Глубокий анализ архитектуры Avalanche

Новичок3/26/2024, 2:20:58 AM
Сеть Avalanche нацелена на создание совместимой, гибкой и высокопроизводительной блокчейн-системы, постепенно становящейся ведущей платформой для создания высокопроизводительных блокчейнов.

Основные моменты

  • Платформа Avalanche: Avalanche стремится построить взаимодействующий, гибкий и высокопроизводительный блокчейн.
  • Обновление Durango (завершено 6 марта): Вводит возможности межцепных обменов для всех подсетей, основанных на EVM, отмечая приход новой эры взаимодействия в сети Avalanche.
  • Улучшения первоначальной производительности: такие улучшения, как HyperSDK, Vryx и Firewood, запланированы к реализации во второй половине этого года и ожидаются, что они способствуют широкому использованию подсетей совместно с ACP-13.
  • Инфраструктура Avalanche: обеспечивает основу для создания высокооптимизированных блокчейнов, соединенных через родные решения взаимодействия. В настоящее время Avalanche известен своей C-Chain (Contract Chain), которая является универсальным совместимым с EVM L1 с 37 приложениями DeFi и общей заблокированной стоимостью более 100 миллионов долларов, включая популярные приложения, такие как Trader Joe, Aave и GMX. Однако развитие Avalanche основано на идее, что одиночная цепь, оптимизированная для глобального общего состояния, не может масштабироваться для удовлетворения потребностей современного мира. В будущем будет много высокопроизводительных цепей, требующих беспрепятственного взаимодействия.

Основатель и генеральный директор Ava Labs Эмин Гюн Сирер недавно опубликовал план развития команды, подчеркивая важность создания платформы для запуска гетерогенных блокчейнов с асинхронной компонуемостью. Дорожная карта вращается вокруг трех основных направлений: увеличение количества подсетей, повышение пропускной способности сети и укрепление стабильности механизма консенсуса.

Avalanche стремится предоставить разработчикам фреймворк для настройки блокчейнов в соответствии с конкретными сценариями применения.

В блокчейн-системе, построенной на техническом фреймворке Avalanche, задачи валидации зависят от Подсетей, которые состоят из группы узлов-валидаторов. Важно уточнить, что сама Подсеть не является блокчейном, а скорее кластером валидаторов, ответственных за разработку, управление и настройку операционных механизмов и экономических моделей блокчейнов, которые они валидируют. Подсеть имеет возможность валидировать от одного до нескольких различных блокчейнов, но каждый блокчейн может быть валидирован только одной Подсетью. Таким образом, множество блокчейнов, валидированных через Подсети, совместно конструируют обширную системную архитектуру сети Avalanche.

Основная сеть - это первая подсеть

Под руководством популярной концепции модульной архитектуры создатели сети Avalanche разработали инновационную структуру: Mainnet. Эта сеть оптимизирует распределение ресурсов, разделяя основные функции на несколько независимых блокчейнов — C-Chain, X-Chain и P-Chain, все изначально проверенные первым Subnet — Mainnet.

Все три цепочки принимают механизм консенсуса Snowman, разработанный командой Ava Labs. Этот механизм обеспечивает высокую безопасность, быструю подтверждение и масштабируемость путем многократного выбора образцов. В отличие от других механизмов консенсуса, требующих комплексного общения между узлами, механизм Snowman способен осуществлять проверку без необходимости индивидуального общения с каждым узлом, тем самым создавая мощный механизм для быстрого достижения консенсуса даже при наличии большого количества валидаторов.

Похоже на другие популярные решения уровня L1 на рынке, C-Chain предоставляет открытую платформу для разработки приложений на смарт-контрактах на основе виртуальной машины Ethereum (EVM). За последний цикл C-Chain был свидетелем активного изучения пространства DeFi, с пиковым заблокированным общим объемом (TVL) достигающим $21 миллиард, главным образом за счет платформ кредитования, таких как Aave и Benqi, а также децентрализованных бирж, таких как Trader Joe и Curve. C-Chain также реализовал некоторые ключевые интеграции для облегчения расширения DeFi-активности, включая чеканку и погашение Tether (USDT) и Circle (USDC) на C-Chain, с текущей общей стоимостью USDT и USDC на цепи в размере $1.2 миллиарда. Кроме того, поддержка от поставщиков оракулов цен является важной для приложений DeFi, таких как рынки кредитования, где Chainlink является крупнейшим поставщиком с долей рынка 53%, в настоящее время поддерживая 116 приложений на C-Chain.

В декабре 2023 года C-Chain поддерживала среднюю скорость транзакций 40 транзакций в секунду (TPS) на протяжении всего месяца, достигая максимума в 106 TPS за одну минуту. Хотя всплеск объема транзакций главным образом объясняется легкими транзакциями (обычно считающимися низкого качества), это все равно демонстрирует превосходную производительность технологического стека Avalanche по сравнению с другими цепочками EVM. Однако по сравнению с цепочками с высокой пропускной способностью, такими как Solana, производительность обработки транзакций C-Chain относительно ниже, при этом средняя скорость транзакций последней typically в 100 раз превышает C-Chain. Для улучшения производительности сети платформа планирует поддерживать цепочки с высокой пропускной способностью, построенные с использованием HyperSDK.

X-Chain имеет простую функцию, отвечающую исключительно за создание и передачу внутренних активов сети Avalanche. В отличие от этого, P-Chain играет более важную роль в технической экосистеме Avalanche, служа как реестр подсетей, записывая активный статус валидаторов и их веса стэйкинга, чтобы обеспечить плавное взаимодействие между подсетями.

В настоящее время валидаторы, участвующие в валидации любого подсети, также должны нести ответственность за валидацию трех цепочек (C-Chain, X-Chain, P-Chain) в Mainnet. На сегодняшний день Mainnet привлек 1 821 узел-валидатор, в общей сложности стейкинг которых составляет 259 миллионов токенов AVAX, что составляет 59% от общего стейка. Чтобы стать валидатором в Mainnet, узел должен поставить на кону как минимум 2 000 токенов AVAX, в то время как держатели токенов могут участвовать в обслуживании сети, поставив на кону не менее 25 токенов AVAX. Примерно 82% от общего стейка идет от самих узлов, в то время как оставшиеся 18% поступают от отдельных делегаторов. По сравнению с другими цепочками Proof of Stake (PoS), функция ликвидного стейкинга Avalanche не получила широкого распространения. Как два крупнейших поставщика услуг ликвидного стейкинга на Avalanche, Benqi и GoGoPool в настоящее время составляют всего 3% от общего стейка.

Команда Ava Labs представила Предложение ACP-13 сообществу Avalanche с целью снижения затрат и сложности запуска подсетей. Это предложение вводит новый тип идентификатора валидатора — Сетевые валидаторы (SOV), которым не требуется синхронизировать и проверять весь основной блокчейн, а сосредотачиваться исключительно на проверке P-цепочки. Это происходит потому, что взаимодействие между подсетями полностью зависит от механизма проверки P-цепочки. Ожидается, что эти изменения значительно снизят начальные постоянные расходы на развертывание подсетей, оптимизируют распределение ресурсов аппаратного обеспечения валидатора, снизят регуляторные риски для институциональных клиентов и поддержат межсетевую совместимость.

