Блокчейн розподілу: нам потрібен свій Консенсус

Обговоріть еволюцію механізму консенсусу блокчейну від L1 до L2, а також те, як розробити відповідний механізм консенсусу для власного ланцюжка додатків, щоб досягти балансу між децентралізацією та ефективністю. (Синопсис: За межами консенсусу та розуму людства: чому біткойн краще «золото») (Довідкове доповнення: золото б'є історичний максимум у 4200 доларів!) Срібло теж било рекорди, активи-притулки бігали нескінченно? У світі блокчейну механізм консенсусу накачує життєві сили всієї системи, як серце. Це не просто технічний протокол, це наріжний камінь довіри. У міру того, як блокчейни еволюціонують від одного рівня 1 (L1) до багаторівневої архітектури, ми все більше усвідомлюємо, що універсальний консенсусний дизайн більше не може задовольняти різноманітні потреби ієрархічної екосистеми. Закон заліза L1 може застосовуватися до основи, але L2 і навіть власні ланцюжки додатків вимагають спеціально розробленої «філософії консенсусу». У цій статті ми почнемо з базової концепції блокчейн-консенсусу, поступово дослідимо характеристики консенсусу L1 і L2 і перейдемо до ідеї дизайну пропрієтарного ланцюжка додатків, спрямованої на те, щоб надати розробникам більш прагматичну структуру: нам потрібен власний консенсус. Що таке консенсус блокчейну Суть консенсусу блокчейну полягає в тому, як дозволити вузлам у розподіленій мережі домовитися про стан реєстру, щоб досягти децентралізованої трансформації стану та зберігання даних. Це не простий механізм голосування, а ряд кроків для забезпечення безпеки, активності та стабільності мережі. Традиційно процес консенсусу можна розбити на чотири ключові етапи: консенсус доступу, блоковий консенсус, остаточний консенсус і консенсус щодо виходу. Консенсус доступу: визначає, хто має право брати участь у мережі. Як правило, це фільтрує вузли за допомогою економічних порогів (наприклад, заставні активи) або обчислювальних доказів (наприклад, робоче навантаження), щоб запобігти легкому проникненню зловмисників. Блочний консенсус: фокусується на генерації нових блоків: вузли змагаються або співпрацюють, щоб упакувати транзакції для формування блоків-кандидатів і вибору переможців за допомогою таких механізмів, як Proof of Work (PoW) або Proof of Stake (PoS). Остаточний консенсус: це кінець всього процесу, він підтверджує незворотність блоку, часто за допомогою візантійського варіанту відмовостійкості (BFT) для вирішення розбіжностей, гарантуючи, що ланцюг, схвалений більшістю вузлів, стане «позитивним ланцюгом». Нарешті, консенсус щодо виходу має справу з виходом вузлів: він може включати конфіскацію застави або витончені правила виходу для підтримки довгострокового здоров'я мережі. Ці кроки можуть здатися лінійними, але вони пов'язані між собою і утворюють замкнутий контур. Розуміння їх – це не лише закладення фундаменту для L1, а й прокладання шляху до багаторівневої архітектури. Тому що у світі за межами Л1 «чистота» консенсусу може бути скомпрометована, але його суть – гарантія децентралізації – ніколи не застаріває. Функція консенсусу L1 Блокчейни рівня 1, такі як Bitcoin або Ethereum, представляють вершину технології блокчейн: майже найвища відсутність довіри. Саме абсолютна незалежність виходить за межі національного суверенітету і виходить за межі будь-якого суб'єктного рівня. Це вимагає, щоб система функціонувала в клітці формальної логіки, не вводячи жодних зовнішніх залежностей неформальної логіки, крім математичних теорем і моделей теорії ігор. Уявіть, що якщо консенсус L1 спирається на централізовану структуру, він вироджується в «вовка в овечій шкурі», який може бути підірваний регулюванням або збоєм в будь-який момент. Як наслідок, консенсусний дизайн L1 надзвичайно жорсткий. PoW забезпечує випадковість і безпеку за допомогою хеш-ігор, тоді як PoS використовує економічні стимули для підтримки чесності (примітка: я зовсім не згоден з консенсусом POS, хоча, здається, це поточна основна практика). Ці механізми не довіряють людським намірам, а лише ймовірностям і покаранням. Результатом є високі витрати – споживання енергії або блокування капіталу – але в обмін на надійність на суверенному