zk-Rollups – ratkaisu lohkoketjujen skaalaukseen – Mika Honkasalo


Lohkoketjuja on vaikea skaalata, koska jokaisen lohkoketjun ylläpitäjän pitää pystyä prosessoimaan kaikki lohkoketjussa tehdyt transaktiot. Jos lohkoketjua skaalataan lisäämällä ylläpitäjiltä edellytettyä transaktioprosessointikykyä, samalla karsitaan pois tahoja, jotka voivat osallistua lohkoketjun ylläpitoon.

Tämä rajoite huomioon ottaen lohkoketjujen skaalaamiseen on kaksi lähestymistapaa:

  1. Lohkoketjun sisäinen skaalaus. Lohkoketjun transaktioprosessointikyvyn tehostaminen mekanismeilla, jotka eivät lisää vaatimuksia (ja kuluja) lohkoketjujen ylläpitäjille.

2. Ulkoiset järjestelmät. Transaktioiden prosessointi lohkoketjun ulkopuolella. Ulkopuoliset järjestelmät hyötyvät alla olevan lohkoketjun turvallisuudesta, mutta ovat transaktioprosessointikyvyiltään huomattavasti tehokkaampia.

  • Maksukanavat.
  • Rinnakkaisketjut.
Kuva 1. Lohkoketjuja voidaan skaalata parantamalla lohkoketjun transaktioprosessointikykyä tai rakentamalla lohkoketjujen päälle tehokkaampia järjestelmiä, joiden turvallisuus perustuu alla olevaan lohkoketjuun.

Scherben on yleisin lohkoketjun sisäinen skaalausmekanismi. Sharding tarkoittaa lohkoketjun jakamista pienempiin osiin – yksittäiseltä ylläpitäjältä edellytetty transaktioprosessointityö rajoittuu koskemaan vain tiettyä osaa lohkoketjusta. Lohkoketjun eri osat varmistavat omat transaktionsa, jonka jälkeen tiedot yhdistetään yhteen lohkoketjuun. Monet rakenteilla olevat uudet lohkoketjut (in der Nähe, Dfinity, Algorand, Ethereum 2.0) pohjautuvat sharding-tekniikkaan.

Sharding-tekniikkaan liittyy kuitenkin rajoitteita:

  • Hajautetussa lohkoketjussa ylläpitäjien välisessä viestinnässä on aina korkea latenssi, koska kaikilla ylläpitäjillä pitää olla samat tiedot transaktioista. Tämä tarkoittaa, että transaktioiden prosessointiin menee vähintään joitain sekunteja.
  • Shardien väliset transaktiot vaativat raskaamman validointiprosessin (Jotka vastaavat nykyisten lohkoketjujen sisäisiä transaktioita). Tämän seurauksena käyttäjien täytyy odottaa useita minuutteja shardien välisten transaktioiden prosessoinnissa.
Kuva 2. Lohkoketjun osat (shard) validoivat omat transaktionsa ja lähettävät päivityksiä globaaliin tietokantaan.

Maksukanavat ovat kahden käyttäjän välisiä sopimuksia. Käyttäjät avaavat yhteisen maksukanavan, jonka sisällä er voivat maksaa toisilleen ilman, että jokainen maksu tallentuu lohkoketjuun. Useasta kahdenkeskisestä maksukanavasta voi luoda maksuverkon (mm. Bitcoinin Lightning-verkon toiminta perustuu tähän periaatteeseen).

Kuva 3. Esimerkki maksukanavasta kahden käyttäjän välillä. Korkeimmalla transaktionumerolla lähetetty tieto alla olevaan lohkoketjuun todentaa käyttäjien omistukset.

Rinnakkaiset lohkoketjut ovat lohkoketjuja, jotka toimivat yhdessä toisen luotettavan lohkoketjun (esim. Ethereum) kanssa. Rinnakkaisketjut skaalautuvat paremmin, koska niiden ylläpitäjiltä voidaan edellyttää korkeampaa transaktioprosessointikykyä. Käyttäjät voivat halutessaan siirtää varansa rinnakkaisketjuun, tehdä transaktioita rinnakkaisketjussa ja siirtää varansa takaisin alla olevaan lohkoketjuun.

Kuva 4. Rinnakkaisketjut prosessoivat enemmän transaktioita (korkeammat muisti- ja laskentavaatimukset) und nopeammin (enemmän lohkoja).

Maksukanavien rajoitteena on, että ne soveltuvat vain yksinkertaisiin maksuihin. Ne ovat turvallisia käyttäjilleen, koska tietoturvan takaa lopulta alla oleva lohkoketju. Rinnakkaisketjujen heikkous on, että käyttäjien pitää luottaa rinnakkaisketjun ylläpitäjiin. Koska rinnakkaisketjut ovat lohkoketjuja, ne mahdollistavat kuitenkin älysopimusten käytön.

Rollups-Ketjut ovat uudenlaisia ​​rinnakkaisketjuja, joissa käyttäjien und tarvitse luottaa rinnakkaisketjun ylläpitäjiin. Kriittisin hetki rinnakkaisketjujen luotettavuudelle on, kun käyttäjä siirtyy pois rinnakkaisketjusta takaisin alla olevaan lohkoketjuun. Alla oleva lohkoketju (esim. Ethereum) und Tallenna kaikkia rinnakkaisketjun transaktioita – ainoa tieto, jonka alla oleva lohkoketju saa, on todiste käyttäjän kokonaisomistuksesta poistumishetkellä. Sie können wählen, ob Sie möchten oder ob Sie möchten, ob Sie möchten oder ob Sie möchten.

