Izvan dijeljenja i skupljanja: novi pristup skalabilnosti lanca blokova

Vitalik Buterin producirao je još još jedan dobro argumentiran tekst o tome zašto je jedan pristup skalabilnosti Ethereuma (ZK rollups) bolji od drugih (Ethereum sharding). Slažem se s gotovo svime što je Vitalik ikada napisao o toj temi, a ipak se u osnovi ne slažem s vizijom koju on oslikava. Razlog je taj što njegovi argumenti ne rješavaju temeljno pitanje: inherentna struktura blokovskih lanaca stvarna je prepreka skalabilnosti. Sve dok je poslovni sloj, koji pruža vrijednost i iskustvo, povezan s mrežnim slojem, koji pruža skalabilnost, nećemo moći pružiti vrijednost u velikom opsegu.

Skalabilnost – velika dilema Blockchaina

dilema (imenica): izbor između dvije (ili, labavo, nekoliko) alternativa, koje su ili izgledaju jednako nepovoljne – oed

Javni blockchain ekosustavi poput Ethereuma imaju problem. Monolitne “L1” glavne mreže nisu ni prikladne niti dovoljno učinkovite i jeftine za sve predviđene slučajeve upotrebe. Ovaj problem se obično sažima u razgovor o “skalabilnosti lanca blokova”.

Ovaj problem je ozbiljan. Vitalik Buterin, suosnivač Ethereuma, pisao je o “skalabilnosti lanca blokova” preko 10 godina. Mnogi pristupi rješenjima su predloženi i implementirani – Munja, Sharding, Optimistični skupovi, ZK Rollups, Plazme, Validiji, Postavljanje temelja, Podmreže, Parachains, Lanci aplikacija… Žarko se raspravlja o prednostima i manama pristupa.

Odabir prave opcije od gore navedenog je a prava dilema. Problem je stvaran, ekosustavi poput Ethereuma moraju napraviti izbor. Ali svi gore navedeni izbori jednako su nepovoljni.

Kao i kod svake dobre dileme, mogu se iznijeti argumenti zašto je jedan izbor bolji od drugog. Ekosustav Ethereuma usklađuje se oko zbrajanja i Vitalika Buterina tvrdi da će dugoročno ovo konvergirati u ZK rollups. Njegovi su argumenti jaki, vrte se oko prednosti heterogenosti i neovisnosti programera, kao i tehničkih prednosti dokaza učinkovitih podataka.

Ali u istom tekstu, on također ističe da su sve opcije koje se razmatraju u osnovi iste.

“Layer 2” i “sharding” često se u javnom diskursu opisuju kao dvije suprotne strategije za skaliranje blockchaina. Ali kada pogledate temeljnu tehnologiju, postoji zagonetka: stvarni temeljni pristupi skaliranju potpuno su isti. Imate neku vrstu dijeljenja podataka… Glavna razlika je: tko je odgovoran za izgradnju i ažuriranje tih dijelova i koliko autonomije imaju?

Vitalik Buterin

I svi su isti u smislu da su shardovi/skupine/podmreže u stvarnom smislu nezavisni lanci. Argumenti oko toga treba li koristiti jednu vrstu skupljanja u odnosu na drugu jednaki su raspravljanju koja je vrsta ljepila najprikladnija za ponovno sastavljanje krhotina (namjera igre) nečega što je temeljno pokvareno.

Način na koji Vitalik govori o tome je kako sačuvati “osjećaj” da je ekosustav jedna koherentna stvar, tj. kako najbolje sakriti slijepljene šavove:

Dok se Ethereum grana, izazov je u očuvanju temeljnog svojstva da se i dalje sve čini kao “Ethereum” i ima mrežne učinke kao da je Ethereum, a ne kao N zasebnih lanaca…

Premještanje tokena s jednog sloja 2 na drugi često zahtijeva centralizirane premosne platforme i komplicirano je za prosječnog korisnika.

Vitalik Buterin

Ti se problemi znaju, razumiju i ulaže se puno truda da se ti šavovi izglade. Već sam argumentirao zašto mostovi ga neće presjeći. Ali zašto pokušavati zalijepiti nešto fundamentalno pokvareno na prvom mjestu, a ne dizajnirati nešto što rješava temeljni problem?

Internetska analogija – odvajanje poslovanja i mreže

Svi u svemiru vole analogije s internetom i to iz dobrih razloga: Internet funkcionira. Omogućuje povezivost između aplikacija, sredstava i korisnika te je gotovo beskonačno skalabilan. Ima mnoga svojstva koja podržavaju blockchain mreže.

• Uobičajeno iskustvo: Ima temeljno svojstvo da se jednolično osjeća kao “internet” i stvara mrežne učinke na njemu. Ne čini se kao N ravnomjernih podmreža razine 1/2/3, što zapravo jest. Preglednik pruža ovo iskustvo.
• Heterogenost: Centralizirane kontrole i standardi su minimalni (TCP/IP, BGP, DNS, itd.). Programeri mogu isprobati gotovo sve novo. Operateri aplikacija imaju potpunu kontrolu nad svojim sustavom—od dozvola za podatke do SLA-ova.
• Mogućnost sastavljanja: Javni API-ji mogu se sastaviti u nova iskustva povrh temeljnih aplikacija.
• Skalabilnost: Samo dodajte novi poslužitelj ili usmjerivač za proširenje.

