คำอธิบายโดยละเอียดของเอกสารทางเทคนิค Linera: micro-chain, elastic validator และการเขียนโปรแกรมแบบ multi-chain

แหล่งที่มาดั้งเดิม:Linera

แหล่งที่มาดั้งเดิม:

การรวบรวมต้นฉบับ: flowie, ChainCatcher

เมื่อเปรียบเทียบกับ Aptos และ Sui แล้ว Linera ผู้สืบทอดกิจการของ Diem ซึ่งวางเดิมพันโดย a16z เช่นกัน ค่อนข้างช้า โดยได้เผยแพร่สมุดปกขาวโครงการอย่างเป็นทางการในวันนี้หลังจากได้รับเงินสนับสนุน 6 ล้านดอลลาร์ที่นำโดย a16z เมื่อปลายเดือนมิถุนายนปีนี้

มีรายงานว่าสมาชิกในทีมผู้ก่อตั้ง Linera ส่วนใหญ่เป็นอดีต Zcash และอดีตวิศวกรและนักวิจัย Meta/Novi Mathieu Baudet ผู้ก่อตั้ง Linera เคยทำงานเป็นวิศวกรที่ Meta และช่วยสร้าง Diem blockchain เขาเป็นหัวหน้านักวิจัยและวิศวกรของ Novi และมีส่วนร่วมเป็นแกนหลักในการประดิษฐ์โปรโตคอล FastPay และ Zef

ในเอกสารไวท์เปเปอร์ Linera ได้อธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับข้อบกพร่องของโซลูชันที่มีอยู่ เช่น blockchain sharding และ Rollups ตลอดจนโซลูชันที่เป็นนวัตกรรมใหม่และข้อได้เปรียบทางสถาปัตยกรรมของ Linera ในการแก้ปัญหาการขาดแคลนพื้นที่บล็อก ChainCatcher รวบรวมส่วนหนึ่งของเนื้อหาของ Linera:

ชื่อระดับแรก

1. Linera : เพื่อแก้ปัญหาความขาดแคลนของพื้นที่บล็อก, ข้อบกพร่องของการแก้ปัญหาที่มีอยู่。1. ห่วงโซ่เดียวที่เร็วขึ้นอัตราการผลิตบล็อกในห่วงโซ่เดียวมักถูกจำกัดโดยความล่าช้าในการแพร่กระจายข้อมูลระหว่างตัวตรวจสอบความถูกต้อง ในอดีต ขนาดบล็อกเป็นพารามิเตอร์ตัวแรกที่ปรับแต่งเพื่อเพิ่มปริมาณงานธุรกรรมสูงสุดตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยและข้อจำกัดของเครือข่าย เนื่องจากความคืบหน้าล่าสุดของโปรโตคอลฉันทามติ BFT

คอขวดใหม่ในอัตราการทำธุรกรรมในปัจจุบันดูเหมือนจะเป็นการดำเนินธุรกรรมตามลำดับมากกว่าการสั่งซื้อที่สอดคล้องกันคาดว่าธุรกรรมจำนวนมากที่อยู่ในบล็อกควรเป็นอิสระในทางปฏิบัติ และหลายโครงการล่าสุดได้พัฒนาสถาปัตยกรรมที่สามารถดำเนินการชุดย่อยของธุรกรรมแบบขนานบนหน่วยประมวลผลหลายหน่วย แม้ว่าสิ่งนี้จะนำไปสู่อัตราการทำธุรกรรมที่สูงขึ้นอย่างแน่นอน แต่ระบบดังกล่าวยังคงโดดเด่นด้วยธุรกรรมสูงสุดต่ำกว่า 6 หลักต่อวินาที นอกจากนี้ อัตราธุรกรรมที่แท้จริงยังขึ้นอยู่กับสัดส่วนของธุรกรรมที่ไม่ขึ้นต่อกันจริง ๆ ในแต่ละบล็อก

โดยสรุป เป็นไปไม่ได้ที่จะรับประกันค่าธรรมเนียมและ/หรือความล่าช้าล่วงหน้าสำหรับผู้ใช้โดยไม่ตั้งสมมติฐานใดๆ เกี่ยวกับกิจกรรมของผู้ใช้รายอื่น