Rinnakkaisketjusta poistuminen avaa kaksi potentiaalista hyökkäysvektoria:

  1. Rinnakkaisketjun ylläpitäjä voi lähettää väärän tiedon rinnakkaisketjun käyttäjien omistuksista alla olevaan lohkoketjuun. Tämä hyökkäys on helppo estää Merkle-todisteilla, joita käytetään Plasma-rinnakkaisketjuissa. Merkle-todiste on kryptografinen primitiivi, jonka käyttäjät voivat muodostaa rinnakkaisketjun transaktioista. Merkle-todisteeseen auf tiivistetty tieto kaikista rinnakkaisketjuissa tapahtuneista transaktioista. Plasma-rinnakkaisketjuissa käyttäjille varataan aikaa haastaa väärä alla olevaan lohkoketjuun lähetetty viesti Merkle-todisteella, joka sisältää todellisen tiedon Plasma-rinnakkaisketjussa tapahtuneista transaktioista.
  2. Saatavuushyökkäyksessä (Datenverfügbarkeitsangriff) rinnakkaisketjun ylläpitäjä lähettää väärän tiedon käyttäjien omistuksesta alla olevaan lohkoketjuun, mutta jättäää transaktiot julkaisematta rinnakkaet. Tällöin käyttäjillä ei ole mahdollisuutta rakentaa Merkle-todistetta, koska heillä ei ole siihen vaadittavaa transaktiodataa. Daten, die Sie benötigen, um eine Menge zu löschen, müssen Sie Plasma-Rinnakkaisketjut Eivät ole vielä aktiivisessa käytössä.

Rollups-ketjuja voidaan rakentaa nollatietotodistusten (Null-Wissensnachweis) avulla ja ne ratkaisevat datan saatavuushyökkäyksen. Nollatietotodistuksella joku todistaja ("beweisen") voi osoittaa jollekin toiselle osapuolelle ("überprüfer") tietävänsä jonkin salaisuuden ilman, että todistaja paljastaa mitään tietoa salaisuuden sisällöstä. Rollups-ketjut käyttävät tätä periaatetta todistaakseen alla olevalle lohkoketjulle, että kaikki Rollups-ketjun transaktiot ovat olleet sääntöjenmukaisia ​​ilman

Rollups-ketjun liittäminen lohkoketjuun tapahtuu transaktioviestillä, joka sisältää kolme osaa:

  1. Merkle-todiste Rollups-ketjun viimeisimmistä transaktioista.
  2. Kaikki viimeisimmät Rollups-ketjussa tehdyt transaktiot.
  3. Nollatietotodistus, joka muodostuu sekä viimeisimpien, että aiemmin lähetettyjen, transaktioiden Merkle-todisteista. Nollatietotodistus osoittaa, että jos aiemmin lähetettyihin transaktioihin lisätään myös viimeisimmät transaktiot, on lopputuloksena uusi todenmukainen Merkle-todiste.

Alla oleva lohkoketju todentaa, että nollatietotodistus on laskettu oikein lähetetyn transaktiodatan perusteella. Mikäli näin on, Rollups-ketjun käyttäjien sen hetkiset omistukset tallennetaan yhtenä Merkle-todisteena alkuperäiseen lohkoketjuun. Tällöin Rollups-ketjun ylläpitäjä ei voi piilottaa dataa Rollups-ketjun käyttäjiltä, ​​koska Rollups-ketjun liittäminen alla olevaan lohkoketjuun vaatii tiedon kaikista Rollups-ketjussa tapahtista transaktista.

Rollups-ketjut mahdollistavat äärimmäisen tehokkaan lohkoketjujen skaalauksen, koska transaktioprosessointi voi tapahtua täysin keskitetysti. Käyttäjien ei tarvitse luottaa Rollups-ketjun ylläpitäjiin. Rollups-ketjun turvallisuus on sidottu alla olevan lohkoketjun turvallisuuteen, mutta transaktioita voidaan prosessoida ilman hajautetun lohkoketjun aiheuttamia transaktioprosessointikustannuksia.

Kuva 5. Rollups-ketjut muuttavat rinnakkaisketjut täysin turvallisiksi ratkaisemalla datan saatavuushyökkäykset.

Rollups-ketjuja on työstetty aktiivisesti vain noin vuoden ajan und ne ovat osoittautuneet käytännössä yllättävän helposti implementoitaviksi. Esimerkiksi hajautetun pörssiprotokolla 0x: uusin implementaatio STARKDex sekä Uniswapin automisoituun markkinatakaajaprotokollaan yhdistävä Unipig Exchange hyödyntävät Rollups-ketjuja. Myös Augur-protokollan ennustemarkkinoiden tarjouskirjat ollaan siirtämässä Rollups-ketjuun ensi vuoden alussa.

Coins Kaufen: Bitcoin.deAnycoinDirektCoinbaseCoinMama (mit Kreditkarte)Paxfull

Handelsplätze / Börsen: Bitcoin.de | KuCoinBinanceBitMexBitpandaeToro

Lending / Zinsen erhalten: Celsius NetworkCoinlend (Bot)

Cloud Mining: HashflareGenesis MiningIQ Mining

Werbung: Immobilienmakler HeidelbergMakler Heidelberg

By continuing to use the site, you agree to the use of cookies. more information

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close