Блокчейн分層學：мы нуждаемся в своем соглашении

Обсудите эволюцию механизма консенсуса в блокчейне от L1 до L2 и то, как разработать подходящий механизм консенсуса для проприетарной цепочки приложений, чтобы достичь баланса между децентрализацией и эффективностью. (Синопсис: За пределами консенсуса и разума человечества: почему биткоин лучше «золота») (Справочное дополнение: золото пробивает исторический максимум в 4200 долларов!) Серебро тоже било рекорды, активы-убежища бежали бесконечно? В мире блокчейна механизм консенсуса накачивает жизненную силу всей системы, как сердце. Это не просто технический протокол, это краеугольный камень доверия. По мере того, как блокчейны эволюционируют от единого уровня 1 (L1) к многоуровневой архитектуре, мы все больше осознаем, что универсальный консенсусный дизайн больше не может удовлетворять разнообразные потребности иерархической экосистемы. Железный закон L1 может быть применим к фундаменту, но L2 и даже проприетарные цепочки приложений требуют индивидуальной «философии консенсуса». Эта статья начнется с базовой концепции консенсуса блокчейна, постепенно исследует характеристики консенсуса L1 и L2 и расширится до идеи дизайна проприетарной цепочки приложений, стремясь предоставить разработчикам более прагматичную структуру: нам нужен наш собственный консенсус. Что такое блокчейн-консенсус Суть блокчейн-консенсуса заключается в том, как позволить узлам в распределенной сети согласовывать состояние реестра, чтобы достичь децентрализованного преобразования состояния и хранения данных. Это не простой механизм голосования, а ряд шагов для обеспечения безопасности, активности и согласованности сети. Традиционно процесс консенсуса можно разбить на четыре ключевых этапа: консенсус доступа, консенсус блока, окончательный консенсус и консенсус при выходе. Консенсус доступа: определяет, кто имеет право участвовать в сети. Как правило, это фильтрует узлы по экономическим пороговым значениям (например, обеспеченным активам) или вычислительным доказательствам (например, рабочей нагрузке), чтобы предотвратить легкий доступ злоумышленников. Консенсус блоков: фокусируется на создании новых блоков: узлы соревнуются или сотрудничают для объединения транзакций для формирования блоков-кандидатов и выбора победителей с помощью таких механизмов, как Proof of Work (PoW) или Proof of Stake (PoS). Итоговый консенсус: это конец всего процесса, он подтверждает необратимость блока, часто с помощью византийского варианта отказоустойчивости (BFT) для борьбы с разногласиями, гарантируя, что цепочка, одобренная большинством узлов, становится «положительной цепочкой». Наконец, консенсус по выходу имеет дело с выходом из узла: он может включать в себя утрату залоговых или льготных правил выхода для поддержания долгосрочного здоровья сети. Эти шаги могут показаться линейными, но они взаимосвязаны и образуют замкнутый цикл. Понимание их — это не только закладка фундамента для L1, но и прокладывание пути к многоуровневой архитектуре. Потому что в мире за пределами L1 «чистота» консенсуса может быть скомпрометирована, но его суть – гарантия децентрализации – никогда не устаревает. Функция консенсуса L1 Блокчейны уровня 1, такие как Bitcoin или Ethereum, представляют собой вершину технологии блокчейн: почти топовую безнадежность. Это абсолютная независимость, которая выходит за рамки национального суверенитета и выходит за рамки любого субъектного уровня. Она требует, чтобы система действовала в клетке формальной логики, не вводя никаких внешних зависимостей неформальной логики, отличных от математических теорем и моделей теории игр. Представьте себе, что если консенсус L1 опирается на централизованную сущность, он вырождается в «волка в овечьей шкуре», который может быть ниспровергнут регулированием или неудачей в любое время. В результате, консенсусная структура L1 чрезвычайно сурова. PoW обеспечивает случайность и безопасность с помощью хеш-игр, в то время как PoS использует экономические стимулы для поддержания честности (примечание: я совсем не согласен с консенсусом POS, хотя, кажется, это текущая основная практика). Эти механизмы не доверяют человеческим намерениям, а только вероятностям и наказаниям. Результатом являются высокие затраты – потребление энергии или фиксация капитала – но в обмен на надежность на уровне государства. L1 создан не для эффективности, а для