ประการสุดท้าย ในห่วงโซ่ปริมาณงานสูง การตรวจสอบตัวตรวจสอบความถูกต้องจะยากขึ้นเนื่องจากการรวมกันของข้อกำหนดการดำเนินการของ CPU และข้อกำหนดเครือข่ายการซิงโครไนซ์ข้อมูล โดยเฉพาะอย่างยิ่ง จำนวนการทำธุรกรรมตามลำดับอาจทำให้สมาชิกชุมชนที่ใช้ฮาร์ดแวร์สินค้าโภคภัณฑ์ไม่สามารถเล่นธุรกรรมซ้ำได้เร็วพอที่จะตรวจสอบการทำงานของตัวตรวจสอบความถูกต้องได้อย่างมีความหมาย2. การแบ่งส่วนย่อยของ Blockchain

แนวทางที่เป็นที่นิยมอีกประการหนึ่งสำหรับการจัดการความสามารถในการปรับขนาดของบล็อกเชนนั้นเกี่ยวข้องกับการแบ่งสถานะการดำเนินการออกเป็นจำนวนที่แน่นอนของห่วงโซ่คู่ขนาน ซึ่งแต่ละชุดจะทำงานแยกกันโดยอิสระจากชุดตัวตรวจสอบที่แยกจากกัน ซึ่งเรียกว่าการแบ่งส่วนของบล็อกเชน แม้ว่าแนวทางนี้จะยังคงได้รับการขัดเกลา แต่ในอดีตก็เคยประสบกับความท้าทายบางประการ

3、Rollups。ขั้นแรก การใช้ชุดตรวจสอบความถูกต้องที่แตกต่างกันจะสร้างการแลกเปลี่ยนด้านความปลอดภัย เนื่องจากผู้โจมตีอาจเลือกโจมตีชุดที่อ่อนแอที่สุดในระบบ (เช่น เหรียญกษาปณ์) ประการที่สอง การจัดระเบียบชาร์ดใหม่ วิธีกระจายบัญชีผู้ใช้ข้ามสายโซ่ เป็นการดำเนินการที่ซับซ้อนซึ่งต้องการการสื่อสารผ่านเครือข่ายที่กว้างขวาง สุดท้าย เมื่อจำนวนชาร์ดเพิ่มขึ้นเพื่อรองรับทราฟฟิกเพิ่มเติม จำนวนข้อความข้ามเชนที่ต้องแลกเปลี่ยนก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ในระบบที่แต่ละชาร์ดมีชุดตัวตรวจสอบความถูกต้องที่เป็นอิสระ ข้อความข้ามเชนสามารถทำให้เกิดความล่าช้าอย่างมาก ซึ่งจะชดเชยผลกระทบของการเพิ่มเชนใหม่ในที่สุด

ในทางปฏิบัติ การรวบรวมธุรกรรมเลเยอร์ 2 ให้เพียงพอ การคำนวณการพิสูจน์ความถูกต้อง และการเก็บถาวรธุรกรรมเพื่อบังคับใช้ความพร้อมใช้งานของข้อมูลที่เข้มงวดจะใช้เวลาหลายชั่วโมงต่อการบล็อกเลเยอร์ 2 เวลายืนยันเลเยอร์ 1 ที่นานขึ้นอาจกระตุ้นให้ผู้ใช้บางรายยอมรับการแลกเปลี่ยนความปลอดภัยและเชื่อถือเลเยอร์ 2 สุดท้ายสำหรับแอปพลิเคชันบางอย่าง โดยทั่วไปแล้ว Rollups จะต้องเชื่อถือได้ในการบังคับใช้ข้อตกลง (เช่น ความมีชีวิตชีวา) และเลือกการทำธุรกรรมอย่างยุติธรรม (ดู Miner Extractable Value) ข้อกังวลนี้สามารถเห็นได้จากความพยายามล่าสุดในการออกแบบโปรโตคอลการยกเลิกแบบกระจายอำนาจ

ชื่อระดับแรก

2. นวัตกรรมของ Linera คืออะไร?

จากการสังเกตและแรงบันดาลใจของโครงร่างข้างต้น Linera ระบุว่ามีเป้าหมายที่จะพัฒนาโครงสร้างพื้นฐาน web3 ใหม่ตามหลักการสำคัญสามประการต่อไปนี้:

1. สร้างโครงสร้างพื้นฐานที่ปลอดภัยด้วยประสิทธิภาพที่คาดการณ์ได้และการตอบสนองโดยการรันหลายเชนในชุดตัวตรวจสอบความถูกต้องแบบยืดหยุ่น

2. ทำให้การเขียนโปรแกรมแบบหลายสายโซ่กลายเป็นกระแสหลักโดยการทำงานบนเลเยอร์การดำเนินการใหม่ เปิดใช้งานระบบนิเวศที่หลากหลายของแอปพลิเคชัน web3 ที่ปรับขนาดได้

