Jump Crypto: 5가지 멀티체인 아키텍처의 특징, 장단점에 대한 자세한 설명

链捕手

特邀专栏作者

2022-06-02 11:30

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이 백서는 Polkadot, Cosmos, Avalanche, Polygon Supernets 및 Binance BAS의 다섯 가지 독립적인 다중 체인 아키텍처를 조사합니다.

AI 요약

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이 백서는 Polkadot, Cosmos, Avalanche, Polygon Supernets 및 Binance BAS의 다섯 가지 독립적인 다중 체인 아키텍처를 조사합니다.

원래 제목: "Flavors of Standalone Multichain Architecture》

원문 편집: Guo Qianwen, Chain Catcher

개요

확장성은 오랫동안 이 분야에서 널리 논의된 주제였습니다. 모놀리식 대 모듈식 블록체인, 수평적 대 수직적 확장에 대한 토론은 오랫동안 커뮤니티 대화의 초점이었습니다.

따라서 특정 응용 프로그램 또는 사용 사례를 위한 특수 실행 환경 또는 최종성(블록체인의 트랜잭션이 트랜잭션 상태 확인 상태에 도달한 상태를 가리키는 최종성) 도구를 설정하는 대중적인 견해가 등장했습니다. . 이 아이디어는 특히 각 제품 및 각 애플리케이션의 보안 및 속도 요구 사항을 기반으로 합의 및 컴퓨팅의 분리 및 최적화를 의미하며, 이는 이론적으로 단일 기반 블록체인의 부하를 줄이고 성능을 향상시킬 수 있습니다. 그러나 이러한 접근 방식은 이러한 아키텍처에서 상호 운용성을 보장하는 데 필요한 인프라의 복잡성으로 인해 오랫동안 방해를 받아 왔습니다.

지난 몇 년 동안 우리는 다양한 방식으로 이러한 문제를 해결하는 데 상당한 진전을 이루었습니다. 더 중요한 것은 지난 몇 개월 동안 여러 독립 다중 체인 환경의 통신 계층이 시작되었으며 이러한 통신 계층은 이 "퍼즐"의 가장 중요한 부분이라고 할 수 있습니다. 한편, 지난 몇 주 동안 더 많은 L1/L2 블록체인이 아키텍처 조정을 발표하여 애플리케이션별 블록체인을 위한 즉시 사용 가능한 인프라를 제공하여 다시 한 번 논의에 불을 붙였습니다.

이 게시물에서는 이 비전을 추구하기 위해 개발된 다양한 형태의 아키텍처를 자세히 살펴보고 공유된 합의, 용량 및 상호 운용성 측면에서 이들의 장단점을 비교합니다. 특히 Polkadot, Cosmos, Avalanche, Polygon Supernets 및 Binance BAS의 5가지 독립적인 다중 체인 아키텍처를 연구합니다.

참고: 이 기사는 애플리케이션별 블록체인이 유효성 검사기 그룹 또는 합의 알고리즘을 공유하는 독립형 다중 체인 인프라에 중점을 둡니다.

비교 기준

독립적인 다중 체인 생태계의 연결 정도는 공유된 개발자 툴킷만큼 낮은 수준에서 공유된 유효성 검사기 세트, 최종 도구 및 상태만큼 높은 수준까지 다양합니다. 객관적으로 말하면 각 접근 방식에는 고유한 장점이 있지만 모두 공유 보안의 유지 관리 및 속도/용량에 대해 어느 정도 최적화되어 있습니다.

이 기사에서는 이러한 생태계를 5가지 주요 매개변수로 비교합니다.

1. 합의

모든 생태계는 Sybil 공격 방어 및 최종성 실현 시간의 기본 요구 사항을 충족하므로 본질적으로 최적의 합의 메커니즘이 없습니다. 그러나 1) 특정 유형의 합의 모델, 2) 각 체인에 대한 공유 또는 독립적 합의 메커니즘, 3) 공유 또는 독립적 토큰 인센티브를 비교할 가치가 있습니다. 체인은 동일한 합의 메커니즘(예: Tendermint BFT)을 사용할 수 있지만 각 체인의 검증자는 생태계의 매개 변수에 따라 자체 독립 토큰으로 인센티브를 받거나 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 공유된 합의 메커니즘과 토큰 인센티브는 기본 계층이 더 큰 보안을 제공할 수 있으며 독립성을 선택하면 더 큰 설계 유연성을 의미합니다.

2. 최종성/상태

이러한 생태계에서 일부 체인은 어떤 형태의 독립성을 유지하고 일부 체인은 전체 수준에서 마무리됩니다. 이것은 1) 더 나은 보안과 2) 더 포괄적인 상호 운용성을 제공합니다. 그러나 이는 용량 제약 측면에서 트레이드 오프를 가져오며, 모듈화된 블록체인의 수가 일정 수를 초과하면 완결성에 도달하는 과정이 크게 느려집니다.