Jedna od temeljnih razlika u dizajnu između interneta i blockchaina kao što je Ethereum je da je poslovni sloj potpuno odvojen od mrežnog sloja. Već sam gore istaknuo da je internet na mrežnoj razini zapravo zalijepljena krpica. Promet se povećava automatski (zahvaljujući BGP-u) usmjerava kroz neovisno kontrolirane ravnopravne mreže. To doživljavamo na bilo koji način samo kada krene krivo i usluga poput Facebooka, koja radi na vlastitoj podmreži, nestaje s interneta.

Vama kao korisniku jedino je važno da imate dovoljnu povezanost s jednim od Facebookovih poslužitelja – poslovnim slojem interneta. Ovo funkcionira jer ste se Facebook i vi zajednički dogovorili da dopustite da se vaš promet (nadajmo se šifriran TLS-om) usmjerava kroz neke infrastrukture trećih strana (kralježnice, ISP-ovi itd.). Poslovni sloj – autentifikacija, čitanje i slanje podataka, izrada posta itd. – samo je između vas, korisnika, i Facebooka kao pružatelja aplikacije.

Potpuno replicirani blockchaini poput Ethereuma, kao i gore navedene tehnike “shardinga”, bitno su različite. Mreža djeluje kao mreža i kanal za razmjenu poruka (protokoli ogovaranja), sloj postojanosti podataka (blokovi za pohranjivanje i posluživanje), izvršavanje/provjera valjanosti logike (pametni ugovori), naručivanje (rudarenje), itd. Sve se peče zajedno, što čini svaku mrežu/ shard monolitni silos, “virtualno glavno računalo”. Poslovna topologija interneta, što znači veze između korisnika i aplikacija, kao i mogućnost sastavljanja između aplikacija, prisiljena je slijediti topologiju mreže. Dakle, dijeljenje mrežnog sloja radi skalabilnosti dijeli vaš poslovni sloj stvarajući granice koje je teško prijeći, fragmentirana iskustva i na kraju nove silose.

Canton Network je osmišljen od temelja da razdvoji poslovne i mrežne slojeve poput interneta. Poslovni sloj, što je ono što najčešće smatramo “blockchainom”, u potpunosti je između uključenih sudionika – “čvorova sudionika” korisnika i pružatelja aplikacija, koji su analogni poslužiteljima na internetu. Oni dinamički koriste infrastrukturu, takozvane “sinkronizatore”, koji se brinu samo za prijenos i naručivanje (kriptiranih) poruka, ekvivalentno usmjerivačima, podmrežama ili ISP-ovima na internetu. Čine dovoljno da osiguraju determinističko izvršenje, atomičnost transakcija i zaštitu od dvostruke potrošnje između sudionika. To omogućuje poslovnom sloju da raste neprimjetno, organski i bez sirovog ljepila. Nema krhotina, nema silosa.

Na primjer, zamislite da imamo neka sredstva, gotovinu i aplikaciju za trgovanje, a svaka koristi samo svoju namjensku infrastrukturu sinkronizatora i koju vode njihovi odgovarajući operateri (OP na slici).

Kupac i prodavač bi željeli trgovati, ali ne mogu jer ne postoji zajednička povezanost – zapravo imate tri aplikacije, svaka radi na svojim LAN-ovima na koje su kupac i prodavač spojeni.

Uz Canton, sve što trebate učiniti je dodati zajednički sinkronizator – ekvivalent WAN-u ili internetskoj okosnici.

Nema potrebe za premošćivanjem, nema potrebe za “premještanjem” tokena i nema potrebe da operateri aplikacije/sredstva mijenjaju svoju aplikaciju. Sve što je potrebno za sudionike je spojiti se na dodatni zajednički sinkronizator. Nakon što to učine, mogu koordinirati konsenzus potreban za dodavanje atomske transakcije koja uključuje sve tri aplikacije u “lanac”. Naravno, morate imati malo povjerenja u ovu novu infrastrukturu kako bi ispravno obavljala svoje osnovne dužnosti, ali povjerenje u naručivanje i isporuku poruka je riješen problem. Odaberite pouzdanog centraliziranog operatera (ISP, glavni operater) ili upotrijebite BFT algoritam (poput blockchaina). A ako ste u nedoumici, možete ukloniti ili promijeniti sinkronizator jednako lako kao što ste ga dodali – bez migracije svoje aplikacije na novi poslužitelj.

Zaključak

Cijeli diskurs o blockchain shardingu i rollupovima je rasprava o tome koji je lijek za terminalnu bolest najmanje loš. Temeljni problem lanaca blokova kao što je Ethereum je taj što oni blisko povezuju topologiju poslovanja s topologijom mreže. Skalabilne mreže su inherentno patchwork – kao što je pokazao internet, mogućnost dodavanja “zakrpa” je ono što je skalabilnost. Ali na poslovnoj razini, takvi patchworki su suprotni jednoobraznom iskustvu i univerzalnoj komponibilnosti koji su nam potrebni da bismo ostvarili vrijednost blockchaina. Spajanje nezavisnih silosa sa standardima slanja poruka i mostovima nije inovacija. Mreže poput SWIFT-a u velikoj su mjeri optimizirale taj model.

Ono što nam je potrebno je sredina koja je u stanju isporučiti atomsku sastavljivost i uniformnost L1 blockchaina na poslovnoj razini, a istovremeno nudi fleksibilnu mrežnu topologiju, neovisnost podmreže i skalabilnost nečega poput interneta.