3. เพิ่มการกระจายอำนาจให้สูงสุดโดยการทำให้มั่นใจว่าตัวตรวจสอบความถูกต้องแบบยืดหยุ่นได้รับแรงจูงใจที่เหมาะสมที่สุดและได้รับการตรวจสอบในระดับที่เหมาะสมโดยชุมชน

นวัตกรรมของ Linera สะท้อนให้เห็นในด้านต่างๆ ดังต่อไปนี้:

1. ระบบหลายสายโซ่ในตัวพร้อมตัวตรวจสอบความถูกต้องที่ยืดหยุ่น

• เพื่อบรรลุวิสัยทัศน์ของโครงสร้างพื้นฐาน web3 ด้วยประสิทธิภาพที่คาดการณ์ได้และการตอบสนองตามขนาด Linera ใช้โครงสร้างพื้นฐานระบบคลาวด์และพัฒนาโปรโตคอลแบบหลายสายโซ่ใหม่ ซึ่งเป็นระบบแบบหลายสายแบบบูรณาการพร้อมตัวตรวจสอบความถูกต้องที่ยืดหยุ่น

• ใน Linera เครื่องมือตรวจสอบความถูกต้องเป็นบริการที่ยืดหยุ่นคล้าย web2 ซึ่งตรวจสอบความถูกต้องและดำเนินการบล็อกของธุรกรรมในหลาย ๆ สายพร้อมกัน เนื่องจากจำนวนของเชน (ใช้งานและไม่ได้ใช้งาน) ที่มีอยู่ในระบบ Linera นั้นไม่จำกัด จึงเรียกอีกอย่างว่าไมโครเชน

• ภารกิจในการขยายไมโครเชนด้วยบล็อกใหม่นั้นแยกจากการตรวจสอบหรือการบังคับใช้ และดำเนินการโดยเจ้าของแต่ละเชน ผู้ใช้ Linera ทุกคนได้รับการสนับสนุนให้สร้างเครือข่ายของตนเองและวางบัญชีไว้ที่นั่น

• เครื่องมือตรวจสอบความถูกต้องแต่ละตัวจะจัดการไมโครเชนทั้งหมด (เรียกว่าแนวทางมัลติเชนแบบบูรณาการ) ไมโครเชนโต้ตอบโดยใช้ข้อความแบบอะซิงโครนัสและทำงานโดยอิสระ เป็นผลให้ตัวตรวจสอบสามารถปรับขนาดได้อย่างยืดหยุ่นโดยกระจายภาระงานไปยังส่วนย่อยภายในจำนวนมาก การส่งข้อความแบบอะซิงโครนัสระหว่างเชนสามารถทำได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้เครือข่ายภายในของตัวตรวจสอบความถูกต้องแต่ละตัว

• วิธีที่ไมโครเชนยอมรับบล็อกใหม่อาจแตกต่างกันไป เมื่อปรับขนาดเชนของตนเอง ผู้ใช้จะส่งบล็อกใหม่โดยตรงไปยังตัวตรวจสอบความถูกต้องโดยใช้โปรโตคอลที่มีเวลาแฝงต่ำและไม่ต้องใช้เมมพูลที่ได้รับแรงบันดาลใจจากการแพร่ภาพที่เชื่อถือได้ แอปพลิเคชันที่ต้องการการโต้ตอบที่ซับซ้อนมากขึ้นระหว่างผู้ใช้อาจอาศัยไมโครเชนชั่วคราวที่สร้างขึ้นตามความต้องการ ในความเป็นจริง เฉพาะไมโครแชนเนลสาธารณะที่เป็นของโครงสร้างพื้นฐาน Linera เท่านั้นที่มีโปรโตคอลฉันทามติ BFT เต็มรูปแบบ

การซิงโครไนซ์ไมโครเชนระหว่างตัวตรวจสอบความถูกต้องนั้นมอบให้กับเจ้าของเชน ซึ่งหมายความว่าไมโครเชนที่ไม่ได้ใช้งาน (ที่ไม่ได้สร้างบล็อก) ไม่มีค่าใช้จ่ายสำหรับตัวตรวจสอบความถูกต้องนอกเหนือจากพื้นที่จัดเก็บการใช้ตัวตรวจสอบความถูกต้องแบบยืดหยุ่นเป็นสมมติฐานเฉพาะของ Linera