3. 공유 검증자 그룹/노드 자율성

합의 메커니즘을 공유하는 것 외에도 개별 블록체인은 유효성 검사기 그룹을 공유할 수도 있습니다. 아래 예에서 유효성 검사기 공유는 모든 체인의 단일 유효성 검사기 세트에서 각 유효성 검사기 세트가 일부 기본 블록체인에 대한 합의를 제공하는 여러 유효성 검사기 세트, 각 기본 블록체인에 대해 상호 배타적인 유효성 검사기 세트에 이르기까지 다양합니다. 공유 검증인 세트는 각각의 새로운 블록체인의 한계 위험 감소로 인해 중앙 집중식 보안을 제공하지만 노드에 대한 대규모 손상은 검증인 세트가 보호하는 모든 체인에 악영향을 미칠 수 있습니다. 이 매개변수의 이상적인 상태는 많은 수의 체인에 공유 보안을 제공할 수 있도록 충분히 분산된 단일 유효성 검사기 세트입니다. 반면에 가장 위험한 상태는 소수의 중앙 집중식 노드가 있는 단일 유효성 검사기 그룹입니다.

4. 상호 운용성 아키텍처

이 기사에서 다루는 대부분의 프로젝트는 "burn burn + mint" 또는 "lock + mint" 브리징 아키텍처를 채택했습니다. 이러한 시스템은 1) 라우팅, 즉 메시지와 토큰이 일종의 전역 상태 관찰 상태를 가진 단일 유효성 검사기 집합을 통과하는지 여부 또는 각 경로가 독립적인지 여부, 2) 이들에 대한 링크를 획득하는 유효성 검사기 집합 여부 생태계에서 공유하거나 타사 조직에 아웃소싱합니다. 생태계가 제3자 검증자의 독립 라우팅 및 아웃소싱 상태에 가까울수록 새로운 체인 릴리스를 위해 이 기본 생태계를 선택하는 것이 덜 권장됩니다.독립 릴리스를 위해 범용 제3자 브리지와 직접 연결하는 것이 좋습니다. .

5. 속도와 용량

속도와 용량은 주로 위의 설계 선택을 나타내며 최종 상태에 도달하는 시간과 생태계가 지원할 수 있는 최대 체인 수로 측정할 수 있습니다. 예를 들어 최종성이 공유되고 단일 글로벌 상태가 있는 구조는 특정 수의 체인만 수용할 수 있으므로 최종성에 도달하는 시간이 훨씬 느려지고 보안이 향상됩니다.

I. 폴카도트 파라체인

개요

Polkadot은 이전에 단일 글로벌 상태를 공유하는 애플리케이션별 블록체인을 지원하도록 구축된 공간이었습니다. Polkadot 아키텍처에서 응용 프로그램별 블록체인(병렬 체인)은 기본 블록체인(릴레이 체인이라고 함)과 컴퓨팅 및 합의 리소스를 공유하며 주요 기능은 통합된 글로벌 상태를 유지하는 것입니다.

합의, 최종성 및 유효성 검사기 그룹

Polkadot은 릴레이 체인 계층에서 제안된 지분 증명 합의를 실행합니다. 이 아키텍처에는 세 가지 유형의 노드가 있습니다.

지명자는 신뢰할 수 있는 검증자를 선택하고 DOT 중 일부를 그들에게 스테이킹합니다. 검증자 보상을 공유하지만 악의적인 활동에 참여하는 경우 검증자도 삭감됩니다.

유효성 검사기:

릴레이 체인의 유효성 검사기는 블록 생성 및 합의에 참여합니다. 독립적인 모놀리식 블록체인과 달리 릴레이 체인 유효성 검사기는 여러 체인 및 개별 트랜잭션의 상태에 대한 합의에 도달해야 합니다.

교정자:

Collators는 특정 parachain에서 트랜잭션을 수집하고 후보 트랜잭션 블록과 릴레이 체인 유효성 검사기에 대한 상태 전환 증명을 제안합니다. 각 조합자는 릴레이 체인과 그것이 작동하는 파라체인에 노드를 유지합니다. 그들은 자체 파라체인에 트랜잭션을 축적하여 봉인되지 않은 블록을 생성하고 상태 전환 증명과 함께 하나 이상의 릴레이 체인 유효성 검사기에 제공합니다. 릴레이 체인 검증자가 합의에 도달할 때까지 블록은 최종 블록으로 간주되지 않습니다.

파라체인은 글로벌 상태를 공유하지만 릴레이 체인(Polkadot/Kusama)에서 정산하기 전에 파라체인 수준의 검증을 활성화하기 위해 실행하는 특정 합의 알고리즘(GRANDPA/Tendermint/traditional pBFT 등)을 자유롭게 선택할 수 있습니다.

