Децентрализованная инфраструктура: основы Web 3.0

Поскольку мир продолжает двигаться в направлении Web 3.0, стек децентрализованной инфраструктуры будет играть важную роль в обеспечении широкого внедрения, помимо “новаторов” блокчейна, учитывая, что только 0,71% населения мира в настоящее время пользуется технологиями с поддержкой блокчейна. Постоянно появляются новые варианты использования децентрализованных технологий - будь то для управления цепочками поставок (Scantrust), изменения климата (Klima), публикации (Mirror), получения дохода (Axie Infinity) или иностранной помощи (Ukraine DAO) и других. Несмотря на споры вокруг разочарования отдельных лиц и низкого доверия к централизованным органам власти, таким как правительство или крупные гейткиперы Web 2.0, пользователи перейдут на альтернативы Web 3.0 не по идеологическим причинам, а по утилитарным. Это подчеркивает важность обеспечения надежности стека децентрализованной инфраструктуры, который делает Web 3.0 надежной альтернативой, заслуживающей доверия как разработчиков, так и пользователей.
Эта статья представляет собой попытку объяснить следующее:

I. Что такое децентрализация?
II. Web 3.0 и базовый стек инфраструктуры
III. Преимущества децентрализованной инфраструктуры перед централизованными предложениями
IV. Распаковка стека инфраструктуры
V. Углубленный анализ инфраструктуры конфиденциальности и безопасности
VI. Проблемы децентрализованных предложений
VII. Интересные темы в будущем

I. Децентрализация в контексте блокчейна

Идея децентрализации, обеспечиваемая блокчейном, возникла вместе с появлением биткоина. Сеть биткойн открыта и, следовательно, может использоваться любым пользователем. Он также продемонстрировал другие ключевые функции, такие как прозрачность, где любой желающий может проверить транзакции, если это необходимо. В такой сети машина, которая подключается к сети, называется “узлом”. В конечном счете, существует сеть с тысячами узлов, которые могут отправлять и получать средства друг от друга.
Давайте представим реальный пример, чтобы понять мощь децентрализованной инфраструктуры. Децентрализованная платежная сеть могла бы позволить людям подключаться и осуществлять платежи друг другу без необходимости платить высокие комиссионные посредникам за то же самое. Эта распределенная платежная сеть будет опираться на технологию блокчейна без назначенного центрального органа, и узлы, которые генерируют транзакцию, могут делиться ею с сетью и получать за нее деньги напрямую. Связанные с этим сборы будут составлять лишь небольшую часть от традиционных платежных решений, и расчет может произойти за считанные секунды по сравнению с длительными задержками, которые мешают современным платежным предложениям, особенно трансграничным платежам.

II. Web 3.0 и базовый стек инфраструктуры
На приведенной ниже диаграмме показаны различные уровни, составляющие Web 3.0, использующие блокчейн ,включая инфраструктурный стек

III. Преимущества децентрализованной инфраструктуры перед централизованными предложениями

Децентрализованный стек инфраструктуры обеспечивает четыре ключевых преимущества по сравнению с централизованной системой:

Контроль: Пользователи стека децентрализованной инфраструктуры имеют полный контроль над своими взаимодействиями в блокчейне, поскольку у централизованных организаций не запрашиваются разрешения, которые часто могут создавать препятствия, такие как использование их данных в своих интересах или блокирование доступа (например, twitter) к их приложениям.

Возможность компоновки: Система с высокой степенью компоновки. Такая система, поддерживаемая децентрализованной инфраструктурой, предоставляет компоненты, которые могут быть выбраны и собраны в различных комбинациях для удовлетворения конкретных требований пользователя. Например: в зависимости от требуемого уровня безопасности / масштабируемости пользователь может создать приложение на Solana (высокая пропускная способность) или Ethereum (высокая безопасность).

Неизменяемость: Структура данных технологии блокчейн доступна только для добавления. Это означает, что у кого-либо нет возможности изменить или удалить данные после их сохранения. В зависимости от потребностей пользователя это может быть благом или проклятием! В случае взлома или непреднамеренной транзакции данные в базовом блокчейне не могут быть отменены, и поэтому восстановление состояния до транзакции невозможно. С другой стороны, данные в блокчейне устойчивы к цензуре, что может быть чрезвычайно важно с точки зрения хранения важной информации во время неблагоприятных обстоятельств.