По текущим правилам все валидаторы подсетей должны участвовать в проверке трехцепочечной основной сети, требуя минимальной ставки в 2 000 AVAX, что при текущей рыночной цене AVAX эквивалентно примерно $88 000 начального капитала на валидатора. Предложение ACP-13 направлено на снижение затрат на 75%, позволяя SOV ставить только 500 AVAX, поскольку они не участвуют в проверке основной сети и, следовательно, не получают сетевых вознаграждений. Тем не менее, даже с предложенным снижением стоимости, запуск валидатора подсети все равно требует около $22 000, и влияние ценовой чувствительности на потенциальных валидаторов еще предстоит оценить.

Отменяя требования к валидации для C-Chain и X-Chain, предложение позволяет валидаторам подсетей более эффективно распределять свои аппаратные ресурсы, сосредотачиваясь на поддержании своих собственных цепочек, а не на распылении ресурсов для поддержки основной сети. Несмотря на то, что текущие требования к оборудованию для основной сети невысоки, в сообществе все еще раздаются голоса, призывающие к увеличению конфигурации оборудования для повышения общей производительности. Этот двойной спрос на ресурсы вызывает вопросы о том, полностью ли техническая архитектура Avalanche стремится стать высокопроизводительной платформой.

Более важно, Предложение ACP-13 также рассматривает проблемы регуляторного риска, с которыми сталкиваются платформы для разрешения умных контрактов (такие как C-Chain). Например, правительство США наложило санкции ОФАК на определенные адреса Ethereum, заставляя регулируемых валидаторов, разработчиков и передатчиков исключать определенные транзакции, чтобы оставаться соответствующими. Освобождая подсетевых валидаторов от обязательства участвовать в консенсусе Mainnet, ACP-13 эффективно снижает этот регуляторный риск, предоставляя больше возможностей для сущностей в США, склонных к снижению рисков, для создания блокчейнов.

Архитектура подсети

Avalanche нацелен на то, чтобы стать предпочтительной сетью для разработчиков, строящих пользовательские блокчейны. Для достижения этой цели крайне важно предоставить совместимую, гибкую и эффективную инфраструктуру.

Avalanche Warp Messaging

В мире блокчейна, где сосуществуют несколько цепочек, взаимодействие особенно важно. Avalanche Warp Messaging (AWM), как основная технология, предоставленная Avalanche, позволяет обеспечить коммуникацию между различными подсетями. Эта технология позволяет кластерам валидаторов двух различных цепочек общаться непосредственно, устраняя необходимость в сторонних мостах для передачи данных или активов, что значительно упрощает взаимодействие между различными блокчейнами в сети Avalanche. Дизайн AWM является очень гибким и поддерживает передачу сообщений между любыми цепочками, зарегистрированными на P-Chain, будь то открытые базовые цепочки, такие как C-Chain, полностью разрешенные прикладные специализированные цепочки или любая их комбинация.

Передача сообщений между подсетями обеспечивается ретрансляторами, и эти сообщения проверяются с использованием технологии мультиподписи BLS. Подсеть-получатель подтверждает допустимость этих подписей, обращаясь к P-Chain, который служит реестром узлов валидаторов подсети. Например, предположим, что подсеть A отправляет сообщение подсети B. Как только AWM активируется пользовательским действием, валидаторы подсети A коллективно подписывают сообщение и передают его подсети B через ретранслятор. Затем валидаторы подсети B проверяют сообщение, чтобы определить, подписано ли оно определенной долей стейкинг-веса от подсети A. Следует подчеркнуть, что весь процесс передачи, приема и проверки сообщения не зависит от каких-либо внешних сущностей.

С момента запуска в декабре 2022 года Avalanche Warp Messaging (AWM) был активен. Однако для обеспечения совместимости с виртуальной машиной Ethereum (EVM) требуются ряд значительных инженерных оптимизаций. С введением ACP-30 был установлен унифицированный стандарт реализации для межподсетевой передачи сообщений на C-Chain и всех блокчейнах, основанных на EVM, в рамках сети Avalanche.

Это предложение сообщества официально вступило в силу с обновлением Durango 6 марта 2024 года, позволяя пользователям легко передавать активы между различными цепями, используя инструмент Teleporter. Построенный на AWM, Teleporter предоставляет простой интерфейс для отправки и получения кросс-цепных сообщений, тем самым поддерживая передачу токенов ERC-20 между блокчейнами в сети Avalanche. Teleporter разработан для обеспечения гладкого и надежного пользовательского опыта, включая функции, такие как избегание дублирования транзакций, внедрение белых списков релееров и установка опциональных комиссий за транзакции. С широким принятием стандарта ACP-30, он вскоре будет применен к HyperSDK, дополнительно расширив количество цепей, подключенных через Teleporter, и улучшив межцепную совместимость сети Avalanche.

Виртуальные машины подсети и HyperSDK

Виртуальные машины (VM) - это программные системы, которые определяют конкретное операционное поведение блокчейна, устанавливая форматы транзакций, разрешения на доступ к состоянию, механизмы газа и другие ключевые элементы. Различные философии проектирования и реализации ВМ имеют глубокие последствия для производительности и функциональности разработанных на их основе приложений. Возьмем в качестве примера Эфириумскую виртуальную машину (EVM) и Солановскую виртуальную машину (SVM). У них существенно отличаются компромиссы в дизайне: EVM известна своим большим сообществом разработчиков и зрелыми инструментами разработки, в то время как SVM фокусируется на оптимизации производительности благодаря своему многопоточному времени выполнения, параллельным возможностям выполнения и улучшенным механизмам оплаты транзакций.

Сеть Avalanche позволяет блокчейн-системам, построенным на ней, выбирать запуск предварительно созданных виртуальных машин, таких как Subnet-EVM, разработанный специально для совместимости с Subnets, или пользовательские виртуальные машины разработчиков. Учитывая, что создание совершенно новой виртуальной машины является очень сложной задачей, подавляющее большинство цепочек в сети Avalanche выбирают запуск Subnet-EVM. Разработка HyperSDK направлена на снижение барьера при создании пользовательских виртуальных машин, что позволяет разработчикам достичь персонализированной настройки без начала с нуля.

HyperSDK предоставляет среду для создания пользовательских виртуальных машин (HyperVM), которые можно напрямую интегрировать в сеть Avalanche. Оборудованный мощными настройками по умолчанию, этот фреймворк позволяет разработчикам сосредоточиться на разработке основного приложения, необходимости строить виртуальные машины с нуля. В теории HyperSDK может сократить время, необходимое для разработки виртуальной машины, с нескольких месяцев до нескольких дней, значительно ускоряя реакцию разработчиков на рынке.

Разработка HyperSDK означает не только новый уровень повышения производительности Avalanche, но и внедрение продвинутого механизма обработки транзакций под названием Vryx. Философия дизайна Vryx вдохновлена несколькими широко известными исследовательскими работами, особенно статьей Narwhal Tusk, выпущенной Diem (бывшая команда Facebook), которая имеет глубокие последствия для современных блокчейнов, таких как Aptos и Sui. По своей сути Vryx разделяет различные этапы обработки транзакций, позволяя валидаторам одновременно создавать и реплицировать блоки. Короче говоря, он обеспечивает горизонтальную масштабируемость пропускной способности за счет сокращения общего времени, необходимого для создания блоков, репликации и проверки. Это означает, что Vryx значительно увеличит скорость обработки транзакций сети Avalanche, доведя ее количество транзакций в секунду (TPS) до новых максимумов. Хотя Vryx еще не был официально запущен, Ava Labs планирует интегрировать его в HyperSDK к концу этого года. Тесты производительности, которые будут выпущены Ava Labs, продемонстрируют эффективную производительность Vryx, с ожидаемым прорывом в TPS более 100 000.