вечности. Это «конституция» блокчейна, и она не может быть запятнана. Однако, когда мы перешли на уровень 2, философия консенсуса начала ослабевать. Абсолютизм L1, хотя и велик, не должен применяться жестко. Экосистема L2 ближе к приложению и должна обеспечивать баланс между безопасностью и эффективностью. В связи с этим возникает ключевой вопрос: какой консенсус нужен L2? Консенсус L2: зачем он нужен, и он отличается от консенсуса L1 L2 — это не необязательное украшение, а основа децентрализации. Многие ошибочно полагают, что технологии доказательства с нулевым разглашением (ZK), такие как zkVM или zkEVM, достаточны для защиты L2 — они действительно мощные и могут эффективно проверять действительность транзакций. Однако доказательство валидности решает только проблему «является ли результат выполнения транзакции правильным», но игнорирует более сложную устойчивость к цензуре. Цензура — это не ошибка в расчетах, а силовое вмешательство: централизованный заказчик может задерживать или отклонять транзакции по своему усмотрению, а ZK доказывает, что независимо от того, насколько строгими они являются, восстановить их невозможно. Более того, чистый централизованный L2 таит в себе множество скрытых опасностей. Он подвержен попаданию в ловушку CFT (Crash Fault Tolerance) — единую точку отказа, которая приводит к выходу из строя всей сети. По этой причине многие Роллап-проекты оснащены «спасательными капсулами» или принудительными выплатами: пользователи могут в одностороннем порядке выводить активы при обнаружении аномалии. Это всего лишь беспомощное пятно в условиях централизации, а не долгосрочное решение. Если L2 полностью централизована, то чем она отличается от централизованных бирж? Безопасность средств пользователей связана с несколькими узлами, и риск цензуры всегда присутствует. Конечно, децентрализацию L2 не следует сравнивать с абсолютной высотой L1. L1 должна бороться против глобального суверенитета, а L2 может использовать его для преследования «относительного отсутствия доверия». Это не означает, что L2 может принять централизацию за один шаг — это пожертвует основной ценностью блокчейна. Вместо этого мы должны разработать умеренный консенсус, достаточно децентрализованный, чтобы противостоять цензуре, не теряя при этом своей силы. Как спроектировать консенсус L2 При проектировании консенсуса L2 сначала взгляните в лицо реальности: L1 лучше L2 с точки зрения безопасности, децентрализации, масштабируемости и абстракции. Безопасность L2, естественно, слабее, чем у L1, она более ориентирована на сценарии и может выдерживать более высокую настройку и погоню за производительностью. Но это не недостаток, а возможность. L2 обладает уникальным активом: L1 служит теоретическим источником доверия. Мы можем позаимствовать данные или состояние L1 в качестве входного якоря консенсуса L2, чтобы обеспечить безопасность L2 с помощью железного закона L1. Это методология «многоуровневого заимствования», гораздо лучше, чем изобретать велосипед с нуля. Здесь автор бросает кирпич, чтобы привести пример: на этапе консенсуса доступа мы можем установить данные цепочки или цифровые активы (такие как BTC, ETH, USDT) на L1 в качестве порога. Узлам необходимо сжечь/передать/застейкать активы L1 или доказать свою активность на L1, что не только отфильтровывает некачественных участников, но и внедряет экономическую безопасность L1 в L2. Блочный консенсус умело включает элементы L1 для обеспечения случайности и справедливости. Например, случайное начальное значение генерируется с помощью определенной операции на L1, такой как сжигание токенов или перевод денег + некоторые алгоритмы протокола на L2, вычисляя, какой узел будет производить блок. Это делает случайность L1 щитом от случайности L2. Что касается итогового консенсуса, то здесь многие публичные цепочки PoS используют BFT-подобные механизмы: объем инженерии огромный, а механизм сложный, а безопасность все равно уступает L1. Мы не обязаны следовать их примеру. Вместо этого блоки загружаются в L1 в соответствии с пользовательскими проверяемыми правилами выбора форка, которые периодически дорабатываются. После того, как блок L2 подтвержден на L1, он не может быть сброшен — финальность L1 является финальностью L2. Это упрощает конструкцию, позволяет избежать ловушки сложности BFT и использует мощность L1 для литья железной пластины. Этот L2 всего…