Polkadot 합의의 고유한 기능은 블록 생성과 블록 최종성을 분리하여 하이브리드 합의 프레임워크에서 작동한다는 것입니다.

블록 생성 메커니즘: BABE(Blind Assignment for Block Extension) 블록 확장 무작위 할당 시스템

검증인은 스테이크의 가치와 Polkadot의 무작위 주기에 따라 주문을 하고 6초 슬롯에 대한 블록을 생성하도록 선택됩니다. 이 무작위 선택을 통해 각 슬롯은 하나, 다수 또는 제로 블록 생산 후보로 끝날 수 있습니다. 여러 검증자가 동일한 슬롯에 선출되면 블록 생산은 경쟁으로 바뀝니다. 검증자가 선택되지 않은 경우 두 번째 선택 라운드가 발생합니다. 블록이 생성되면 메시지가 다른 유효성 검사기로 전송됩니다.

완결 도구: GRANDPA(GHOST 기반 재귀 ANcestor 파생 접두사 계약) GOSHT 기반 재귀 ANcestor 파생 접두사 계약

결국 Polkadot은 파라체인에 약간의 유연성을 제공하면서 가장 높은 보안 합의 방법을 채택했습니다. 각 파라체인은 릴레이 체인에 블록을 제안하기 위해 체인 수준의 "합의"에서 디자인을 만들 수 있지만 최종성은 Polkadot 릴레이 체인에서만 실현되며 DOT 토큰 참여를 서약해야 하는 검증자 그룹에 의해 보장됩니다. Polkadot에는 약 100명의 활성 검증자(최대 1000명)가 있으며 각 검증자는 최대 256명의 추천자를 보유합니다. 공유 유효성 검사기 세트는 파라체인 프로젝트에 대한 더 높은 보안 보장을 보장하기 위해 일부 설계 유연성을 희생합니다. 릴레이 체인 수준의 중앙 집중식 합의는 더 높은 공유 보안을 제공할 수 있지만 일부 성능을 희생하기도 합니다.

상호 운용성

이 아키텍처에서 이러한 구성 요소, 특히 릴레이 체인은 Polkadot의 고유한 통신 표준 XCM을 통해 서로 통신합니다.

매크로 수준에서 Polkadot 교차 체인 정보 전달 시스템의 모든 메시지는 릴레이 체인을 통해 전송되므로 보안이 계속됩니다. 전달할 수 있는 두 가지 유형의 메시지가 있습니다.
상향 전달 메시지(UMP): 파라체인에서 릴레이 체인으로의 메시지
하향 전달 메시지(DMP): 릴레이 체인에서 파라체인 중 하나로 보내는 메시지.

파라체인에 들어가는 정보를 인그레스(ingress)라고 하고 나가는 정보를 이그레스(egress)라고 합니다.

다음은 파라체인 A에서 파라체인 B로 메시지를 전달하는 과정입니다.
파라체인 A는 종료 배치의 일부로 릴레이 체인의 모든 검증자 노드로 전송되는 UMP를 발행합니다.
Parachain B의 Collator 노드는 릴레이 체인에 새 블록 후보를 제출할 때마다 새 항목 메시지를 검색합니다.
입력 정보는 Parachain B의 처리 대기열에 추가되고 다음 블록 제안에서 유효성 검사기 노드로 전달됩니다.

자산 이전 과정에서 기초 자산은 A 블록체인에서 소멸되고 B 블록체인에서 재발행됩니다.

모든 메시지가 전역 상태(Polkadot 릴레이 체인과 공유됨)를 관찰하는 단일 유효성 검사기를 통과하고 모든 체인이 동일한 표준을 기반으로 구축된다는 점을 고려하면 번+민트 모델이 효율적입니다. Polkadot의 상호 운용성 레이어는 공간에서 가장 효율적이고 안전한 레이어 중 하나입니다. 따라서 XCM을 사용하여 기존 파라체인과 원활하게 연결하고 이러한 네트워크 효과를 시작에 차용할 수 있으므로 생태계 내에서 프로젝트를 구축하도록 선택하는 것이 좋습니다.

더 높은 공유 보안을 갖는 대가는 파라체인의 수가 특정 값에 도달한 후 완결까지의 시간이 크게 느려진다는 것입니다. Polkadot에는 임대용으로 사용되는 약 100개의 병렬 체인이 있는 것으로 추정되며 이러한 제한의 영향을 줄이는 것이 목적입니다. 커뮤니티의 지원으로 프로젝트는 DOT 서약을 통해 파라체인 사용에 입찰할 수 있으며 할당량이 만료되면 할당량을 유지하기 위해 다른 참가자와 다시 입찰해야 합니다. 이것은 활동과 커뮤니티 지원이 가장 많은 프로젝트에 대한 기본 거버넌스 메커니즘으로, 용량 제한을 부분적으로 우회하지만 새로운 프로젝트가 생태계에 합류하기 위한 진입 장벽이 상대적으로 높다는 것을 의미하기도 합니다.