Безопасность: Децентрализованная инфраструктура не имеет единой точки отказа, что затрудняет ее взлом и, следовательно, менее подвержена утечкам данных, в отличие от централизованных предложений. Например: если бы кто-то хотел взломать сеть биткойна, ему одновременно пришлось бы взломать более 50% узлов, питающих эту сеть, что делает такой подвиг практически невозможным.

IV. Распаковка стека инфраструктуры
Приведенная ниже структура используется для дальнейшего понимания множества вариантов использования в стеке децентрализованной инфраструктуры

Стек инфраструктуры предлагает элементы, подобные Lego, для сетей, вычислений, хранения данных, безопасности, аналитики, управления и транзакций, которые достаточно составны, чтобы создавать приложения в нескольких вариантах использования, часто выходящих за рамки возможностей в мире Web 2.0.

Мы можем разделить развитие инфраструктуры на две широкие категории:
(1) Альтернативы предложениям Web 2.0: Это включает инфраструктуру / услуги, уже предоставляемые компаниями в пространстве Web 2.0. Например: Поставщик временного хранилища Filecoin напрямую конкурирует с поставщиками централизованных облачных хранилищ, такими как Amazon и Google. Успех децентрализованных провайдеров зависит от их способности предоставлять пользователям превосходную альтернативу на основе соотношения затрат и эффективности, что трудно сделать в масштабе, особенно при конкуренции с гигантами с большими объемами располагаемого капитала.

(2) Собственные предложения Web 3.0: Придерживаясь децентрализованного хранилища, Arweave обеспечивает постоянное хранилище, которое не предлагается действующими пользователями. Несмотря на то, что услуга значительно дороже, она чрезвычайно актуальна для конкретных случаев использования, которые плохо обслуживаются непостоянным хранилищем, таким как юридические контракты, устаревшие артефакты, публикации без цензуры и т.д. Полезность такого предложения будет только расти по мере того, как мир переходит к отслеживаемой видимости в сети.
В то время как некоторые приложения, построенные на децентрализованной инфраструктуре, заменят своих предшественников, превосходство характеристик Web 3.0, определяемых децентрализацией, автономной идентификацией, открытыми, общедоступными, составными интерфейсами по сравнению с Web 2.0, будет зависеть от конкретного типа создаваемого приложения.

Чтобы упростить сравнение, ниже приведены некоторые примеры поставщиков инфраструктуры по нескольким направлениям в мире Web 2.0 и Web 3.0

V. Углубленный анализ инфраструктуры конфиденциальности и безопасности

В рамках инфраструктурного стека поставщики конфиденциальности и безопасности выглядят особенно интересными, учитывая их важность в существовании блокчейна как для сторонников (крипто-пользователи), так и для противников (регуляторы, консерваторы / традиционные). Две стороны одной медали используются для аргументации в пользу принятия / ликвидации крипто-движения. В то время как сторонники выступают за полную конфиденциальность пользовательских данных и безопасность их сбережений / богатства без ненужных посредников или центральных органов власти, диссиденты ссылаются на анонимность и уязвимости зарождающейся технологии в качестве серьезной причины для беспокойства, способствующей незаконной деятельности.

Основной вывод, однако, заключается в том, что децентрализованные приложения могут удовлетворять потребности обеих этих заинтересованных сторон, при этом базовый стек взаимозаменяемо используется для удовлетворения индивидуальных вариантов использования. Это происходит при соблюдении законов страны, которые также должны будут соответствовать развивающимся технологическим и социальным разработкам. Например: Правительство Индии / США может использовать блокчейн для голосования на выборах. Система будет “защищена от несанкционированного доступа”, обеспечивая прослеживаемость, анонимность и безопасность записей о голосовании, а также гарантируя целостность конечного результата; хотя может быть трудно предусмотреть такой сценарий, правительство Австралии уже разработало план для этого, начиная с небольших местных выборов.