рівні. L1 створений не для ефективності, а для вічності. Це «конституція» блокчейну, і вона не може бути заплямована. Однак, коли ми перейшли на рівень 2, філософія консенсусу почала слабшати. Абсолютизм L1, хоч і великий, не повинен застосовуватися жорстко. Екосистема L2 ближче до додатку і повинна знайти баланс між безпекою та ефективністю. У зв'язку з цим постає ключове питання: який консенсус потрібен L2? Консенсус L2: навіщо він потрібен і чим відрізняється від L1 Консенсус L2 – це не необов'язкова прикраса, а основа децентралізації. Багато людей помилково вважають, що технології нульового розголошення proof, такі як zkVM або zkEVM, достатні для захисту L2 – вони дійсно потужні і можуть ефективно перевіряти дійсність транзакцій. Однак доказ валідності лише вирішує проблему «чи правильний результат виконання транзакції», але ігнорує більш складний опір цензурі. Цензура – це не помилка в розрахунках, а втручання влади: централізований замовник може затримувати або відхиляти транзакції за власним бажанням, а ZK доводить, що яким би суворим він не був, його неможливо відновити. Більш того, чисто централізований L2 має багато прихованих небезпек. Він схильний потрапляти в пастку CFT (Crash Fault Tolerance) - одиночної точки відмови, яка призводить до виходу з ладу всієї мережі. З цієї причини багато Rollup-проектів оснащені «квест-капсулами» або примусовими виплатами: користувачі можуть в односторонньому порядку виводити активи при виявленні аномалії. Це просто безпорадний пластир в умовах централізації, а не довгострокове рішення. Якщо L2 повністю централізована, то чим вона відрізняється від централізованих бірж? Безпека коштів користувачів зав'язана на руках кількох вузлів, і ризик цензури існує завжди. Звичайно, децентралізацію Л2 не обов'язково порівнювати з абсолютною висотою Л1. L1 має боротися проти глобального суверенітету, а L2 може використовувати його для переслідування «відносної відсутності довіри». Це не означає, що L2 може охопити централізацію за один крок — це пожертвує основною цінністю блокчейну. Натомість, ми повинні розробити поміркований консенсус, який буде достатньо децентралізованим, щоб протистояти цензурі, не втрачаючи своєї сили. Як розробити консенсус L2 При розробці консенсусу L2 спочатку зіткніться з реальністю: L1 кращий за L2 з точки зору безпеки, децентралізації, масштабованості та абстракції. Безпека L2, природно, слабша, ніж у L1, вона більше орієнтована на сценарії і може терпіти більш високу кастомізацію та гонитву за продуктивністю. Але це не недолік, а можливість. L2 має унікальну перевагу: L1 служить теоретичним джерелом довіри. Ми можемо запозичити дані або стан L1 як вхідний якір консенсусу L2, щоб забезпечити безпеку L2 за допомогою залізного закону L1. Це методологія «багатошарового запозичення», набагато краща, ніж винаходити велосипед з нуля. Тут автор кидає цеглину, щоб навести приклад: на етапі консенсусу доступу ми можемо встановити дані ланцюжка або цифрові активи (такі як BTC, ETH, USDT) на L1 як поріг. Нодам потрібно спалювати/передавати/здійснювати стейкінг активів L1 або доводити свою активність на L1, що не тільки фільтрує неякісних учасників, а й вливає економічну безпеку L1 у L2. Блоковий консенсус вміло включає елементи L1 для забезпечення випадковості та справедливості. Наприклад, випадкове сід генерується за допомогою певної операції на L1, наприклад, спалювання токенів або переказ грошей + деякі алгоритми протоколу на L2, обчислення, який вузол видасть блок. Це робить випадковість L1 щитом від випадковості L2. Що стосується остаточного консенсусу, то багато публічних PoS-ланцюгів використовують тут BFT-подібні механізми: обсяг інженерії величезний, механізм складний, а безпека все одно поступається L1. Ми не зобов'язані наслідувати цей приклад. Замість цього блоки завантажуються в L1 за користувальницькими правилами вибору форків, які можна перевірити, періодично допрацьовуються. Як тільки блок L2 підтверджений на L1, він не підлягає прокатуванню — кінцевість L1 є завершеністю L2. Це спрощує конструкцію, дозволяє уникнути пастки складності BFT і використовує потужність L1 для лиття чавунної пластини. Цей L2 всього...