II. Cosmos

개요

Cosmos SDK는 누구나 자신의 PoA/PoS 블록체인을 만들 수 있도록 즉시 사용 가능한 합의 및 실행 기능을 갖춘 도구 세트입니다. 이 기사에서 다루는 다른 생태계와 달리 Cosmos는 스마트 계약 기반 가상 머신이 유연성, 주권 및 성능이 제한적이라는 전제하에 구축되었습니다. 따라서 여러 애플리케이션을 실행할 수 있는 단일 가상 머신을 구축하는 대신 Cosmos는 각 사용 사례에 대해 별도의 블록체인 생성을 장려하고 촉진합니다. 이러한 구조에서 애플리케이션 개발자는 빌드 시 특정 아키텍처, 언어 등을 중심으로 유연하게 운영할 수 있으며, 코스모스의 멀티체인 커뮤니케이션 레이어 IBC를 통해 상호운용성을 확보할 수 있습니다. 개별 블록체인을 영역이라고 하고 연결된 모듈을 허브라고 합니다.

합의, 최종성 및 유효성 검사기 세트

Cosmos 생태계에서는 Polkadot과 달리 각 애플리케이션별 블록체인이 자체 독립 상태를 유지하여 각 블록에서 독립적인 완결성을 달성합니다. Cosmos SDK를 사용하면 개발자는 상태 머신(예: 애플리케이션)만 정의하면 되고 Cosmos의 Tendermint 코어(공유 소프트웨어 계층)를 사용하여 합의 및 네트워크 연결을 구동할 수 있습니다. Tendermint는 각 독립 영역의 검증자가 상태 전환을 촉진하고 독립 상태를 유지하는 데 활용할 수 있는 BFT 기반 합의 알고리즘을 실행합니다. 각 블록체인/존에서 각 epoch는 다음 블록을 제안할 검증인을 무작위로 선택하며, 검증인의 2/3 이상이 유효성을 증명하면 블록이 유효한 것으로 간주될 수 있습니다. 유효성 검사기 세트 및 특정 인센티브 설계는 상태 머신/애플리케이션 수준에서 정의할 수 있습니다.

Tendermint는 각 블록체인/영역이 ABCI(Application Blockchain Interface)라는 전용 인터페이스를 통해 연결해야 하는 공유 소프트웨어 계층입니다. 각 영역의 트랜잭션은 ABCI를 통해 트랜잭션 바이트로 Tendermint 코어에 전달되고 검증자는 최종성을 위해 이러한 바이트를 정렬하고 이러한 트랜잭션의 유효성을 증명하기 위해 ABCI를 통해 상태 머신으로 코드를 다시 보냅니다.

일반적으로 Cosmos는 Polkadot과 약간 다른 절충안을 선택했습니다. 즉, 체인이 합의 메커니즘을 공유하지만 각각은 독립적으로 유지되며 동일한 유효성 검사기 세트 및 인센티브 메커니즘을 보장할 필요가 없습니다. 공유 합의는 보안 수준을 제공하는 동시에 인센티브를 독립적으로 정의하고 독립적인 상태를 유지함으로써 각 프로젝트에 설계 유연성을 제공합니다. 표준화된 합의는 또한 더 많은 검증자 중복으로 이어지며, 이는 검증자 자체의 대규모 배포와 결합되어 Polkadot과 같은 수준은 아니지만 공유 보안도 증가시킵니다. Cosmos는 2021년 말에 공유/인터체인 보안 도입을 위한 준비를 시작합니다. 이 제안된 프레임워크에서 단일 체인은 Cosmos Central에서 보안 보증을 빌리고 공유할 수 있습니다. 유효성 검사기는 허브와 영역에서 하나씩 두 개의 노드를 실행할 수 있으며 두 노드의 합의에 참여하여 수수료와 보상을 받을 수 있습니다. 센터에 저당된 토큰은 두 곳의 무결성 합의를 위한 공유 담보 역할을 하며, 어느 한 쪽의 악의적인 활동으로 인해 두 당사자가 "슬래시"(슬래시: 일반적으로 서약 해제를 의미함)됩니다. 새로운 체인의 가용성을 높일 것입니다 공유 보안.