Решение базы данных

В стремлении оптимизировать производительность в конструкции блокчейна улучшения производительности часто сопровождаются увеличением аппаратных требований для валидаторов. Будущие аппаратные требования подсетей будут зависеть от выбранного типа виртуальной машины, и сообщество основной сети столкнется с решением: соответствует ли этот баланс аппаратных требований C-Chain. Обычно считается, что увеличение аппаратных требований приведет к увеличению затрат на становление валидатором, что в свою очередь может снизить универсальность операции узла, что является критическим аспектом в балансировке производительности и децентрализации. Хотя теоретически это разумно, на практике это не всегда так. Например, несмотря на более высокие аппаратные требования, сеть Solana может поддерживать 1 606 заложенных узлов, превышая масштаб основной сети Avalanche. Кроме того, факторы, такие как географическое распределение узлов и серверов, также являются важными аспектами в дискуссиях о децентрализации.

Для дальнейшего улучшения производительности Ava Labs активно разрабатывает собственное решение для базы данных, называемое Firewood. Firewood нацелен на решение основного препятствия управления состоянием, с которым сталкиваются в процессе расширения блокчейна. Состояние блокчейна относится к мгновенному снимку актуальных данных, хранящихся в системе, который увеличивается при использовании. В результате валидаторам необходимо быстро получать доступ к текущему состоянию для эффективной обработки транзакций, что становится все более сложной задачей по мере роста состояния.

Цель Firewood состоит в улучшении ранее разработанной базы данных MerkleDB. Он принимает инновационный механизм для эффективного хранения и извлечения состояний блокчейна путем сокращения накладных расходов, необходимых для изменения существующего состояния. Ожидается, что внедрение этого механизма создаст более надежную систему базы данных, способную обеспечить быстрый доступ к состоянию, тем самым устраняя основные препятствия для увеличения производительности обработки транзакций. Ava Labs планирует в ближайшее время выпустить результаты тестирования производительности Firewood, чтобы продемонстрировать его превосходные возможности в работе.

Сравнение с другими технологическими решениями

Avalanche - не единственный технологический стек, строящий инфраструктуру для запуска блокчейнов. В настоящее время наиболее известными методами создания собственной цепочки являются цепочки приложений (appchains) в экосистеме Cosmos и rollups на Ethereum. У каждого фреймворка есть свой набор компромиссов, привлекающий разные группы разработчиков.

Цепь приложений Cosmos

Сеть Avalanche и экосистема Cosmos имеют почти идентичные конечные цели: соединение асинхронных независимых цепочек с помощью стандартов обмена сообщениями с минимальным доверием. Обе платформы позволяют разработчикам создавать блокчейны, которые управляют собственной безопасностью, требуя создания высококачественного набора валидаторов. Даже с внедрением ACP-13 депозит в размере 500 AVAX все еще может служить барьером для входа в качестве валидатора подсети. Таким образом, валидаторы, которые платят депозит, могут быть более склонны к проверке нескольких цепочек, чтобы получить больше вознаграждений и компенсировать свой первоначальный депозит. В сегодняшней экосистеме Cosmos нет механизма, аналогичного требованию о депозите в размере 500 AVAX; Тем не менее, мы видим значительное пересечение между наборами валидаторов AppChain. Например, Chorus One, Allnodes, Polkachu и Informal Systems являются валидаторами для Celestia, Cosmos Hub, Osmosis, и dYdX соответственно.

Это сравнение подчеркивает различия в дизайне и стратегии между различными стеками технологий блокчейна и то, как они привлекают и поддерживают сообщества валидаторов и разработчиков. Avalanche пытается снизить барьер для входа через предложение ACP-13 для облегчения создания и поддержания большего количества подсетей и блокчейнов, в то время как экосистема Cosmos привлекает участие валидаторов без необходимости значительных предварительных депозитов, демонстрируя различную динамику экосистемы и привлекательность для разработчиков. Эти различия отражают различные стратегии каждой платформы в балансировке безопасности, децентрализации и удобства использования.

В настоящее время P-цепь в сети Avalanche служит центральной системой реестра для подсетей, где хранится информация о валидаторах. Такая архитектура означает, что хотя подсети технически независимы, они в определенной степени зависят от P-цепи и не могут полностью работать автономно. Например, распределение наград за стейкинг в подсетях определяется P-цепью, что ограничивает свободу подсетей экспериментировать с новыми механизмами распределения наград. В отличие от этого, цепи в экосистеме Cosmos имеют большую суверенитет; у них нет централизованного хаба, как у Avalanche, что позволяет им больше свободы для настройки и проектирования своего технологического стека. Одним из предложений по реформированию, в настоящее время обсуждаемых Ava Labs, является разрешение наборам валидаторов, контролируемым подсетями, управлять и отчитываться о любых изменениях в P-цепи, предоставляя подсетям больше автономии, в то время как P-цепь действует только как мост для межподсетного общения. Это предложение все еще находится на стадии обсуждения, и его перспективы внедрения неопределенны.

Экосистема Cosmos в последние годы прошла обширные технические эксперименты, с успешными случаями, такими как Terra и dYdX, демонстрирующими ее способность обрабатывать общий трафик L1 и удовлетворять конкретные потребности приложений. По сравнению с 34 подсетями Avalanche и 36 активными цепями, у Cosmos в настоящее время 88 активных цепей, и его большое развивающееся сообщество приносит больше инноваций в технологический стек, такие как модули, разработанные внешними командами для использования другими цепями.

Хотя у Avalanche AWM и у Cosmos протокол IBC есть сходства в межцепочечной коммуникации, у них есть фундаментальные различия в механизмах верификации сообщений. AWM использует P-цепь в качестве универсального реестра для подписей активных валидаторов на всех подсетях, в то время как у IBC нет такой унифицированной точки верификации; валидаторы Cosmos должны синхронизировать информацию между цепями и локально записывать наборы валидаторов других цепей. Это означает, что каналы между цепями Cosmos должны периодически обновляться для обеспечения точности набора валидаторов, требуя настройку соединения для каждого нового канала, установленного.

Как в технологиях AWM, так и в технологиях IBC доставка сообщений между цепочками зависит от ретрансляторов. Однако в экосистеме Cosmos работа ретрансляторов не имеет прямого экономического стимула, часто предоставляемого поставщиками услуг в зависимости от потребностей бизнеса. Несмотря на то, что предложение об увеличении комиссий за переводы IBC не получило широкой поддержки, экосистема Cosmos все же создала большую ретрансляционную сеть, в которой такие игроки, как Crossnest, Informal Systems и Notional, играют решающую роль. По мере расширения экосистемы подсети создание аналогичной ретрансляционной сети требует времени, но Teleporter обеспечивает стимулы для ретрансляторов, вводя необязательные сборы, теоретически улучшая качество ретрансляционных услуг и ускоряя скорость передачи активов. Несмотря на то, что Teleporter работает в сети меньше суток, мы продолжим следить за развитием экосистемы ретранслятора.