Linera ตั้งใจให้ชุมชน Linera สนับสนุนผู้ให้บริการคลาวด์ที่หลากหลายซึ่งผู้ตรวจสอบรายใหม่สามารถเลือกได้ เดิมที Linera ได้รับแรงบันดาลใจจาก FastPay ซึ่งเป็นโปรโตคอลการชำระเงินที่มีความหน่วงต่ำที่พัฒนาโดย Meta Linera ส่งเสริม FastPay อย่างมีนัยสำคัญโดยเปลี่ยนบัญชีผู้ใช้เป็นไมโครเชน เพิ่มสัญญาอัจฉริยะ และสนับสนุนข้อความอะซิงโครนัสตามอำเภอใจระหว่างเชน

2. ทำให้การเขียนโปรแกรมแบบมัลติเชนเป็นกระแสหลัก

• Linera รวมเครือข่ายจำนวนมากเข้ากับชุดเครื่องมือตรวจสอบความถูกต้องที่ไม่เหมือนใคร สิ่งนี้อำนวยความสะดวกอย่างมากในการสื่อสารข้ามสายเนื่องจากเครือข่ายภายในของตัวตรวจสอบความถูกต้องแต่ละตัว นับเป็นครั้งแรกที่แอปพลิเคชัน web3 ต่างๆ มีโอกาสที่จะขยายขนาดได้อย่างยืดหยุ่นโดยใช้ประโยชน์จากสถาปัตยกรรมหลายสายที่มีราคาถูกและมีประสิทธิภาพ ตัวเลือกการออกแบบต่อไปนี้ถูกสร้างขึ้นเพื่ออำนวยความสะดวกในการนำการเขียนโปรแกรมแบบหลายสายมาใช้:

• โมเดลการดำเนินการของ Linera ได้รับการออกแบบให้เป็นภาษากลางและเป็นมิตรกับนักพัฒนา SDK เริ่มต้นของ Linera จะขึ้นอยู่กับ Wasm และกำหนดเป้าหมายเป็นภาษาการเขียนโปรแกรม Rust

แอปพลิเคชัน Linera สามารถประกอบได้และมีหลายสายโซ่ เมื่อสร้างแอปพลิเคชันแล้ว แอปพลิเคชันนั้นสามารถทำงานบนเชนใดก็ได้ตามต้องการ เรียกใช้อินสแตนซ์ของแอปพลิเคชันเดียวกันที่ประสานงานข้ามเชนโดยใช้การส่งข้อความแบบอะซิงโครนัสและเผยแพร่/สมัครรับข้อมูล แอปพลิเคชันที่ทำงานในไมโครเชนเดียวกันโต้ตอบโดยใช้การโทรข้ามสัญญาและวัตถุเซสชันชั่วคราว

วัตถุเซสชันใน Linera ได้รับแรงบันดาลใจจากทรัพยากรในภาษา Move มีการเสนอทรัพยากรที่พิมพ์แบบคงที่ใน Move เพื่อช่วยปรับปรุงความสามารถในการจัดองค์ประกอบ ใน Linera ความสามารถในการจัดองค์ประกอบทรัพยากรของคลาสทำได้โดยการใช้ตัวจัดการเซสชันและการตรวจสอบรันไทม์ ตัวอย่างเช่น ในการส่งโทเค็น สัญญา Linera จะสามารถโอนความเป็นเจ้าของเซสชันชั่วคราวที่มีโทเค็นได้ โดยทั่วไปแล้ว การสร้างชุมชนนักพัฒนาขนาดใหญ่เป็นปัจจัยสำคัญในการนำโครงสร้างพื้นฐานบล็อกเชนมาใช้ เนื่องจากระบบนิเวศของ Wasm ปรับปรุงเครื่องมือหลายภาษาอย่างต่อเนื่อง จึงทำให้ Linera มีความเป็นไปได้ระยะยาวในการให้บริการชุมชนนักพัฒนาหลายแห่ง

3. การกระจายอำนาจที่แข็งแกร่งของผู้ตรวจสอบความถูกต้องที่ยืดหยุ่น

• "blockchain trilemma" แบบคลาสสิกยืนยันว่าการบรรลุความสามารถในการขยายขนาด ความปลอดภัย และการกระจายอำนาจพร้อมกันนั้นเป็นเรื่องยาก ในขณะที่ข้อสังเกตนี้ถือเป็นจริงอย่างแน่นอนสำหรับตัวตรวจสอบความจุแบบคงที่ แต่ Linera เชื่อว่ายังไม่เพียงพอที่จะกำหนดและนำแนวคิดการกระจายอำนาจที่น่าพอใจมาใช้สำหรับตัวตรวจสอบความถูกต้องแบบยืดหยุ่นLinera อาศัย Delegated Proof-of-Stake (DPoS) เพื่อความปลอดภัยและสนับสนุนการเปลี่ยนชุดเครื่องมือตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอ

