Rantai SKALE

Rantai SKALE adalah komponen penting Jaringan SKALE, menawarkan pendekatan berbeda terhadap skalabilitas dan kinerja blockchain, dengan beroperasi sebagai blockchain independen yang disesuaikan untuk aplikasi tertentu dan menggunakan node validator yang dikontainerisasi. Setiap rantai berfungsi sebagai sidechain elastis yang mampu mengskalakan secara horizontal untuk menangani peningkatan volume transaksi. Hal ini dicapai melalui alokasi sumber daya jaringan yang dinamis di sejumlah 16 node, yang secara berkala diputar dan dipilih secara acak untuk meningkatkan keamanan dan desentralisasi.

Arsitektur SKALE Chains dirancang untuk mendukung throughput tinggi dan latensi rendah. Setiap rantai beroperasi secara mandiri, memproses transaksi dan mengeksekusi kontrak cerdas secara independen, yang memastikan bahwa mereka mampu menangani persyaratan dApp kompleks tanpa dibatasi oleh keterbatasan blockchain tunggal, monolitik. Penggunaan node validator yang terkontainerisasi memungkinkan manajemen sumber daya yang efisien, memungkinkan Chains menyediakan lingkungan yang efektif untuk aplikasi terdesentralisasi.

Arsitektur hibrid SKALE mengintegrasikan karakteristik Layer 1 dan Layer 2: sebagai solusi Layer 1, setiap rantai mengelola pemrosesan transaksi, konsensus, dan penyimpanan datanya sendiri, mendapatkan manfaat dari keamanan dan orkestrasi yang diberikan oleh jaringan utama Ethereum sambil juga berfungsi sebagai perpanjangan Layer 2.

Mekanisme Konsensus

Jaringan SKALE menggunakan protokol Asynchronous Binary Byzantine Agreement (ABBA) untuk mekanisme konsensusnya, yang dirancang khusus untuk mengatasi tantangan lingkungan terdesentralisasi, seperti laten jaringan dan kegagalan node. Protokol ini memastikan transaksi diproses dengan cepat dan aman, dengan finalitas tercapai segera setelah blok disertakan dalam rantai. Protokol ABBA juga mendukung Byzantine Fault Tolerance (BFT), memungkinkan jaringan tetap beroperasi bahkan jika beberapa node berperilaku jahat atau mengalami waktu tidak aktif.

Bagaimana ABBA bekerja

Protokol ABBA mencapai konsensus dalam sistem terdesentralisasi dengan hingga sepertiga node Byzantine (rusak atau jahat). Ini memastikan kesepakatan pada nilai biner (0 atau 1) meskipun keterlambatan pesan sembarang. Ini berfungsi mengikuti langkah-langkah di bawah ini:

1. Pembuatan Usulan Blok:

• Node membuat proposal untuk blok yang berisi transaksi.
• Jika ada cukup transaksi tertunda, sebuah blok diajukan.
• Jika tidak ada transaksi, blok kosong diajukan.

2. Komunikasi yang Handal:

• Proposal dikirim ke node lain menggunakan protokol ketersediaan data.
• Ini memastikan bahwa proposal mencapai supermayoritas (lebih dari dua pertiga) dari node.

3. Voting dan Agregasi Tanda Tangan:

• Setelah menerima proposal, node menambahkannya ke database mereka dan mengirim kembali tanda tangan parsial.
• Ketika sebuah node mengumpulkan cukup tanda tangan parsial untuk membentuk mayoritas mutlak, node tersebut mengumpulkan.io ini menjadi satu tanda tangan ambang tunggal dan menyiarakkannya.

4. Keputusan Konsensus:

• Node menggunakan tanda tangan aggreGate.iod untuk memberikan suara pada blok yang diusulkan.
• Beberapa contoh protokol ABBA dijalankan untuk memberikan suara pada berbagai proposal.
• Sebuah blok dengan suara supermajoritas diterima dan ditambahkan ke blockchain.

5. Randomisasi:

• Nilai acak (koin) memengaruhi pengambilan keputusan untuk memastikan kemajuan meskipun node Byzantine.
• Mekanisme koin umum membantu node jujur untuk konvergensi pada keputusan yang sama.

6. Keamanan dan Kepastian:

• Menggunakan tandatangan ambang dan properti BFT untuk keamanan.
• Menjamin bahwa jika semua node jujur ​​mulai dengan nilai yang sama, mereka akan setuju dalam jumlah putaran yang terbatas.
• Setelah nilai ditentukan, itu adalah final.

Kriptografi BLS

Kriptografi ambang BLS (Boneh–Lynn–Shacham) merupakan bagian dari proses konsensus SKALE. Ini memungkinkan sekelompok peserta untuk menghasilkan tanda tangan secara kolaboratif. Ini sangat berguna dalam sistem terdesentralisasi untuk memastikan konsensus yang aman dan dapat diverifikasi.