Консенсусный механизм Avalanche, использующий технику Subsample, успешно расширил масштаб активных наборов валидаторов до более чем 1800, что значительно лучше, чем у цепочек Cosmos, где количество валидаторов обычно колеблется от 80 до 180. Это расширение позволяет разрешить блокчейнам процветать в сети Avalanche. Однако обе сети поддерживают разработчиков при создании цепочек с наборами валидаторов с разрешениями, таких как Noble в Cosmos и Evergreen в Avalanche. С запуском HyperSDK, Vryx и Firewood от Avalanche ожидается предоставление более эффективной технической поддержки. Однако конкретные улучшения производительности будут определены только после выпуска соответствующих бенчмарков.

Rollups

Rollups предоставляют другой способ запуска новых блокчейнов в сети Avalanche. Они работают путем расширения возможностей выполнения другого блокчейна и возвращения данных транзакций на исходный блокчейн. Опции развертывания Rollup разнообразны и включают технологии верификации состояния, такие как доказательства мошенничества или доказательства в нуле, фреймворки типа OP Stack или Arbitrum Orbit, варианты расчетов, такие как Ethereum или другие rollups, и решения доступности данных, такие как Ethereum или Celestia. Дизайн Rollups значительно влияет на их безопасность и стабильность, поэтому, суммируя этот метод конструирования, мы стремимся сравнить его с концепцией запуска блокчейна в сети Avalanche.

Одно из существенных отличий заключается в источнике безопасности. Блокчейны в сети Avalanche полагаются на себя для обеспечения безопасности, в то время как роллапы наследуют безопасность от своего базового уровня. Роллапы расширяют возможности исполнения базового блокчейна, создавая механизм, предоставляемый базовым уровнем для поддержки консенсуса, расчетов и доступности данных для роллапов. Напротив, подсети — это, по сути, независимые блокчейны уровня 1, которые обеспечивают собственный консенсус, расчеты и доступность данных, имея собственные токены для стейкинга. В то время как большинство решений для объединения ориентированы на EVM-совместимые накопители, которые могут иметь ограничения производительности по сравнению с более новыми виртуальными машинами, создание накопительных пакетов на основе новых или пользовательских виртуальных машин (таких как вилка SVM, используемая Eclipse) вполне осуществимо. Подсети Avalanche остаются нейтральными по отношению к виртуальным машинам, что означает, что подсети могут запускать блокчейны на основе любой виртуальной машины. Несмотря на то, что большинство подсетей в производственных средах в настоящее время поддерживают EVM, внедрение MoveVM, виртуальных машин на основе WASM и других пользовательских виртуальных машин, разработанных с помощью HyperSDK, неуклонно прогрессирует.

В большинстве текущих архитектур rollup выполнение транзакций зависит от одного единственного последователя, ответственного за публикацию данных транзакций в слой доступности данных, обеспечивая их общедоступность. При этой архитектуре последователь становится потенциальной централизованной точкой отказа; если происходит сбой системы, пользователи могут быть не в состоянии выполнить транзакции второго уровня. Хотя такие сбои обычно не приводят к прямым потерям активов пользователей, конкретное проектирование rollups определяет уровень гарантий безопасности. С другой стороны, сеть Avalanche обеспечивает отсутствие одной точки отказа благодаря механизмам изоляции отказов, поэтому даже если P-цепь выйдет из строя, это повлияет только на межцепочную коммуникацию, и деятельность в каждой подсети будет продолжаться нормально. Это резко контрастирует с деградацией производительности rollups при возникновении проблем с расчетами или доступностью данных.

Механизм безопасности Avalanche основан на подсетях, ответственных за выполнение, доступность данных и консенсус, где валидаторы выполняют все роли цепи. Как и в большинстве цепей, основанных на доказательстве доли, валидаторы получают экономические стимулы для участия в обеспечении безопасности сети за счет наград за инфляцию или комиссионных сборов. В отличие от них, rollups должны публиковать данные транзакций на уровне доступности данных, чтобы слои выполнения и расчета могли подтвердить доступность данных транзакции. Если данные не сделаны общедоступными, это может привести к тому, что состояние rollup не сможет обновиться, что приведет к замораживанию активов пользователей. В теории пользователи должны иметь возможность загружать данные блока и проверять переходы состояния rollup сами, чтобы обеспечить безопасность.

В рамках сети Avalanche, поскольку подсети отвечают за безопасность сами, стоимость запуска блокчейна по сути фиксирована, и единственная стоимость - это плата за стейкинг AVAX, сниженная с помощью плана ACP-13. В отличие от этого, операционные расходы роллапов в основном состоят из стоимости публикации данных на уровне доступности данных, которая является переменной стоимостью, изменяющейся в зависимости от использования и обычно передаваемой пользователям в виде комиссий за транзакции. Запуск Celestia значительно снижает экономическое бремя операции роллапов путем снижения этих расходов на 99%.

Одним из значительных преимуществ подсетей перед роллапами является технология Avalanche Warp Messaging (AWM), которую они принимают, обеспечивая естественную совместимость в рамках сети Avalanche. В настоящее время эта совместимость отсутствует у роллапов, что приводит к нерешенным проблемам в области межроллапного взаимодействия. В изолированной сети, образованной роллапами, потоки фондов, сообщества пользователей и внимание рынка начали диверсифицироваться. Хотя существуют различные сторонние решения для мостов, каждое решение основано на своем наборе доверенных механизмов.

В настоящее время ведутся попытки построить более комплексные мостовые решения с использованием zk-доказательств. Если два роллапа используют одного и того же zk-доказателя, они могут асинхронно обмениваться сообщениями без дополнительных механизмов доверия. Однако у этого метода также есть ограничения. Несколько команд разрабатывают собственных zk-доказателей, каждая надеясь, что их решение станет стандартом. Это может дальше фрагментировать ликвидность между различными кластерами роллапов на основе одной и той же технологии, а не ограничиваться одним роллапом, и связь за пределами каждого кластера по-прежнему зависит от сторонних мостов. В отличие от этого, Avalanche обеспечивает надежное асинхронное взаимодействие по всей сети, приняв унифицированный протокол обмена сообщениями, без использования сторонних мостовных услуг.

Заключение

Сеть Avalanche постепенно становится ведущей платформой для создания высокопроизводительных блокчейнов, которые без проблем взаимодействуют друг с другом. Их самым большим вызовом будет привлечение строителей в экосистему Avalanche, а не выбор экосистем конкурентов. Сильное внимание к производительности и масштабируемости в технологии блокчейн может стать конкурентным преимуществом для Avalanche. Мы предполагаем, что запуск HyperSDK, Vryx и Firewood во второй половине года станет важным катализатором для широкого принятия Subnets. Кроме того, обсуждения о ACP-13 строго сосредоточены на снижении барьеров для входа и увеличении уровня принятия Subnet. Целью ACP-13 является упрощение присоединения большего количества разработчиков и проектов к сети Avalanche путем снижения затрат и упрощения процессов для стимулирования создания и развития Subnets. Ожидается, что такие меры увеличат разнообразие и функциональность сети Avalanche, тем самым привлекая больше строителей для участия в ее экосистеме.

Отказ от ответственности:

  1. Эта статья перепечатана из [chaincatcher], Все авторские права принадлежат оригинальному автору [Дэн Смит],. Если есть возражения к этому перепечатыванию, пожалуйста, свяжитесь с Gate Учитькоманда, и они быстро справятся с этим.
  2. Ответственность за отказ: Взгляды и мнения, выраженные в этой статье, являются исключительно мнениями автора и не являются инвестиционными советами.
  3. Переводы статьи на другие языки выполняются командой Gate Learn. Если не указано иное, копирование, распространение или плагиат переведенных статей запрещены.

