Subspace - Что это такое ?

Безопасный, масштабируемый, децентрализованный - именно такой лозунг выбрал проект Subspace для своего описания.

Subspace - это первый протокол, который полностью разрешает трилемму блокчейна без компромиссов.

Subspace занимается решением дилеммы фермера, разберем это чуть более подробно:

В попытке сделать блокчейн более энергоэффективным, эгалитарным и децентрализованным, несколько новых протоколов используют консенсус на основе доказательств мощности (Proofs-of-Capacity, PoC), которые заменяют вычислительный майнинг на фермерство, требующее хранения данных. Мы наблюдаем, что консенсус PoC создает уникальную проблему проектирования механизма, называемую дилеммой фермера, которая предполагает, что существующие конструкции на самом деле не совместимы со стимулами.

Проще говоря, фермеры должны решить, на что направить ограниченные ресурсы хранения: на поддержание состояния и истории цепочки или на повышение объема пространства, которое они закладывают для консенсуса.

Рациональные фермеры всегда будут выбирать последнее, в лучшем случае становясь легкими клиентами, а в худшем - поощряя объединенное фермерство под управлением нескольких доверенных операторов. Чтобы решить эту дилемму, команда разработала Subspace, блокчейн PoC, в котором фермеры не хранят ни состояние, ни историю, сохраняя при этом свойства безопасности и преимущества децентрализации полноценного узла.

Консенсус в Subspace основан на доказательствах реплицированного хранения истории самого блокчейна. Фермеры хранят историю коллективно, многократно, причем каждый фермер хранит столько копий, сколько позволяет его дисковое пространство. Консенсус и вычисления разделяются таким образом, что фермеры только предлагают порядок транзакций, в то время как узлы-исполнители поддерживают состояние и вычисляют переходы.

Такое разделение задач значительно снижает накладные расходы на хранение и вычисления, необходимые для работы фермера, даже в модели исполнения в стиле Ethereum, позволяя обычным пользователям с аппаратным обеспечением высокого уровня участвовать в консенсусе.

Блокчейн Триллема - что это такое ?

Трилемма блокчейна - это термин, придуманный Виталиком Бутериным для описания проблем создания безопасного, масштабируемого и децентрализованного блокчейна. Он утверждает, что на практике блокчейн может обеспечить только две из трех характеристик.

Безопасность означает сохранение безопасности и живучести до половины враждебной доли узлов (предположение о честном большинстве).

Децентрализация означает, что вычислительные ресурсы, ресурсы хранения и сетевые ресурсы должны быть достаточно малы, чтобы каждый мог запустить узел на своем ноутбуке.

Масштабируемость означает, что пропускная способность транзакций должна увеличиваться по мере присоединения к сети большего числа пользователей и по мере совершенствования их компьютерного оборудования.

ГОЛОВОЛОМКА КОНСЕНСУСА

1. Первая проблема заключается в том, чтобы найти безопасный механизм консенсуса, который был бы экологически чистым, безразрешительным и справедливым.

Для решения этой проблемы Subspace создали Spartan, простой и безопасный протокол консенсуса PoC, который реализует видение свободного и справедливого консенсуса, описанного в "один диск - один голос".

Запись пространства

Для начала фермеры записывают миллионы крошечных (4 кб) фрагментов на свободное дисковое пространство по схеме песочных часов. Каждый фрагмент кодируется с помощью асимметричной по времени перестановки, основанной на SLOTH. Над каждым фрагментом вычисляется метка и хранится в двоичном дереве поиска (BST). В отличие от Chia перестановка не требует (или уничтожает SSD) и работает в 10 раз быстрее. В отличие от Filecoin, фермерам не нужно ставить на кон монеты, пропорциональные их дисковому пространству. Это позволяет любому человеку в мире быстро и легко заложить свое свободное пространство и принять участие в консенсусе.

Фарминг Блоков

Следуя принципу Ouroboros, Subspace создает безопасный маяк случайности из самой истории блокчейна. В каждом слоте все фермеры ищут в своих BST любую метку, достаточно близкую к задаче, чтобы удовлетворить параметр сложности.

Затем они могут скомпилировать метку и соответствующую кодировку в доказательство репликации (PoR) и создать следующий блок в цепи. Затем любой желающий может дешево проверить доказательство, инвертировав кодировку с помощью открытого ключа фермера и проверив метку. Это позволяет фермерству быть легким с точки зрения необходимых затрат на хранение и вычисления.