Di BLS , setiap peserta dalam jaringan memiliki kunci privat dan kunci publik. Kunci privat digunakan untuk menandatangani pesan, sedangkan kunci publik digunakan untuk memverifikasi tanda tangan. Untuk menandatangani pesan, seorang peserta menggunakan kunci privat mereka untuk membuat tanda tangan, yang merupakan rangkaian singkat yang dapat dilampirkan ke pesan. Kemudian, pihak yang tertarik dengan kunci publik dapat memverifikasi bahwa tanda tangan tersebut valid dan bahwa tanda tangan tersebut dibuat oleh pemegang kunci privat yang sesuai.

Dalam kriptografi ambang, sejumlah minimum peserta (t dari n) diperlukan untuk bekerja sama guna membuat tanda tangan yang sah. Parameter ini memastikan bahwa sistem tetap aman bahkan jika beberapa peserta dikompromikan. Kunci pribadi dibagi menjadi beberapa bagian menggunakan teknik yang disebut Pembagian Rahasia Shamir, di mana setiap peserta menerima bagian dari kunci pribadi.

Untuk menghasilkan tanda tangan, setidaknya peserta T harus menggabungkan bagian mereka, masing-masing menghasilkan tanda tangan parsial menggunakan bagian kunci privat mereka. Ini kemudian digabungkan untuk membentuk tanda tangan lengkap yang dapat diverifikasi dengan kunci publik. Kemudian, tanda tangan gabungan dapat diverifikasi menggunakan kunci publik, seperti tanda tangan BLS biasa.

Dalam praktiknya, proses konsensus melibatkan beberapa tahap. Awalnya, node mengusulkan blok baru dan membaginya dengan validator lain di jaringan. Setiap validator kemudian memverifikasi transaksi blok dan menandatanganinya menggunakan tanda tangan BLS. Tanda tangan ini aggreGate.iod menjadi tanda tangan grup tunggal, yang disiarkan ke jaringan. Setelah supermajority validator telah menandatangani blok, itu ditambahkan ke rantai, mencapai finalitas. Proses ini memastikan bahwa transaksi dikonfirmasi dengan cepat sambil mempertahankan tingkat keamanan yang tinggi.

Operasi Node

Setiap node mengoperasikan beberapa subnode virtualisasi, yang merupakan contoh-container yang mampu berpartisipasi dalam proses konsensus dan menjalankan kontrak cerdas. Virtualisasi ini memungkinkan node untuk mendukung beberapa rantai secara bersamaan, memberikan infrastruktur yang fleksibel dan dapat diskalakan untuk jaringan.

Operasi node diatur oleh serangkaian kontrak pintar yang diterapkan di mainnet Ethereum, yang secara kolektif dikenal sebagai SKALE Manager. Kontrak ini menangani fungsi-fungsi penting seperti pendaftaran node, rotasi, dan staking. Validator, yang mengoperasikan node, harus mematuhi persyaratan kinerja dan keamanan yang ketat, termasuk mempertahankan uptime tinggi dan latensi rendah. Metrik kinerja terus dipantau, dengan node dievaluasi dan dihargai atau dihukum berdasarkan kepatuhan mereka terhadap standar jaringan.

Sifat dinamis operasi node adalah fitur penting dari arsitektur SKALE. Node secara berkala diputar ke SKALE Chains yang berbeda, mencegah node tunggal menjadi titik kegagalan sentral. Rotasi ini dikelola oleh kontrak Manajer SKALE, yang menggunakan algoritma seleksi acak untuk menetapkan node ke chains. Pendekatan ini meningkatkan desentralisasi dan keamanan jaringan dengan memastikan kontrol atas setiap chain yang diberikan didistribusikan di antara serangkaian validator yang beragam.

Fitur Keamanan

Keamanan di SKALE Network menggunakan pendekatan multi-faceted untuk melindungi operasi. Arsitektur hibrida jaringan memperoleh keamanan dari protokol aslinya dan mainnet Ethereum. Tanda tangan ambang batas BLS dan Distributed Key Generation (DKG) digunakan untuk mengamankan pesan antarrantai dan memastikan integritas transaksi lintas rantai. Pendekatan kriptografi ini mencegah akses dan manipulasi data yang tidak sah, menjaga kepercayaan jaringan.

SKALE juga menggunakan model proof-of-stake (PoS), di mana validator mempertaruhkan token SKL untuk berpartisipasi dalam jaringan sebagai imbalan keuntungan ekonomi sebagai insentif untuk bertindak jujur dan menjaga keamanan jaringan. Mereka secara berkala diputar untuk meminimalkan risiko kolusi dan memastikan tingkat desentralisasi yang tinggi, dan salah satu elemen yang membedakan SKALE dari blockchain lainnya adalah bahwa juga termasuk mekanisme pemotongan untuk menghukum perilaku jahat atau ceroboh, yang lebih lanjut melindungi integritas ekosistem.