Предложение о конфиденциальности может быть подробно объяснено с помощью приведенной ниже структуры

Интересным примером уникальной функциональности, предоставляемой децентрализованным стеком, является NYM, который использует смешанную сеть для создания трудно отслеживаемых коммуникаций между отправителем и получателем. Конфиденциальная информация, такая как медицинские записи пациента или секретные сообщения между внутренними командами компании, может использовать эту технологию для обеспечения того, чтобы передаваемая информация была доступна только желаемым сторонам. С другой стороны, Aleo использует криптографию с нулевым уровнем знаний для удовлетворения потребностей предприятий в конфиденциальности и программируемости. Криптография с нулевым знанием позволяет третьим лицам проверять достоверность транзакции, не раскрывая всех подробностей о ней. Для упрощения это позволяет пользователям передавать значения друг другу заранее определенным способом, не раскрывая входные данные, которые привели к передаче значений.

В то время как вышеупомянутые положения создают настраиваемую основу для создания Dapp (децентрализованного приложения), на стороне пользователя происходят другие инновации, обеспечивающие максимальный контроль над раскрытием личных данных и безопасностью индивидуальных данных и богатства.

Растущее число Dapps завоевывает доверие пользователей, проходя аудит у надежных агентств, таких как Certik, Open Zeppelin, или используя инфраструктуру обнаружения угроз через Forta. Платформы обнаружения ошибок, такие как Immunefi и Hackerone, получили значительное распространение, учитывая важность выявления уязвимостей из-за необратимого характера Web 3.0.

Решения по обеспечению безопасности не ограничиваются только программным обеспечением, для обеспечения повышенной безопасности транзакций пользователя все чаще используются аппаратные кошельки, также известные как холодные кошельки, такие как предоставляемые Ledger и Trezor, поскольку люди начинают переходить к инвестированию и использованию блокчейна значимым образом. Предложения по проверке личности Civic и Self Key позволяют отдельным лицам участвовать в разрешенных рынках, а также позволяют институциональным участникам управлять рисками в децентрализованной финансовой экосистеме, сохраняя полностью контролируемую пользователем запись своих реальных идентификационных данных.

Около 18,5 миллионов биткоинов на сумму ~ 150 миллиардов долларов, по-видимому, находятся в потерянных или иным образом заблокированных кошельках, решения для управления ключами, такие как Torus и Silence Laboratories, предоставляют уникальные решения для обеспечения того, чтобы закрытые ключи никогда не подвергались воздействию вредоносных объектов (вредоносное ПО для браузера или фишинговые мошенничества). В то время как Torus поддерживает multi-sig с социальными логинами, Silence Laboratories разрабатывает схемы пороговой подписи с поддержкой мультимодальных доказательств для действительно децентрализованных подписей.

Предприятия поддерживают социальное восстановление и разделение закрытых ключей, что позволяет пользователям легко восстанавливать ключи без центрального объекта.

VI. Проблемы децентрализованных предложений
Революция Web 3.0, основанная на ее инфраструктурном стеке, в недавнем прошлом привлекала огромные ресурсы с точки зрения потоков капитала и качественных талантов, а несколько крупных фондов, выделенных на блокчейн, стимулировали дальнейшие разработки в этой области. Однако проблемы, описанные ниже, остаются ключевыми для обеспечения широкого использования и принятия.

Обслуживание – Dapps может быть сложнее поддерживать, потому что код и данные, опубликованные в блокчейне, сложнее модифицировать. Разработчикам трудно обновлять свои Dapps (или базовые данные, хранящиеся в Dapps) после их развертывания - даже если в старой версии обнаружены ошибки или угрозы безопасности.

Накладные расходы на производительность – Существуют огромные накладные расходы на производительность, и масштабирование затруднено. Например: Для достижения уровня безопасности, целостности, прозрачности и надежности, к которому стремится Ethereum, каждый узел запускает и хранит каждую транзакцию. Вдобавок ко всему, проверка работоспособности также требует времени. Вычисление с обратной стороны конверта приводит к тому, что накладные расходы составляют примерно 1 000 000 раз больше, чем при стандартных вычислениях в настоящее время. Однако для решения этой проблемы было разработано несколько решений, включая свертки с оптимистичным и нулевым знанием (zk), а также масштабируемые цепочки уровня 1, такие как Solana.