Глубокий анализ архитектуры Avalanche

Новичок3/26/2024, 2:20:58 AM
Сеть Avalanche нацелена на создание совместимой, гибкой и высокопроизводительной блокчейн-системы, постепенно становящейся ведущей платформой для создания высокопроизводительных блокчейнов.

Основные моменты

  • Платформа Avalanche: Avalanche стремится построить взаимодействующий, гибкий и высокопроизводительный блокчейн.
  • Обновление Durango (завершено 6 марта): Вводит возможности межцепных обменов для всех подсетей, основанных на EVM, отмечая приход новой эры взаимодействия в сети Avalanche.
  • Улучшения первоначальной производительности: такие улучшения, как HyperSDK, Vryx и Firewood, запланированы к реализации во второй половине этого года и ожидаются, что они способствуют широкому использованию подсетей совместно с ACP-13.
  • Инфраструктура Avalanche: обеспечивает основу для создания высокооптимизированных блокчейнов, соединенных через родные решения взаимодействия. В настоящее время Avalanche известен своей C-Chain (Contract Chain), которая является универсальным совместимым с EVM L1 с 37 приложениями DeFi и общей заблокированной стоимостью более 100 миллионов долларов, включая популярные приложения, такие как Trader Joe, Aave и GMX. Однако развитие Avalanche основано на идее, что одиночная цепь, оптимизированная для глобального общего состояния, не может масштабироваться для удовлетворения потребностей современного мира. В будущем будет много высокопроизводительных цепей, требующих беспрепятственного взаимодействия.

Основатель и генеральный директор Ava Labs Эмин Гюн Сирер недавно опубликовал план развития команды, подчеркивая важность создания платформы для запуска гетерогенных блокчейнов с асинхронной компонуемостью. Дорожная карта вращается вокруг трех основных направлений: увеличение количества подсетей, повышение пропускной способности сети и укрепление стабильности механизма консенсуса.

Avalanche стремится предоставить разработчикам фреймворк для настройки блокчейнов в соответствии с конкретными сценариями применения.

В блокчейн-системе, построенной на техническом фреймворке Avalanche, задачи валидации зависят от Подсетей, которые состоят из группы узлов-валидаторов. Важно уточнить, что сама Подсеть не является блокчейном, а скорее кластером валидаторов, ответственных за разработку, управление и настройку операционных механизмов и экономических моделей блокчейнов, которые они валидируют. Подсеть имеет возможность валидировать от одного до нескольких различных блокчейнов, но каждый блокчейн может быть валидирован только одной Подсетью. Таким образом, множество блокчейнов, валидированных через Подсети, совместно конструируют обширную системную архитектуру сети Avalanche.

Основная сеть - это первая подсеть

Под руководством популярной концепции модульной архитектуры создатели сети Avalanche разработали инновационную структуру: Mainnet. Эта сеть оптимизирует распределение ресурсов, разделяя основные функции на несколько независимых блокчейнов — C-Chain, X-Chain и P-Chain, все изначально проверенные первым Subnet — Mainnet.

Все три цепочки принимают механизм консенсуса Snowman, разработанный командой Ava Labs. Этот механизм обеспечивает высокую безопасность, быструю подтверждение и масштабируемость путем многократного выбора образцов. В отличие от других механизмов консенсуса, требующих комплексного общения между узлами, механизм Snowman способен осуществлять проверку без необходимости индивидуального общения с каждым узлом, тем самым создавая мощный механизм для быстрого достижения консенсуса даже при наличии большого количества валидаторов.

Похоже на другие популярные решения уровня L1 на рынке, C-Chain предоставляет открытую платформу для разработки приложений на смарт-контрактах на основе виртуальной машины Ethereum (EVM). За последний цикл C-Chain был свидетелем активного изучения пространства DeFi, с пиковым заблокированным общим объемом (TVL) достигающим $21 миллиард, главным образом за счет платформ кредитования, таких как Aave и Benqi, а также децентрализованных бирж, таких как Trader Joe и Curve. C-Chain также реализовал некоторые ключевые интеграции для облегчения расширения DeFi-активности, включая чеканку и погашение Tether (USDT) и Circle (USDC) на C-Chain, с текущей общей стоимостью USDT и USDC на цепи в размере $1.2 миллиарда. Кроме того, поддержка от поставщиков оракулов цен является важной для приложений DeFi, таких как рынки кредитования, где Chainlink является крупнейшим поставщиком с долей рынка 53%, в настоящее время поддерживая 116 приложений на C-Chain.

В декабре 2023 года C-Chain поддерживала среднюю скорость транзакций 40 транзакций в секунду (TPS) на протяжении всего месяца, достигая максимума в 106 TPS за одну минуту. Хотя всплеск объема транзакций главным образом объясняется легкими транзакциями (обычно считающимися низкого качества), это все равно демонстрирует превосходную производительность технологического стека Avalanche по сравнению с другими цепочками EVM. Однако по сравнению с цепочками с высокой пропускной способностью, такими как Solana, производительность обработки транзакций C-Chain относительно ниже, при этом средняя скорость транзакций последней typically в 100 раз превышает C-Chain. Для улучшения производительности сети платформа планирует поддерживать цепочки с высокой пропускной способностью, построенные с использованием HyperSDK.

X-Chain имеет простую функцию, отвечающую исключительно за создание и передачу внутренних активов сети Avalanche. В отличие от этого, P-Chain играет более важную роль в технической экосистеме Avalanche, служа как реестр подсетей, записывая активный статус валидаторов и их веса стэйкинга, чтобы обеспечить плавное взаимодействие между подсетями.

В настоящее время валидаторы, участвующие в валидации любого подсети, также должны нести ответственность за валидацию трех цепочек (C-Chain, X-Chain, P-Chain) в Mainnet. На сегодняшний день Mainnet привлек 1 821 узел-валидатор, в общей сложности стейкинг которых составляет 259 миллионов токенов AVAX, что составляет 59% от общего стейка. Чтобы стать валидатором в Mainnet, узел должен поставить на кону как минимум 2 000 токенов AVAX, в то время как держатели токенов могут участвовать в обслуживании сети, поставив на кону не менее 25 токенов AVAX. Примерно 82% от общего стейка идет от самих узлов, в то время как оставшиеся 18% поступают от отдельных делегаторов. По сравнению с другими цепочками Proof of Stake (PoS), функция ликвидного стейкинга Avalanche не получила широкого распространения. Как два крупнейших поставщика услуг ликвидного стейкинга на Avalanche, Benqi и GoGoPool в настоящее время составляют всего 3% от общего стейка.

Команда Ava Labs представила Предложение ACP-13 сообществу Avalanche с целью снижения затрат и сложности запуска подсетей. Это предложение вводит новый тип идентификатора валидатора — Сетевые валидаторы (SOV), которым не требуется синхронизировать и проверять весь основной блокчейн, а сосредотачиваться исключительно на проверке P-цепочки. Это происходит потому, что взаимодействие между подсетями полностью зависит от механизма проверки P-цепочки. Ожидается, что эти изменения значительно снизят начальные постоянные расходы на развертывание подсетей, оптимизируют распределение ресурсов аппаратного обеспечения валидатора, снизят регуляторные риски для институциональных клиентов и поддержат межсетевую совместимость.

