosti dát (známe ako Layer 2 riešenia), ako sú platobné kanály, side-chains, state-channels, sharding a/alebo zk-rollups.

Aplikačná vrstva

Distribuované aplikácie

Bitcoin postráda Turingovo kompletný jazyk a nevyužíva zložité smart kontrakty. V Ethereu existujú smart kontrakty väčšinou on-chain a vykonávajú sa na Ethereum Virtual Machine. V Ergu sú niektoré časti dApps off-chain a niektoré sa dejú on-chain. Preto off-chain logika eUTXO v Ergu umožňuje spúšťanie uzlov dApp lokálne na počítači používateľa a zavádza nové dizajny pre distribuované aplikácie.

Dnes musí vývojár Etherea vlastniť plný uzol, ktorý obsahuje všetky dáta siete. Aktuálny stav Etherea je viac ako 340 GB a rastie obrovskou rýchlosťou. Vývojári nachádzajú riešenia prenájmom virtuálnych počítačov od firiem ako AWS alebo Google Cloud. Na oplátku vidíme, že len niekoľko uzlov hostí všetky takzvané decentralizované aplikácie. Logika účtov Etherea je obmedzenejšia pri distribúcii back-end úložiska, pretože všetky uzly musia byť informované o celom blockchain. Preto problém s úložiskom neustále vedie k drahšiemu blockchainu pre jednotlivcov.

Na Ergu dizajn eUTXO zavádza jedinečný spôsob, ako prekonať problémy so zabezpečením a škálovateľnosťou na aplikačnej vrstve. Používatelia aplikácií budú môcť vlastniť ľahké uzly, aby priamo participovali na správe aplikácie. Zavedením ľahkých uzlov a ľahkých klientov a vytvorením skutočne bezštátových klientov môžu vývojári, ťažobníci a používatelia distribuovať sieť s light-bootstrapping a zvýšiť spoluprácu na platforme. Pre viac informácií o off-chain logike a dizajne eUTXO si prosím prečítajte tento článok. 

Voliteľné súkromie 

Ďalšou témou debaty o kryptomenách je finančná anonymita a súkromie. Bitcoinové adresy nie sú priamo prepojené s osobnými identitami, preto sieť poskytuje používateľom úroveň pseudo-anonymity. Avšak používatelia sa musia spoliehať na centralizované služby mixovania mincí, aby skryli svoje transakcie a udržali súkromie. 

Monero, jeden z najpopulárnejších príkladov kryptomien orientovaných na súkromie, poskytuje úplne súkromnú kryptomenu. Obe adresy a transakcie sú súkromné a nikto nemôže získať podrobnosti o aktivite na blockchain. Je to vysoko privatizovaná kryptomena, ale pretože je úplne anonymná, postráda flexibilitu na získanie masovej adopcie.

Voliteľné súkromie ponúka flexibilitu medzi dvoma extrémami. Ľudia a organizácie potrebujú súkromie a transparentnosť v rôznych stupňoch. Ergo, ZCash a Dash sú niektoré z projektov s voliteľnými funkciami súkromia. Voliteľné súkromie umožňuje implementovať rôzne štruktúry pre neziskové a ziskové organizácie. 

Voliteľné súkromie umožňuje vytvárať vrstvy transparentnosti s kryptografickou a decentralizovanou bezpečnosťou. Táto možnosť umožňuje vybudovať verejný blockchain s komerčnými prípadmi použitia - používatelia a organizácie by mali mať možnosť zvoliť si úroveň súkromia, ktorá vyhovuje ich potrebám. Napríklad, používaním lokálne hostených ErgoMixers majú používatelia možnosti súkromia nad inými dApps Erga, ako je ErgoDEX. 

S voliteľným súkromím môže byť úroveň súkromia na blockchaine nastavená a tiež kombinovaná s inými aplikáciami. Flexibilita a kompozícia blockchainu sú mimoriadne dôležité aspekty pre získanie masovej adopcie.

Okrem sieťových a aplikačných vrstiev existuje aj vrstva 2, ktorá zahŕňa komponenty off-chain a on-chain, ako sú side-chains, state-channels, platobné kanály alebo súkromné kanály, sharding atď. Nasledujúci článok Ergo a Blockchain: Škálovateľnosť a Adopcia sa hlbšie pozrie na siete Layer 2.

Predchádzajúce články:

Ergo a Blockchain: Kryptomenová sféra

Ergo a Blockchain: Tokenomika a Financie

Ergo a Blockchain: Súkromie a Bezpečnosť