Пользовательский опыт – Текущий пользовательский опыт чрезвычайно нарушен в децентрализованном пространстве. Непрофессионалу не только чрезвычайно сложно взаимодействовать с децентрализованными приложениями; такие функции, как удобство использования только на рабочем столе, многократные проверки, непривлекательные визуальные эффекты, чрезвычайно затрудняют пользователям даже опробование децентрализованных приложений, не говоря уже о их внедрении.

Перегрузка сети и затраты – Большинство Dapps в настоящее время построены на Ethereum, который засоряется, когда одно приложение использует слишком много вычислительных ресурсов, что приводит к длительному времени выполнения транзакции для проверки. Кроме того, сложные транзакции сопряжены с высокими комиссиями, что делает регулярное взаимодействие чрезвычайно дорогостоящим для включения в цепочку. Чтобы решить эту проблему, появились такие решения, как Polygon, который представляет собой решение для масштабирования уровня 2 в Ethereum, позволяющее разработчикам создавать приложения, которые могут обеспечивать больший объем транзакций при меньших затратах, размещая только самые важные данные в сети Ethereum с использованием технологии свертки. Свертки повышают масштабируемость за счет обработки массового переноса, объединенного в одну транзакцию.

VII. Интересные темы в будущем

Блокчейн сегодня - это то, чем был Интернет в середине 1990-х годов, с большим пространством для роста, благодаря превосходным предложениям продуктов и последующему внедрению. Некоторые из наиболее привлекательных для инвестиций тем, которые меня особенно волнуют по мере того, как мы углубляемся в путешествие Web 3.0, включают следующее:

Институциональная поддержка: Биткойн в значительной степени стал причиной институционального интереса к Web 3.0. Хотя эта тенденция может сохраниться, важно расширить общую привлекательность движения блокчейна. Институциональное внедрение - это постепенный процесс, и поставщики инфраструктуры, которые помогут им понять преимущества децентрализованного стека и получить доступ к ним, готовы к успеху. Например: Conduit - это “возможность основным финтехам предлагать продукты DeFi своим конечным клиентам, не создавая все с нуля”.

Совместимость с несколькими цепочками: Будущее блокчейна будет включать в себя многоцепочечный мир с различными цепочками блоков, обслуживающими индивидуальные варианты использования, что требует беспрепятственной передачи данных между цепочками. В настоящее время удобство использования децентрализованных поставщиков инфраструктуры в разных цепочках далеко не оптимально, и решения, решающие эту проблему, могут привести к значительным результатам.

Улучшение пользовательского опыта: Привлечение следующей волны пользователей к Web 3.0 потребует бесшовных и интуитивно понятных инструментов, которые помогут пользователям, не являющимся носителями криптографии, ориентироваться в стеке децентрализованной инфраструктуры. Упрощение пользовательского опыта и предоставление комплексных предложений с платформами Web 2.0 является ключом к долгосрочному успеху базовой технологии. Например: Western Union сотрудничает с Coin.ph Платформа с поддержкой блокчейна облегчает трансграничные денежные переводы для своих клиентов.

Децентрализованная инфраструктура составляет основу Web 3.0 и останется здесь навсегда. Хотя он может столкнуться с рядом изменений, препятствующих широкомасштабному внедрению, и не может полностью заменить централизованную инфраструктуру, он стимулирует новые разговоры и вызывает значительный интерес инвесторов. Организации начинают осознавать важность включения некоторой формы децентрализации в свои предложения и выделяют значительные ресурсы и свободное пространство для этой динамичной области. Хотя долгосрочные перспективы децентрализованной инфраструктуры радужны, в краткосрочной и среднесрочной перспективе она подвержена большой волатильности из-за правительственных ограничений, конкуренции со стороны Web 2.0, чрезмерной спекуляции со стороны инвесторов и вариантов использования, ограниченных играми, торговлей и развлечениями. Однако это, в свою очередь, откроет возможности для инноваций и обеспечит более удобное будущее с поддержкой технологий!