Поддержание безопасности

Для предотвращения атак имитации вызов используется повторно в течение многих последовательных временных интервалов. Для предотвращения атак измельчения Subspace отделяет PoRs от содержимого блока, основывая случайность исключительно на PoRs. Для предотвращения атак сжатия Subspace требует, чтобы фермеры периодически повторяли свои BST. Для предотвращения атак дальнего действия, атак подкупа и атак пространственно-временного компромисса Subspace использует простое доказательство времени (PoT) на основе AES-256. Для полного анализа читайте нашу статью о защите Spartan.

ПОДДЕРЖАНИЕ ДЕЦЕНТРАЛИЗАЦИИ

2.Вторая проблема заключается в том, что сети PoC склонны к централизации из-за проблемы проектирования механизма, которую мы называем дилеммой фермера.

Subspace решает дилемму фермера, стимулируя хранение истории и делегируя управление состоянием узлам-исполнителям.
Это позволяет создать первую по-настоящему децентрализованную сеть PoC.

Консенсус PoAS

Чтобы стимулировать фермеров сохранять историю, Subspace расширяет спартанский консенсус с доказательством пространства в доказательство хранения истории самого блокчейна. При консенсусе с доказательством архивного хранения (PoAS) каждый фермер хранит столько доказательно уникальных фрагментов истории цепочки, сколько позволяет его дисковое пространство. Чем больше фрагментов истории хранит фермер, тем больше вероятность того, что он будет избран для создания нового блока. Для того чтобы фермеры хранили как можно больше уникальных фрагментов, мы устанавливаем максимальный размер участка, не допуская при этом сибильного фермерства под несколькими именами.

Распределенное архивное хранилище

Фермеры хранят историю коллективно, образуя распределенную сеть хранения, которая обеспечивает постоянную доступность истории для загрузки. Для обеспечения надлежащей балансировки нагрузки и последовательной репликации каждый фермер стимулируется хранить фрагменты, расположенные ближе всего к его случайно назначенному идентификатору узла. Чтобы предотвратить потерю истории, блоки кодируются стиранием как в исходных, так и в четных фрагментах. Чтобы обеспечить эффективное извлечение информации, фермеры присоединяются к упрощенному DHT Kademlia. Важно, что это позволяет клиентам встраивать данные в транзакцию, а затем восстанавливать эту часть истории из DHT, создавая масштабируемое неизменяемое хранилище объектов.

Развязанные смарт-контракты

Чтобы снять с фермеров бремя поддержания состояния и выполнения избыточных вычислений, Subspace применяет классическую технику распределенных систем - разделение консенсуса и вычислений. Фермеры отвечают только за заказ транзакций, в то время как отдельный класс узлов-исполнителей поддерживает состояние и вычисляет переходы для каждого нового блока. Для обеспечения подотчетности исполнителей за свои действия Subspace использует систему залоговых депозитов, верифицируемых вычислений и неинтерактивных доказательств мошенничества.

МАСШТАБИРУЕМОСТЬ БЕЗ КОМПРОМИССОВ

3.Последняя и третья задача заключается в том, чтобы увеличить пропускную способность транзакций без ущерба для безопасности или децентрализации сети.

Хотя последние исследования показывают, как безопасно масштабировать, проблема раздувания остается. Поскольку Subspace уже справляется с этой проблемой, чтобы решить дилемму фермера, он действительно способен масштабироваться без компромиссов.

Безопасное вертикальное масштабирование

Subspace адаптирует предложение Prism по масштабируемости для достижения высокой пропускной способности обработки транзакций без снижения безопасности. В сочетании с выборкой доступности данных и суперлегкими клиентами фермерство может оставаться низкопропускным и децентрализованным.

Плоское горизонтальное масштабирование

Используя виртуальную цепочку маяков, Subspace устраняет узкое место одной главной цепочки и поддерживаем до 2^16 шардов. Фермеры ротируют шарды каждый блок, а исполнители могут делать ставки на разных шардах по своему усмотрению, следуя дизайну Free2Shard.

Быстрое завершение без разрешений

Subspace расширяет протокол быстрого подтверждения Taiji для консенсуса PoC, позволяя фермерам достичь практически детерминированного финализма в течение трех блоков, сокращая задержку подтверждения новых транзакций с минут до секунд, не полагаясь на исполнителей.

Чтобы следить за проектов, советую подписаться на социальные сети Subspace:

|Twitter|Medium|Youtube|Website|Github|Whitepaper|Docs|Forum|FAQ|Discord|

Статью подготовил: @forceghost

Portfolio: https://t.me/portfolio_forceghost

Telegram: https://t.me/forceghostcrypto