Arquitetura

A arquitetura de Cartesi preenche inteligentemente a lacuna entre o desenvolvimento de software tradicional e a tecnologia blockchain, permitindo a computação off-chain em um ambiente Linux. Essa arquitetura inovadora consiste nos seguintes componentes principais:

Máquina Cartesi

Arquitetura RISC-V

A Máquina Cartesi simula uma CPU RISC-V, que é uma arquitetura de conjunto de instruções (ISA) simples e modular, ideal para verificação formal e computação de baixo nível. Este ISA é a base do hardware virtual da Máquina Cartesi.

Integrado ao kernel do Linux (Linux Kernel)

A Máquina Cartesi executa um sistema operacional Linux completo, permitindo que os desenvolvedores usem ferramentas, bibliotecas e linguagens de programação Linux padrão. Essa integração é realizada compilando o software Linux para a arquitetura RISC-V. Isso efetivamente transforma a Máquina Cartesi em um computador virtual baseado em Linux que funciona off-chain.

Execução determinística

A Máquina Cartesi tem a característica de execução determinística, o que significa que, em qualquer ambiente de execução, a mesma entrada sempre produzirá a mesma saída. Essa determinismo é crucial para a reprodutibilidade do cálculo fora da cadeia, permitindo que outros verifiquem os resultados sem a necessidade de confiança.

Interação fora da cadeia e na cadeia

A máquina Cartesi interage com uma série de contratos inteligentes e componentes on-chain. Esses contratos são responsáveis por enviar dados para a máquina Cartesi, disparar cálculos e recuperar resultados. Essa arquitetura permite a execução de cálculos complexos off-chain, ancorando apenas os dados necessários on-chain, o que reduz significativamente os custos de gás e melhora a eficiência geral.

Sidechain Noether

Noether é uma cadeia lateral dedicada a garantir a disponibilidade de dados usados ​​em cálculos off-chain. Esta camada de disponibilidade de dados é muito importante porque os cálculos da Cartesi Machine off-chain dependem de dados acessíveis por todas as partes relevantes. Noether usa um mecanismo de prova de participação para manter sua rede, e os detentores de tokens fornecem e validam o armazenamento de dados.

Ao contrário do armazenamento permanente de dados da blockchain tradicional, o Noether é otimizado para armazenamento temporário. Esse design é especialmente adequado para aplicativos que requerem o armazenamento temporário de conjuntos de dados grandes, como tarefas de computação off-chain. Os dados podem ser descartados após o uso, o que reduz significativamente os custos de armazenamento.

Em resumo, Noether se dedica a gerenciar a disponibilidade de dados de forma descentralizada, garantindo que os dados não sejam controlados por uma única entidade. Isso é alcançado por meio de uma rede de nós: esses nós armazenam e fornecem conjuntamente os dados necessários para os aplicativos Cartesi.

protocolo

O protocolo Cartesi implementa cálculos seguros e verificáveis fora da cadeia, mantendo ao mesmo tempo a integridade e segurança da blockchain.

Estrutura de Descartes

O framework Descartes permite que os desenvolvedores executem cálculos complexos off-chain usando o Cartesi Machine. Garante que os resultados destes cálculos são reprodutíveis e verificáveis. Descartes lida com o ambiente de execução, onde as entradas são processadas na Máquina Cartesi, e os resultados são enviados de volta para o blockchain.

O Descartes possui um mecanismo de resolução de controvérsias, onde, se os participantes questionarem os resultados dos cálculos, o protocolo Cartesi pode decompor o cálculo em etapas menores para verificação individual na cadeia. Esse processo garante que quaisquer resultados incorretos possam ser detectados e corrigidos sem a necessidade de executar todo o cálculo novamente na cadeia.

Computação Verificável

Os resultados gerados pela Máquina Cartesi são ancorados na blockchain por meio de provas criptográficas. Essas provas permitem que qualquer parte verifique se o cálculo foi executado corretamente, sem precisar confiar no executor original.

Rollups

Cartesi usa a tecnologia rollup para agregar várias transações ou cálculos em uma única transação na cadeia. Isso reduz a carga da blockchain e permite maior throughput. O Rollup ajuda a manter a segurança da camada base (como o Ethereum) enquanto descarrega o trabalho de cálculo para a Máquina Cartesi.

O Cartesi oferece suporte a pacotes cumulativos otimistas e pacotes cumulativos de conhecimento zero (ZK). Os pacotes cumulativos otimistas pressupõem que todas as transações são válidas e só são validadas on-chain em caso de disputa. O ZK Rollup usa provas criptográficas para garantir a validade de cada lote de transações. Ambas as tecnologias de rollup fornecem uma solução para o problema de escalabilidade, reduzindo a quantidade de dados processados e armazenados on-chain.

Destaque

• Máquina Cartesi: simula um CPU RISC-V com sistema operacional Linux, permitindo que os desenvolvedores realizem cálculos off-chain utilizando linguagens e ferramentas de programação padrão.
• Execução determinística: garantir a reprodutibilidade do cálculo, permitindo resultados verificáveis e sem confiança.
• Interações off-chain e on-chain: os contratos inteligentes gerenciam envios de dados e resultados de computação para otimizar o uso e a eficiência do gás.
• Noether sidechain: gerencie a disponibilidade de dados usando uma rede descentralizada, otimizada para armazenamento de dados efêmeros para reduzir custos.
• Rollups: suporte para pacotes cumulativos otimistas e pacotes cumulativos de conhecimento zero, que melhoram a escalabilidade agregando várias transações em uma única transação on-chain.