Pemantauan dan Kinerja Node

Setiap node dilengkapi dengan Layanan Pemantauan Node (NMS), yang melacak kinerja node lain dalam jaringan. Layanan ini mengukur waktu aktif dan laten, secara berkala melakukan ping ke node rekan dan mencatat metrik ini ke database lokal. Pada akhir setiap epoch, metrik ini dirata-ratakan dan disampaikan ke kontrak pintar mainnet, yang menggunakannya untuk menentukan distribusi pembayaran ke node dan menandai node yang di bawah kinerja untuk ditinjau.

Dengan memantau dan mengevaluasi kinerja node, Jaringan SKALE dapat mengidentifikasi dan menangani masalah dengan cepat, menjaga tingkat keandalan dan keamanan yang tinggi. NMS juga berkontribusi pada tata kelola terdesentralisasi jaringan, karena node dipertanggungjawabkan oleh rekan mereka bukan otoritas terpusat.

Kinerja node juga dipengaruhi oleh alokasi sumber daya dinamis, karena setiap node dalam Jaringan SKALE ditempatkan dalam wadah, memungkinkan pengelolaan efisien CPU, memori, dan sumber daya penyimpanan, yang memungkinkan node mendukung beberapa rantai secara bersamaan, menyediakan infrastruktur yang dapat diskalakan dan fleksibel. Sifat dinamis dari alokasi sumber daya memastikan bahwa node dapat beradaptasi dengan beban kerja yang bervariasi, menjaga kinerja optimal di seluruh jaringan.

Pesan Antar Rantai dan Interoperabilitas

Pesan antar rantai memungkinkan komunikasi yang efektif antara Rantai SKALE dan mainnet Ethereum, memfasilitasi transfer token dan pesan di antara rantai, menggunakan kriptografi ambang BLS untuk mengamankan interaksi ini. Kemampuan ini memungkinkan pengembang untuk membuat dApps kompleks yang dapat berinteraksi dengan beberapa rantai, meningkatkan fungsionalitas dan jangkauan mereka.

IMA mendukung berbagai standar token, termasuk ERC-20, ERC-721, dan ERC-1155, memberikan fleksibilitas bagi para pengembang. Dengan memungkinkan transfer aset dan data antar rantai, IMA memastikan bahwa SKALE Chains dapat memanfaatkan teknologi yang ditawarkan oleh ekosistem Ethereum sambil mempertahankan operasi individunya sendiri. Ini memungkinkannya untuk berfungsi sebagai perpanjangan dari Ethereum sambil memberikan kinerja dan skalabilitas yang ditingkatkan.

Alat Pengembang dan Kompatibilitas

Jaringan SKALE, secara desain, ramah bagi pengembang. Ini menyediakan alat-alat dan kompatibilitas dengan lingkungan pengembangan Ethereum yang sudah ada. Rantai SKALE sepenuhnya kompatibel dengan Mesin Virtual Ethereum (EVM), memungkinkan pengembang untuk mendeploy kontrak pintar mereka yang sudah ada tanpa modifikasi.

Jaringan juga menawarkan berbagai alat pengembang untuk mendukung pengembangan dApp. Alat-alat ini termasuk SDK, API, dan dokumentasi untuk membantu pengembang membangun, mendeploy, dan mengelola aplikasi mereka di SKALE. Dukungan jaringan untuk Solidity, bahasa pemrograman yang digunakan untuk kontrak pintar Ethereum, lebih memudahkan proses pengembangan. Dengan menyediakan paket alat yang komprehensif dan mempertahankan kompatibilitas dengan Ethereum, SKALE menurunkan hambatan masuk bagi pengembang dan mendorong penciptaan dApps inovatif.

Highlights

• Rantai SKALE menyediakan lingkungan blockchain yang dapat diskalakan dan fleksibel dengan node validator yang dikontainerisasi dan penyeimbangan beban dinamis.
• Jaringan menggunakan protokol Asynchronous Binary Byzantine Agreement (ABBA) untuk konsensus, didukung oleh kriptografi ambang BLS.
• Node mengoperasikan beberapa subnode virtualisasi, dikelola oleh kontrak pintar Manajer SKALE di Ethereum.
• Fitur keamanan meliputi tanda tangan BLS, DKG, dan model proof-of-stake dengan insentif ekonomi dan hukuman untuk validator.
• Arsitektur hibrida menggunakan karakteristik Layer 1 dan Layer 2, menggabungkan keamanan Ethereum dengan skalabilitas SKALE.