По текущим правилам все валидаторы подсетей должны участвовать в проверке трехцепочечной основной сети, требуя минимальной ставки в 2 000 AVAX, что при текущей рыночной цене AVAX эквивалентно примерно $88 000 начального капитала на валидатора. Предложение ACP-13 направлено на снижение затрат на 75%, позволяя SOV ставить только 500 AVAX, поскольку они не участвуют в проверке основной сети и, следовательно, не получают сетевых вознаграждений. Тем не менее, даже с предложенным снижением стоимости, запуск валидатора подсети все равно требует около $22 000, и влияние ценовой чувствительности на потенциальных валидаторов еще предстоит оценить.

Отменяя требования к валидации для C-Chain и X-Chain, предложение позволяет валидаторам подсетей более эффективно распределять свои аппаратные ресурсы, сосредотачиваясь на поддержании своих собственных цепочек, а не на распылении ресурсов для поддержки основной сети. Несмотря на то, что текущие требования к оборудованию для основной сети невысоки, в сообществе все еще раздаются голоса, призывающие к увеличению конфигурации оборудования для повышения общей производительности. Этот двойной спрос на ресурсы вызывает вопросы о том, полностью ли техническая архитектура Avalanche стремится стать высокопроизводительной платформой.

Более важно, Предложение ACP-13 также рассматривает проблемы регуляторного риска, с которыми сталкиваются платформы для разрешения умных контрактов (такие как C-Chain). Например, правительство США наложило санкции ОФАК на определенные адреса Ethereum, заставляя регулируемых валидаторов, разработчиков и передатчиков исключать определенные транзакции, чтобы оставаться соответствующими. Освобождая подсетевых валидаторов от обязательства участвовать в консенсусе Mainnet, ACP-13 эффективно снижает этот регуляторный риск, предоставляя больше возможностей для сущностей в США, склонных к снижению рисков, для создания блокчейнов.

Архитектура подсети

Avalanche нацелен на то, чтобы стать предпочтительной сетью для разработчиков, строящих пользовательские блокчейны. Для достижения этой цели крайне важно предоставить совместимую, гибкую и эффективную инфраструктуру.

Avalanche Warp Messaging

В мире блокчейна, где сосуществуют несколько цепочек, взаимодействие особенно важно. Avalanche Warp Messaging (AWM), как основная технология, предоставленная Avalanche, позволяет обеспечить коммуникацию между различными подсетями. Эта технология позволяет кластерам валидаторов двух различных цепочек общаться непосредственно, устраняя необходимость в сторонних мостах для передачи данных или активов, что значительно упрощает взаимодействие между различными блокчейнами в сети Avalanche. Дизайн AWM является очень гибким и поддерживает передачу сообщений между любыми цепочками, зарегистрированными на P-Chain, будь то открытые базовые цепочки, такие как C-Chain, полностью разрешенные прикладные специализированные цепочки или любая их комбинация.

Передача сообщений между подсетями обеспечивается ретрансляторами, и эти сообщения проверяются с использованием технологии мультиподписи BLS. Подсеть-получатель подтверждает допустимость этих подписей, обращаясь к P-Chain, который служит реестром узлов валидаторов подсети. Например, предположим, что подсеть A отправляет сообщение подсети B. Как только AWM активируется пользовательским действием, валидаторы подсети A коллективно подписывают сообщение и передают его подсети B через ретранслятор. Затем валидаторы подсети B проверяют сообщение, чтобы определить, подписано ли оно определенной долей стейкинг-веса от подсети A. Следует подчеркнуть, что весь процесс передачи, приема и проверки сообщения не зависит от каких-либо внешних сущностей.

С момента запуска в декабре 2022 года Avalanche Warp Messaging (AWM) был активен. Однако для обеспечения совместимости с виртуальной машиной Ethereum (EVM) требуются ряд значительных инженерных оптимизаций. С введением ACP-30 был установлен унифицированный стандарт реализации для межподсетевой передачи сообщений на C-Chain и всех блокчейнах, основанных на EVM, в рамках сети Avalanche.

Это предложение сообщества официально вступило в силу с обновлением Durango 6 марта 2024 года, позволяя пользователям легко передавать активы между различными цепями, используя инструмент Teleporter. Построенный на AWM, Teleporter предоставляет простой интерфейс для отправки и получения кросс-цепных сообщений, тем самым поддерживая передачу токенов ERC-20 между блокчейнами в сети Avalanche. Teleporter разработан для обеспечения гладкого и надежного пользовательского опыта, включая функции, такие как избегание дублирования транзакций, внедрение белых списков релееров и установка опциональных комиссий за транзакции. С широким принятием стандарта ACP-30, он вскоре будет применен к HyperSDK, дополнительно расширив количество цепей, подключенных через Teleporter, и улучшив межцепную совместимость сети Avalanche.

Виртуальные машины подсети и HyperSDK

Виртуальные машины (VM) - это программные системы, которые определяют конкретное операционное поведение блокчейна, устанавливая форматы транзакций, разрешения на доступ к состоянию, механизмы газа и другие ключевые элементы. Различные философии проектирования и реализации ВМ имеют глубокие последствия для производительности и функциональности разработанных на их основе приложений. Возьмем в качестве примера Эфириумскую виртуальную машину (EVM) и Солановскую виртуальную машину (SVM). У них существенно отличаются компромиссы в дизайне: EVM известна своим большим сообществом разработчиков и зрелыми инструментами разработки, в то время как SVM фокусируется на оптимизации производительности благодаря своему многопоточному времени выполнения, параллельным возможностям выполнения и улучшенным механизмам оплаты транзакций.

Сеть Avalanche позволяет блокчейн-системам, построенным на ней, выбирать запуск предварительно созданных виртуальных машин, таких как Subnet-EVM, разработанный специально для совместимости с Subnets, или пользовательские виртуальные машины разработчиков. Учитывая, что создание совершенно новой виртуальной машины является очень сложной задачей, подавляющее большинство цепочек в сети Avalanche выбирают запуск Subnet-EVM. Разработка HyperSDK направлена на снижение барьера при создании пользовательских виртуальных машин, что позволяет разработчикам достичь персонализированной настройки без начала с нуля.

HyperSDK предоставляет среду для создания пользовательских виртуальных машин (HyperVM), которые можно напрямую интегрировать в сеть Avalanche. Оборудованный мощными настройками по умолчанию, этот фреймворк позволяет разработчикам сосредоточиться на разработке основного приложения, необходимости строить виртуальные машины с нуля. В теории HyperSDK может сократить время, необходимое для разработки виртуальной машины, с нескольких месяцев до нескольких дней, значительно ускоряя реакцию разработчиков на рынке.

Разработка HyperSDK означает не только новый уровень повышения производительности Avalanche, но и внедрение продвинутого механизма обработки транзакций под названием Vryx. Философия дизайна Vryx вдохновлена несколькими широко известными исследовательскими работами, особенно статьей Narwhal Tusk, выпущенной Diem (бывшая команда Facebook), которая имеет глубокие последствия для современных блокчейнов, таких как Aptos и Sui. По своей сути Vryx разделяет различные этапы обработки транзакций, позволяя валидаторам одновременно создавать и реплицировать блоки. Короче говоря, он обеспечивает горизонтальную масштабируемость пропускной способности за счет сокращения общего времени, необходимого для создания блоков, репликации и проверки. Это означает, что Vryx значительно увеличит скорость обработки транзакций сети Avalanche, доведя ее количество транзакций в секунду (TPS) до новых максимумов. Хотя Vryx еще не был официально запущен, Ava Labs планирует интегрировать его в HyperSDK к концу этого года. Тесты производительности, которые будут выпущены Ava Labs, продемонстрируют эффективную производительность Vryx, с ожидаемым прорывом в TPS более 100 000.