상호 운용성

각 디스트릭트가 주권을 갖고 독립적인 지위를 유지한다는 점에서 디스트릭트 간의 커뮤니케이션이 점점 더 중요해지고 있습니다. 코스모스트는 허브(존과 존을 연결하는 루트 역할을 함)를 통해 허브와 연결된 존의 상태를 관찰합니다. 코스모스 허브는 코스모스 생태계의 첫 번째 허브로, 대부분의 초기 고부가가치 지역이 연결되어 있습니다. 코스모스 허브를 통해 연결된 지구는 서로 소통할 수 있습니다. 정보 교환을 위한 특정 아키텍처를 Inter-Blockchain Communication 또는 줄여서 IBC라고 합니다. IBC 클라이언트는 각 체인의 합의 상태와 클라이언트의 합의 상태에 대한 증명을 올바르게 확인하는 데 필요한 증명을 추적하는 경량 클라이언트입니다.

IBC 아키텍처에서 토큰 전송 시작부터 각 체인은 상대방의 유효성 검사기 집합을 추적하기 위해 상대방으로부터 헤더 정보를 받습니다. 그런 다음 소스 체인의 발신 주소는 중앙에서 기록되는 코인 패킷을 보냅니다. 중앙 유효성 검사기는 트랜잭션의 유효성에 동의하고 해당 토큰을 소스 체인의 계약에 잠가야 합니다. 그런 다음 센터는 대상 체인에서 이러한 잠긴 자산의 래핑된 토큰을 발행할 것을 제안하는 대상에서 증명을 발행합니다. 그런 다음 대상 체인의 유효성 검사기는 증명을 소스 체인 헤더와 일치시키고 이후 다음 블록에서 이 기능을 승인하여 대상 체인에서 래핑된 자산을 생성합니다. 위의 조치가 이루어지지 않으면 소스 체인의 잠긴 자산이 보낸 사람 주소로 반환됩니다. 래핑된 자산 대표자는 센터를 통해 대상 체인에서 소멸되므로 소스 체인의 기본 자산이 잠금 해제될 수 있습니다.

Cosmos에서 라우팅은 모든 블록체인의 상태를 관찰하는 단일하고 충분히 분산된 검증자 세트에 의해 관리되며 이러한 검증자 대부분은 블록체인과 공유되므로 Zone 메시징이 적절한 보안 보장을 제공할 수 있습니다. 이것은 또한 실패 지점이 중앙 집중화되고 충분히 분산되어 있기 때문에 Cosmos 생태계 내에서 구축해야 하는 좋은 이유를 제공합니다.

Finality가 단일 체인에 집중되지 않기 때문에 Cosmos는 이론적으로 무한한 수의 영역과 허브를 가질 수 있습니다. 따라서 Polkadot과 달리 새로운 프로젝트로 새로운 체인을 구축하는 데 문제가 없습니다. 여기서 트레이드오프는 더 큰 설계 유연성과 더 많은 개별 블록체인을 수용할 수 있는 더 높은 용량을 대가로 일부 보안을 영역으로 오프로드하는 것입니다(영역이 자체 인센티브를 설계하고 검증자를 유치하도록 함).

III. Avalanche subnets

개요

Avalanche는 서브네트워크라고 하는 노드 그룹에 의해 검증된 블록체인 생태계입니다. 서브네트워크는 반복되는 무작위 서브샘플링을 기반으로 하는 Avalanche의 새로운 합의 변형을 포함하여 자체 합의 메커니즘을 자유롭게 선택할 수 있습니다. 서브넷 내의 각 블록체인은 컴퓨팅 및 합의 리소스를 공유하지만 궁극적으로 자체 상태를 유지하며 글로벌 공유 상태는 없습니다.

합의, 최종성 및 유효성 검사기 세트

아키텍처를 더 잘 이해하려면 다음 세 가지 주요 부분을 이해해야 합니다.

눈사태식 합의

반복되는 무작위 하위 샘플링을 나타냅니다. Avalanche 합의는 합의를 달성하기 위해 반복되는 무작위 하위 샘플링을 활용하는 Snowball 알고리즘을 기반으로 합니다. 이 시스템에서 각 노드는 트랜잭션이 올바른지 여부를 결정하기 위해 k개의 이웃 노드에게 무작위로 요청합니다. 이 프로세스는 미리 설정된 특정 정족수 x에 도달할 때까지 반복되며 노드는 높은 수준의 신뢰(최소한 비트코인의 해시 충돌 확률) 내에 있고 결국 네트워크는 트랜잭션의 유효성에 동의합니다.

Avalanche 생태계의 두 가지 주요 PoS 기반 합의 모델인 Snowman과 Avalanche는 반복되는 무작위 서브샘플링을 사용합니다. 이 둘의 차이점은 Avalanche는 DAG(Directed Acyclic Graph) 아키텍처를 사용하는 반면 Snowman은 선형 블록체인용으로 구축되었다는 것입니다. DAG 기반 시스템과 선형 블록체인의 주요 차이점은 선형 블록체인의 최종성은 순서가 있는 반면 DAG 기반 시스템에서는 그 상태가 최종성이 무질서한 트랜잭션 네트워크에 더 가깝다는 것입니다. Avalanche 생태계 내의 블록체인은 두 가지 합의 모델 중 하나를 사용하거나 자체 모델을 채택하도록 선택할 수 있습니다.