• เนื่องจากการผูกมัดของบล็อก ธุรกรรมในอดีต ข้อความข้ามเชน และสถานะการดำเนินการของไมโครเชนแต่ละอันจะไม่เปลี่ยนรูปซึ่งหมายความว่า Linera โดยรวมจะได้รับการตรวจสอบโดยชุมชนในรูปแบบการกระจายโดยใช้ฮาร์ดแวร์สินค้าโภคภัณฑ์เท่านั้น ชุมชนบล็อกเชนได้หารือเกี่ยวกับการใช้ตัวตรวจสอบความถูกต้องขนาดใหญ่เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและการใช้ตัวตรวจสอบความถูกต้องที่ขับเคลื่อนโดยชุมชนเพื่อรักษาการกระจายอำนาจในบริบทของการยกเลิก ในขณะที่โครงการ Linera ดำเนินไป เราจะให้ความสนใจกับความคืบหน้าทางเทคนิคในการพิสูจน์ความถูกต้อง (ZK) และการยกเลิกต่อไป

ชื่อระดับแรก

ประการที่สี่ ข้อดีของสถาปัตยกรรม Linera

Linera ตั้งเป้าหมายที่จะจัดหาโครงสร้างพื้นฐานแบบหลายเชนตัวแรกด้วยประสิทธิภาพที่คาดการณ์ได้ การตอบสนอง และความปลอดภัยในระดับอินเทอร์เน็ต ด้วยเหตุนี้ Linera จึงแนะนำแนวคิดในการรันเชนคู่ขนานหลายอันที่เรียกว่าไมโครเชนภายในชุดตัวตรวจสอบความถูกต้องชุดเดียวกัน และใช้เครือข่ายภายในของตัวตรวจสอบความถูกต้องแต่ละตัวเพื่อส่งข้อความอะซิงโครนัสระหว่างเชนอย่างรวดเร็ว Linera มองเห็นข้อดีหลายประการของสถาปัตยกรรมนี้:ปรับขนาดยืดหยุ่น

ใน Linera ความสามารถในการปรับขนาดทำได้โดยการเพิ่มเชน ไม่ใช่โดยการเพิ่มขนาดบล็อกหรืออัตรา ตัวตรวจสอบความถูกต้องแต่ละตัวสามารถเพิ่มและลบความจุ (หรือที่เรียกว่าผู้ปฏิบัติงานภายใน) ได้ตลอดเวลาเพื่อรักษาประสิทธิภาพเล็กน้อยของแอปพลิเคชันหลายสายโซ่การตอบสนอง

เมื่อไมโครเชนทำงานโดยผู้ใช้คนเดียว Linera จะใช้โปรโตคอลที่ไม่สอดคล้องกันของ mempool ที่เรียบง่ายซึ่งได้แรงบันดาลใจจากการแพร่ภาพที่เชื่อถือได้ สิ่งนี้ช่วยลดเวลาแฝงของบล็อกและทำให้แอปพลิเคชัน Web3 ตอบสนองได้ดีขึ้นในที่สุดความสามารถในการจัดองค์ประกอบ

เวลาแฝงของบล็อกต่ำยังช่วยให้สามารถจัดองค์ประกอบได้เมื่อเทียบกับระบบหลายเชนอื่นๆ: คำตอบที่รวดเร็วโดยการเพิ่มบล็อกใหม่ทำให้สามารถรับข้อความแบบอะซิงโครนัสจากเชนอื่นได้ความปลอดภัยของห่วงโซ่

ข้อดีอย่างหนึ่งของการรันไมโครเชนทั้งหมดในชุดตัวตรวจสอบเดียวกันเมื่อเปรียบเทียบกับระบบหลายเชนแบบดั้งเดิมคือการสร้างเชนไม่ส่งผลกระทบต่อโมเดลความปลอดภัยของ Lineraการกระจายอำนาจ.

Linera อาศัย Delegated Proof of Stake (DPoS) เพื่อความปลอดภัย ไมโครเชนแต่ละตัวสามารถดำเนินการแยกกันบนฮาร์ดแวร์สินค้าโภคภัณฑ์ สิ่งนี้ช่วยให้ลูกค้าและผู้ตรวจสอบดำเนินการตรวจสอบความถูกต้องของตนเองได้อย่างต่อเนื่องและให้ผู้ตรวจสอบต้องรับผิดชอบภาษา "ไม่เชื่อเรื่องพระเจ้า"