Решение базы данных

В стремлении оптимизировать производительность в конструкции блокчейна улучшения производительности часто сопровождаются увеличением аппаратных требований для валидаторов. Будущие аппаратные требования подсетей будут зависеть от выбранного типа виртуальной машины, и сообщество основной сети столкнется с решением: соответствует ли этот баланс аппаратных требований C-Chain. Обычно считается, что увеличение аппаратных требований приведет к увеличению затрат на становление валидатором, что в свою очередь может снизить универсальность операции узла, что является критическим аспектом в балансировке производительности и децентрализации. Хотя теоретически это разумно, на практике это не всегда так. Например, несмотря на более высокие аппаратные требования, сеть Solana может поддерживать 1 606 заложенных узлов, превышая масштаб основной сети Avalanche. Кроме того, факторы, такие как географическое распределение узлов и серверов, также являются важными аспектами в дискуссиях о децентрализации.

Для дальнейшего улучшения производительности Ava Labs активно разрабатывает собственное решение для базы данных, называемое Firewood. Firewood нацелен на решение основного препятствия управления состоянием, с которым сталкиваются в процессе расширения блокчейна. Состояние блокчейна относится к мгновенному снимку актуальных данных, хранящихся в системе, который увеличивается при использовании. В результате валидаторам необходимо быстро получать доступ к текущему состоянию для эффективной обработки транзакций, что становится все более сложной задачей по мере роста состояния.

Цель Firewood состоит в улучшении ранее разработанной базы данных MerkleDB. Он принимает инновационный механизм для эффективного хранения и извлечения состояний блокчейна путем сокращения накладных расходов, необходимых для изменения существующего состояния. Ожидается, что внедрение этого механизма создаст более надежную систему базы данных, способную обеспечить быстрый доступ к состоянию, тем самым устраняя основные препятствия для увеличения производительности обработки транзакций. Ava Labs планирует в ближайшее время выпустить результаты тестирования производительности Firewood, чтобы продемонстрировать его превосходные возможности в работе.

Сравнение с другими технологическими решениями

Avalanche - не единственный технологический стек, строящий инфраструктуру для запуска блокчейнов. В настоящее время наиболее известными методами создания собственной цепочки являются цепочки приложений (appchains) в экосистеме Cosmos и rollups на Ethereum. У каждого фреймворка есть свой набор компромиссов, привлекающий разные группы разработчиков.

Цепь приложений Cosmos

Сеть Avalanche и экосистема Cosmos имеют почти идентичные конечные цели: соединение асинхронных независимых цепочек с помощью стандартов обмена сообщениями с минимальным доверием. Обе платформы позволяют разработчикам создавать блокчейны, которые управляют собственной безопасностью, требуя создания высококачественного набора валидаторов. Даже с внедрением ACP-13 депозит в размере 500 AVAX все еще может служить барьером для входа в качестве валидатора подсети. Таким образом, валидаторы, которые платят депозит, могут быть более склонны к проверке нескольких цепочек, чтобы получить больше вознаграждений и компенсировать свой первоначальный депозит. В сегодняшней экосистеме Cosmos нет механизма, аналогичного требованию о депозите в размере 500 AVAX; Тем не менее, мы видим значительное пересечение между наборами валидаторов AppChain. Например, Chorus One, Allnodes, Polkachu и Informal Systems являются валидаторами для Celestia, Cosmos Hub, Osmosis, и dYdX соответственно.

Это сравнение подчеркивает различия в дизайне и стратегии между различными стеками технологий блокчейна и то, как они привлекают и поддерживают сообщества валидаторов и разработчиков. Avalanche пытается снизить барьер для входа через предложение ACP-13 для облегчения создания и поддержания большего количества подсетей и блокчейнов, в то время как экосистема Cosmos привлекает участие валидаторов без необходимости значительных предварительных депозитов, демонстрируя различную динамику экосистемы и привлекательность для разработчиков. Эти различия отражают различные стратегии каждой платформы в балансировке безопасности, децентрализации и удобства использования.

В настоящее время P-цепь в сети Avalanche служит центральной системой реестра для подсетей, где хранится информация о валидаторах. Такая архитектура означает, что хотя подсети технически независимы, они в определенной степени зависят от P-цепи и не могут полностью работать автономно. Например, распределение наград за стейкинг в подсетях определяется P-цепью, что ограничивает свободу подсетей экспериментировать с новыми механизмами распределения наград. В отличие от этого, цепи в экосистеме Cosmos имеют большую суверенитет; у них нет централизованного хаба, как у Avalanche, что позволяет им больше свободы для настройки и проектирования своего технологического стека. Одним из предложений по реформированию, в настоящее время обсуждаемых Ava Labs, является разрешение наборам валидаторов, контролируемым подсетями, управлять и отчитываться о любых изменениях в P-цепи, предоставляя подсетям больше автономии, в то время как P-цепь действует только как мост для межподсетного общения. Это предложение все еще находится на стадии обсуждения, и его перспективы внедрения неопределенны.

Экосистема Cosmos в последние годы прошла обширные технические эксперименты, с успешными случаями, такими как Terra и dYdX, демонстрирующими ее способность обрабатывать общий трафик L1 и удовлетворять конкретные потребности приложений. По сравнению с 34 подсетями Avalanche и 36 активными цепями, у Cosmos в настоящее время 88 активных цепей, и его большое развивающееся сообщество приносит больше инноваций в технологический стек, такие как модули, разработанные внешними командами для использования другими цепями.

Хотя у Avalanche AWM и у Cosmos протокол IBC есть сходства в межцепочечной коммуникации, у них есть фундаментальные различия в механизмах верификации сообщений. AWM использует P-цепь в качестве универсального реестра для подписей активных валидаторов на всех подсетях, в то время как у IBC нет такой унифицированной точки верификации; валидаторы Cosmos должны синхронизировать информацию между цепями и локально записывать наборы валидаторов других цепей. Это означает, что каналы между цепями Cosmos должны периодически обновляться для обеспечения точности набора валидаторов, требуя настройку соединения для каждого нового канала, установленного.

Как в технологиях AWM, так и в технологиях IBC доставка сообщений между цепочками зависит от ретрансляторов. Однако в экосистеме Cosmos работа ретрансляторов не имеет прямого экономического стимула, часто предоставляемого поставщиками услуг в зависимости от потребностей бизнеса. Несмотря на то, что предложение об увеличении комиссий за переводы IBC не получило широкой поддержки, экосистема Cosmos все же создала большую ретрансляционную сеть, в которой такие игроки, как Crossnest, Informal Systems и Notional, играют решающую роль. По мере расширения экосистемы подсети создание аналогичной ретрансляционной сети требует времени, но Teleporter обеспечивает стимулы для ретрансляторов, вводя необязательные сборы, теоретически улучшая качество ретрансляционных услуг и ускоряя скорость передачи активов. Несмотря на то, что Teleporter работает в сети меньше суток, мы продолжим следить за развитием экосистемы ретранслятора.

Консенсусный механизм Avalanche, использующий технику Subsample, успешно расширил масштаб активных наборов валидаторов до более чем 1800, что значительно лучше, чем у цепочек Cosmos, где количество валидаторов обычно колеблется от 80 до 180. Это расширение позволяет разрешить блокчейнам процветать в сети Avalanche. Однако обе сети поддерживают разработчиков при создании цепочек с наборами валидаторов с разрешениями, таких как Noble в Cosmos и Evergreen в Avalanche. С запуском HyperSDK, Vryx и Firewood от Avalanche ожидается предоставление более эффективной технической поддержки. Однако конкретные улучшения производительности будут определены только после выпуска соответствующих бенчмарков.