서브넷(서브넷)

서브넷은 Avalanche 프레임워크 내의 일부 블록체인에 대한 합의를 제공할 수 있는 유효성 검사기 모음입니다. 각 블록체인에는 서브넷이 있지만 각 서브넷은 여러 블록체인을 검증할 수 있습니다. 각 블록체인은 독립적으로 검증 가능하기 때문에 글로벌 상태는 블록체인 전체에서 비선형이므로 블록체인 간에 공유 보안이 없습니다.

가상 머신(VM)

가상 머신은 블록체인의 애플리케이션 수준 로직을 결정합니다. Avalanche는 하나의 작업 코드 세트만 제공하는 대신 각 블록체인에 선택, 처리 및 상태 변환 등을 위한 일련의 작업 코드를 제공하기를 희망합니다. 현재 옵션에는 Subnet EVM(서브넷용으로 구축된 EthereumVM), AvalancheVM(DAG 체인), SpacesVM(하나의 키:값 스토리지 가상 머신) 및 BlobVM(이진 데이터 스토리지 가상 머신)이 포함됩니다. 그 외에도 프로젝트는 자체 사용자 정의 가상 머신을 자유롭게 구현할 수 있습니다.

Avalanche 아키텍처의 전제는 이 세 가지 구성 요소가 서브넷/검증자 증가에 따라 초선형으로 확장되는 모듈식 프레임워크에 적합하다는 것입니다.

Avalanche의 현재 형태에는 참여하는 모든 Avalanche 검증자가 보증하는 메인 네트워크가 있으며 그 아래에 3개의 블록체인이 있습니다.
P 체인: 검증자 생성, 위임자 추가, 서브넷 및 기타 작업 생성에 사용되는 Yeti 합의에 기반한 선형 블록체인입니다.
X-Chain: 자산 교환을 위한 Avalanche 합의 기반의 DAG 유형 블록체인.

C 체인: 일반 스마트 계약을 위해 EVM을 실행하는 Yeti 합의 기반의 선형 블록체인입니다.

이러한 유효성 검사기의 다양한 순열은 하위 네트워크를 형성하여 점진적으로 참여하는 블록체인을 검증할 수 있습니다.

위의 내용은 오늘날 ~1450개의 유효성 검사기가 있는 기본 서브넷에 해당되며 새 서브넷으로의 전환은 아직 지켜봐야 합니다. 즉, Avalanche의 절충안은 유연성을 높이는 대가로 각 서브넷에 더 높은 수준의 보안을 로드하는 것입니다.

상호 운용성

아키텍처의 모듈성과 생태계 내의 서로 다른 체인이 여러 개의 동시 상태(단일 글로벌 상태가 아닌)를 갖는다는 사실을 감안할 때 체인 간 및 서브넷 간 통신이 문제가 됩니다.

단일 서브넷 내 교차 체인 전송: 각 서브넷에는 해당 서브넷 내의 모든 블록체인에 대한 유효성 검사기 세트가 있으므로 이 문제는 비교적 쉽게 해결할 수 있습니다. 메인/디폴트 서브넷의 X, C, P 체인 간에 자산을 전송하는 것과 같은 예를 들 수 있습니다. 이 아키텍처에는 최소 3개의 동시 상태가 있기 때문에 자산 Z가 수신 체인에서 전환의 일부가 되기 전에 송신 체인의 현재 상태에 있는 계정에 존재하지 않아야 합니다. 따라서 예를 들어 사용자가 체인 X에서 체인 C로 Z를 전송하도록 요청하면 서브네트워크 유효성 검사기는 먼저 체인 X에서 Z를 소각하고 이후 체인 C에서 Z를 발행하는 데 동의해야 합니다. 이 프로세스는 동일한 유효성 검사기 세트가 서브넷 내의 모든 체인에 대한 합의를 담당한다는 사실로 인해 상대적으로 쉽습니다.

서로 다른 서브넷 간의 교차 체인 전송: 유효성 검사기 집합이 더 이상 동일하지 않기 때문에 서로 다른 서브넷 간의 교차 체인 전송을 비교하는 것은 어렵습니다. 이 경우 타사 리피터와의 외부 브리징이 중요해집니다. 현재 Avalanche 아키텍처에는 여러 서브넷 간에 브리지를 배포하는 모듈이 있습니다. 각 인스턴스는 1) 굽기 및 민트 또는 2) 잠금 및 민트로 사용자 지정할 수 있습니다. 단일 서브넷 전송과 달리 이것은 제3자 릴레이어에 의존하여 전송 체인의 화상 또는 잠금을 관찰하고 이 메시지를 수신자 체인으로 전달하여 발행을 시작합니다. 다음은 WAGMI 및 Fuji 서브넷을 연결하는 구현 예의 개요입니다.