Rollups

Rollups предоставляют другой способ запуска новых блокчейнов в сети Avalanche. Они работают путем расширения возможностей выполнения другого блокчейна и возвращения данных транзакций на исходный блокчейн. Опции развертывания Rollup разнообразны и включают технологии верификации состояния, такие как доказательства мошенничества или доказательства в нуле, фреймворки типа OP Stack или Arbitrum Orbit, варианты расчетов, такие как Ethereum или другие rollups, и решения доступности данных, такие как Ethereum или Celestia. Дизайн Rollups значительно влияет на их безопасность и стабильность, поэтому, суммируя этот метод конструирования, мы стремимся сравнить его с концепцией запуска блокчейна в сети Avalanche.

Одно из существенных отличий заключается в источнике безопасности. Блокчейны в сети Avalanche полагаются на себя для обеспечения безопасности, в то время как роллапы наследуют безопасность от своего базового уровня. Роллапы расширяют возможности исполнения базового блокчейна, создавая механизм, предоставляемый базовым уровнем для поддержки консенсуса, расчетов и доступности данных для роллапов. Напротив, подсети — это, по сути, независимые блокчейны уровня 1, которые обеспечивают собственный консенсус, расчеты и доступность данных, имея собственные токены для стейкинга. В то время как большинство решений для объединения ориентированы на EVM-совместимые накопители, которые могут иметь ограничения производительности по сравнению с более новыми виртуальными машинами, создание накопительных пакетов на основе новых или пользовательских виртуальных машин (таких как вилка SVM, используемая Eclipse) вполне осуществимо. Подсети Avalanche остаются нейтральными по отношению к виртуальным машинам, что означает, что подсети могут запускать блокчейны на основе любой виртуальной машины. Несмотря на то, что большинство подсетей в производственных средах в настоящее время поддерживают EVM, внедрение MoveVM, виртуальных машин на основе WASM и других пользовательских виртуальных машин, разработанных с помощью HyperSDK, неуклонно прогрессирует.

В большинстве текущих архитектур rollup выполнение транзакций зависит от одного единственного последователя, ответственного за публикацию данных транзакций в слой доступности данных, обеспечивая их общедоступность. При этой архитектуре последователь становится потенциальной централизованной точкой отказа; если происходит сбой системы, пользователи могут быть не в состоянии выполнить транзакции второго уровня. Хотя такие сбои обычно не приводят к прямым потерям активов пользователей, конкретное проектирование rollups определяет уровень гарантий безопасности. С другой стороны, сеть Avalanche обеспечивает отсутствие одной точки отказа благодаря механизмам изоляции отказов, поэтому даже если P-цепь выйдет из строя, это повлияет только на межцепочную коммуникацию, и деятельность в каждой подсети будет продолжаться нормально. Это резко контрастирует с деградацией производительности rollups при возникновении проблем с расчетами или доступностью данных.

Механизм безопасности Avalanche основан на подсетях, ответственных за выполнение, доступность данных и консенсус, где валидаторы выполняют все роли цепи. Как и в большинстве цепей, основанных на доказательстве доли, валидаторы получают экономические стимулы для участия в обеспечении безопасности сети за счет наград за инфляцию или комиссионных сборов. В отличие от них, rollups должны публиковать данные транзакций на уровне доступности данных, чтобы слои выполнения и расчета могли подтвердить доступность данных транзакции. Если данные не сделаны общедоступными, это может привести к тому, что состояние rollup не сможет обновиться, что приведет к замораживанию активов пользователей. В теории пользователи должны иметь возможность загружать данные блока и проверять переходы состояния rollup сами, чтобы обеспечить безопасность.

В рамках сети Avalanche, поскольку подсети отвечают за безопасность сами, стоимость запуска блокчейна по сути фиксирована, и единственная стоимость - это плата за стейкинг AVAX, сниженная с помощью плана ACP-13. В отличие от этого, операционные расходы роллапов в основном состоят из стоимости публикации данных на уровне доступности данных, которая является переменной стоимостью, изменяющейся в зависимости от использования и обычно передаваемой пользователям в виде комиссий за транзакции. Запуск Celestia значительно снижает экономическое бремя операции роллапов путем снижения этих расходов на 99%.

Одним из значительных преимуществ подсетей перед роллапами является технология Avalanche Warp Messaging (AWM), которую они принимают, обеспечивая естественную совместимость в рамках сети Avalanche. В настоящее время эта совместимость отсутствует у роллапов, что приводит к нерешенным проблемам в области межроллапного взаимодействия. В изолированной сети, образованной роллапами, потоки фондов, сообщества пользователей и внимание рынка начали диверсифицироваться. Хотя существуют различные сторонние решения для мостов, каждое решение основано на своем наборе доверенных механизмов.

В настоящее время ведутся попытки построить более комплексные мостовые решения с использованием zk-доказательств. Если два роллапа используют одного и того же zk-доказателя, они могут асинхронно обмениваться сообщениями без дополнительных механизмов доверия. Однако у этого метода также есть ограничения. Несколько команд разрабатывают собственных zk-доказателей, каждая надеясь, что их решение станет стандартом. Это может дальше фрагментировать ликвидность между различными кластерами роллапов на основе одной и той же технологии, а не ограничиваться одним роллапом, и связь за пределами каждого кластера по-прежнему зависит от сторонних мостов. В отличие от этого, Avalanche обеспечивает надежное асинхронное взаимодействие по всей сети, приняв унифицированный протокол обмена сообщениями, без использования сторонних мостовных услуг.

Заключение

Сеть Avalanche постепенно становится ведущей платформой для создания высокопроизводительных блокчейнов, которые без проблем взаимодействуют друг с другом. Их самым большим вызовом будет привлечение строителей в экосистему Avalanche, а не выбор экосистем конкурентов. Сильное внимание к производительности и масштабируемости в технологии блокчейн может стать конкурентным преимуществом для Avalanche. Мы предполагаем, что запуск HyperSDK, Vryx и Firewood во второй половине года станет важным катализатором для широкого принятия Subnets. Кроме того, обсуждения о ACP-13 строго сосредоточены на снижении барьеров для входа и увеличении уровня принятия Subnet. Целью ACP-13 является упрощение присоединения большего количества разработчиков и проектов к сети Avalanche путем снижения затрат и упрощения процессов для стимулирования создания и развития Subnets. Ожидается, что такие меры увеличат разнообразие и функциональность сети Avalanche, тем самым привлекая больше строителей для участия в ее экосистеме.

Отказ от ответственности:

  1. Эта статья перепечатана из [chaincatcher], Все авторские права принадлежат оригинальному автору [Дэн Смит],. Если есть возражения к этому перепечатыванию, пожалуйста, свяжитесь с Gate Учитькоманда, и они быстро справятся с этим.
  2. Ответственность за отказ: Взгляды и мнения, выраженные в этой статье, являются исключительно мнениями автора и не являются инвестиционными советами.
  3. Переводы статьи на другие языки выполняются командой Gate Learn. Если не указано иное, копирование, распространение или плагиат переведенных статей запрещены.
Comece agora
Registe-se e ganhe um cupão de
100 USD
!