현재 설정에서는 각 서브넷 쌍에 독립적인 브리지가 필요하고 리피터의 임계값은 최저 1이 될 수 있으며 리피터 실행은 Chainsafe에 아웃소싱됩니다. 이것은 수용 가능한 단기 솔루션이지만 분산된 중계기 네트워크가 있는 단일 브리지가 장기적으로 더 안전할 수 있습니다.

Avalanche의 서브넷 내 메시징은 Cosmos 및 Polkadot 등과 유사하며 단일 유효성 검사기 집합이 각 체인의 상태를 관찰하고 전송을 용이하게 합니다. 유효성 검사기 집합이 충분히 분산되어 있는 한 합리적인 공유 보안 보장을 제공할 수 있으므로 이 아키텍처도 권장됩니다. 그러나 서브넷 간의 정보 전송은 여전히 개선되어야 하며 현재 타사 리피터에 의존하므로 타사 브리지가 자체 보안을 보장하는 한 결과는 비교적 합리적입니다. 따라서 새 서브넷을 직접 배포하는 것보다 기존 서브넷 내에 배포하는 것이 더 적합합니다.

Cosmos와 마찬가지로 Avalanche는 분산 상태를 채택하여 여러 독립 블록체인을 지원합니다. 합의 메커니즘과 유효성 검사기 세트의 유연성으로 인해 Avalanche 생태계의 일부 블록체인은 각 서브넷의 참가자 수에 따라 더 짧은 블록 시간을 가질 수 있습니다. 현재 1초 미만의 완결 시간이 있는 것 외에 다른 모든 체인.

IV. Polygon Supernets

개요

Polygon은 Supernet이라고 하는 이 일련의 생태계에서 가장 최근에 발표된 즉시 사용 가능한 응용 프로그램별 블록체인입니다. Cosmos SDK와 유사하게 Polygon에는 독립 네트워크 생성을 용이하게 하는 Edge라는 모듈식 프레임워크가 있습니다. 사용자는 프레임워크를 활용하여 공유 보안 또는 주권 블록체인을 배포할 수 있습니다. 두 체인 유형 모두 별도의 상태를 유지하지만 공유 보안 체인은 공유 유효성 검사기 집합을 활용하는 반면 주권 블록체인은 자체 유효성 검사기를 배포합니다.

합의, 최종성 및 유효성 검사기 그룹

슈퍼넷에서 사용할 수 있는 두 가지 유형의 합의가 있습니다.
IBFT PoA(이스탄불 BFT 권한 증명): Polygon Edge의 기본 합의. 고정된 검증자 집합이며 검증자는 다수(51%) 투표로 검증자를 추가 및/또는 제거할 수 있습니다. 합의는 절대다수(2/3) 투표로 이루어집니다. 유효성 검사기는 번갈아 가며 새 블록을 제안합니다. 슈퍼넷 프레임워크 하의 주권 블록체인에 더 적합합니다.

슈퍼 네트워크 아키텍처는 MATIC 토큰에 의해 동기 부여되며 약 200개의 검증자가 공유 보안 PoS 모듈에 참여하여 강력한 공유 보안 보장을 제공합니다. 그 대가로 프로젝트는 자체 인센티브를 설계하고 합의에 연결된 기본 토큰을 사용하기 위해 유연성을 희생해야 합니다. 고성능 애플리케이션 구축에 중점을 둔 프로젝트의 경우 자체 애플리케이션 구축과 다른 애플리케이션에서 사용할 수 있는 자체 컴퓨팅 계층 구축 사이에서 절충해야 합니다.

상호 운용성

Polygon Edge 프레임워크는 ChainBridge라는 브리징 솔루션을 활용하여 토큰 전송을 포함하되 이에 국한되지 않는 슈퍼넷 간의 통신을 용이하게 합니다. 이 게시물의 앞부분에서 본 솔루션과 유사하게 토큰 전송 프로세스는 다음과 같습니다.
소스 체인에서 토큰이 잠기거나 소각됩니다.
리피터는 소스 체인에서 이 동작을 관찰하고 대상 체인에 정보를 전달합니다.
소스 체인 토큰은 대상 체인에서 발행된 토큰을 나타냅니다.

소스 체인 토큰이 잠긴(또는 파괴된) 경우 사용자는 대상 체인에서 래핑된 토큰을 반환하여 소스 체인의 기본 자산을 잠금 해제할 수 있습니다.

Edge와 ChainBridge의 경우, 이 백서의 앞부분에 있는 일부 솔루션과 달리 슈퍼넷과 브리지의 유효성 검사기가 반드시 동일하지는 않습니다.

이는 체인 수준 및 통신 수준 합의를 위해 설정된 공유 유효성 검사기가 더 적은 실패 지점을 초래한다는 독립적인 다중 체인 아키텍처의 강력한 주장과 대조됩니다. 즉, Polygon이 제공하는 다른 공유 보안 기능을 고려할 때 브리지 유효성 검사기 세트가 충분히 분산되고 적절하게 인센티브가 제공되는 경우 이는 중요한 요소가 아닐 수 있습니다.

Polygon은 속도 및 보안과 관련된 흥미로운 디자인을 만들었습니다. 유효성 검사기 세트와 합의 메커니즘을 공유함으로써 Polygon은 충분한 공유 보안을 제공합니다. 동시에 각 슈퍼넷이 자체 상태를 유지하도록 함으로써 Polkadot 및 기타 제품이 직면한 오버헤드를 방지하여 이론적으로 무제한의 슈퍼넷을 구축할 수 있습니다.

V. Binance BAS

개요

바이낸스 애플리케이션 사이드체인(BAS)은 애플리케이션별 블록체인을 위한 BSC의 모듈식 프레임워크입니다. BAS의 초기 버전은 각 체인에 필요한 보안 수준에 따라 3-7개의 검증자가 있는 일련의 PoS 사이드체인으로 추정됩니다. BAS 체인은 이 기사에서 다루는 유일한 애플리케이션별 블록체인이며 합의나 상태를 공유하지 않아야 하며 각 BAS에는 자체적인 독립적인 검증자 세트가 있습니다. BSC와 연계하고 싶다면 사이드 체인을 구축하기 위한 개발자용 공유 툴킷과 BAS 체인과 BSC를 연결하는 외부 브리지만 사용할 수 있습니다.

BAS 외에도 바이낸스는 BNB 비콘 체인의 일부 계산을 수행하는 데 사용될 BPC(BNB Chain Partition Chain)라고 하는 이더리움 L2와 유사한 공통 실행 환경을 구축하고 있습니다. 이것은 흥미롭지만 이 기사에서는 애플리케이션별 사이드체인에 대한 논의에 중점을 둘 것입니다.

합의, 최종성 및 유효성 검사기 세트

Binance가 제공하는 아키텍처는 아마도 공간에서 가장 약한 아키텍처 중 하나일 것입니다. 각 체인에는 소규모의 독립적인 유효성 검사기가 있고 자체 상태를 유지하기 때문에 공유 보안 보장이 극도로 제한되며 바이낸스가 개발자에게 제공하는 유일한 도구는 자체 블록체인을 구축하기 위한 툴킷입니다. 유효성 검사기 세트를 더 크게 만들 수 있거나 모든 사이드 체인에서 높은 신뢰 공유를 가질 수 있다면 Binance로 프로젝트를 구축하는 것을 고려할 가치가 있습니다. 그러나 BAS는 낮은 합의 공유만 필요한 프로젝트 구성에 더 적합합니다.

상호 운용성

모든 주권 블록체인 세트와 마찬가지로 BAS 체인은 서로 통신하기 위해 타사 브리지가 필요합니다. 이 경우 BSC는 Celer의 타사 브리지를 사용하여 "잠금 + 캐스팅"을 통해 각 BAS에 연결하고 각 BAS도 이 메커니즘을 통해 연결됩니다.

바이낸스는 독립적인 유효성 검사기가 있는 타사 브리지를 사용하며, 독립형 블록체인은 이론적으로 이러한 브리지를 통해 연결될 수 있기 때문에 바이낸스 생태계에서 프로젝트를 구축하는 것은 독립형 블록체인을 구축하는 것만큼 매력적이지 않을 수 있습니다. 한 가지 유의할 점은 객관적으로 이것은 나쁜 설계가 아니지만 개발자에게는 이 생태계 내에서 프로젝트를 구축하도록 선택할 강력한 이유가 없으며 독립적인 아키텍처를 직접 구축하는 것을 선택하는 것이 더 낫다는 것입니다.

BAS 아키텍처 아래의 사이드 체인은 검증자, 합의 또는 상태를 공유하지 않으며 각 체인의 검증자 세트가 작기 때문에 완결까지 걸리는 시간이 짧고 수용할 수 있는 체인 수가 많습니다.

결론적으로

응용 프로그램별 블록체인은 신생 상호 운용성 인프라로 인해 구현이 방해를 받았지만 한동안 확장성 논의의 중요한 부분이었습니다. 지난 몇 달 동안 이 인프라는 다양한 독립적인 다중 체인 생태계에서 계속해서 온라인 상태가 되었기 때문에 우리는 또한 이 영역에서 더 많은 활동을 보고 싶습니다. 하위 애플리케이션 계층(예: Polkadot의 Acala) 및 애플리케이션별 실행 환경.

퍼블릭 체인

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