เอกสารไวท์เปเปอร์ของอาร์เทลา

เมื่อวันที่ 20 มิถุนายน โครงการ EVM Layer 1 แบบขนานที่ล้ำสมัย Artela ได้เปิดตัวเอกสารไวท์เปเปอร์ "Full Stack Parallelization" โดยมีเป้าหมายที่จะปล่อยความสามารถในการปรับขนาดของบล็อกเชนได้อย่างเต็มที่ และทำให้ DApps มี "ประสิทธิภาพที่คาดการณ์ได้"

ประสิทธิภาพที่คาดการณ์ได้หมายถึงการจัดหา TPS ที่คาดการณ์ได้สำหรับ DApps ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับ DApps ในบางสถานการณ์ทางธุรกิจ โดยทั่วไปแล้ว DApps ที่ใช้งานบนเครือข่ายสาธารณะจะต้องแข่งขันกับ DApps อื่นๆ ในด้านพลังการประมวลผลและพื้นที่จัดเก็บข้อมูลของบล็อกเชน ดังนั้น ในกรณีที่เครือข่ายติดขัด จะทำให้ต้นทุนในการดำเนินการธุรกรรมค่อนข้างสูงและต้นทุนในการดำเนินธุรกิจมีความล่าช้าอย่างมาก จำกัดการพัฒนาอย่างรวดเร็วของ DApps เป็นไปได้ว่าหากผู้ใช้ใช้ซอฟต์แวร์ส่งข้อความโต้ตอบแบบทันทีที่กระจายอำนาจ เนื่องจากพื้นที่บล็อกของเครือข่ายบล็อกเชนถูกครอบครองโดย DApps อื่นๆ ข้อความของผู้ใช้แทบจะไม่สามารถส่งและรับได้ ซึ่งเป็นความเสียหายต่อประสบการณ์ผู้ใช้ .

เพื่อที่จะแก้ปัญหา "ประสิทธิภาพที่คาดการณ์ได้" วิธีการที่พบบ่อยที่สุดคือการใช้บล็อกเชนเฉพาะแอปพลิเคชัน (บล็อกเชนเฉพาะแอปพลิเคชัน) หรือที่เรียกว่า ห่วงโซ่แอปพลิเคชัน (Appchain) ซึ่งเป็นพื้นที่บล็อกที่ทุ่มเทให้กับแอปพลิเคชัน- บล็อกเชนเฉพาะ

Artela นำเสนอโซลูชัน Elastic Block Space (EBS) อย่างสร้างสรรค์ ซึ่งใช้แนวคิดของการประมวลผลแบบยืดหยุ่น และปรับทรัพยากรบล็อกแบบไดนามิกตามความต้องการเฉพาะของ DApps จากระดับโปรโตคอล เพื่อให้การขยาย DApps ได้อย่างอิสระด้วยพื้นที่บล็อกที่มีความต้องการสูง

บทความนี้จะแนะนำห่วงโซ่แอปพลิเคชันและพื้นที่บล็อกแบบยืดหยุ่นตามลำดับ และเปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของทั้งสอง

เส้นทางการพัฒนาของห่วงโซ่แอปพลิเคชัน

Application chains คือ blockchains ที่สร้างขึ้นเพื่อรัน DApp เดียว แทนที่จะสร้างบนบล็อกเชนที่มีอยู่ นักพัฒนาแอปพลิเคชันจะสร้างบล็อกเชนใหม่ตั้งแต่ต้นด้วยเครื่องเสมือนแบบกำหนดเองที่ดำเนินธุรกรรมจากผู้ใช้ที่โต้ตอบกับแอปพลิเคชัน นักพัฒนายังสามารถปรับแต่งองค์ประกอบต่างๆ ของสแต็กเครือข่ายบล็อกเชน ทั้งฉันทามติ เครือข่าย และการดำเนินการ เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดการออกแบบเฉพาะ ซึ่งจะช่วยแก้ปัญหาต่างๆ เช่น ความแออัดสูง ต้นทุนสูง และคุณสมบัติคงที่บนเครือข่ายที่ใช้ร่วมกัน

Application Chain ไม่ใช่แนวคิดใหม่: Bitcoin ถือได้ว่าเป็น Application Chain สำหรับ “Digital Gold”, Arweave สามารถมองได้เป็น Application Chain สำหรับการจัดเก็บข้อมูลถาวร และ Celestia สามารถมองได้ว่าเป็น Application Chain ที่ให้ความพร้อมใช้งานของข้อมูล

เริ่มต้นในปี 2559 ห่วงโซ่แอปพลิเคชันไม่เพียงแต่รวมบล็อกเชนชิปตัวเดียวเท่านั้น แต่ยังรวมถึงรูปแบบหลายเชนด้วย นั่นคือระบบนิเวศที่สร้างขึ้นโดยบล็อกเชนหลายอันที่เชื่อมต่อถึงกัน โดยมีตัวแทนหลักคือ Cosmos และ Palkadot Cosmos เป็นบริษัทแรกที่มองเห็นโลกบล็อกเชนที่เชื่อมต่อถึงกัน และมุ่งมั่นที่จะแก้ไขปัญหาการโต้ตอบข้ามสายโซ่ของบล็อกเชน สามารถพัฒนาและเปิดตัวเครือข่ายอย่างรวดเร็วผ่าน Cosmos SDK ได้ออกแบบโปรโตคอล IBC เพื่อดำเนินการบล็อกเชนโดยไม่มีอุปสรรค ฯลฯ ; Palkadot มุ่งหวังที่จะเป็นโซลูชันการขยายบล็อกเชนที่สมบูรณ์แบบ โซ่ในระบบนิเวศเรียกว่า parachains สนับสนุนการรักษาความปลอดภัยร่วมกันตั้งแต่เริ่มต้น และ parachains ต่างๆ สามารถสื่อสารผ่านข้อมูลที่เป็นเอกฉันท์

ในช่วงสิ้นปี 2020 เนื่องจากการวิจัยการขยาย Ethereum มุ่งเน้นไปที่โซลูชันหลายอย่าง เช่น ไซด์เชน ซับเน็ต และการโรลอัปเลเยอร์ 2 ห่วงโซ่แอปพลิเคชันก็ฟักออกมาในรูปแบบที่เกี่ยวข้องกัน เครือข่ายด้านข้าง เช่น Polygon และเครือข่ายย่อย เช่น Avalanche ปรับปรุงความสามารถในการให้บริการโดยรวมโดยการปรับปรุงประสบการณ์และประสิทธิภาพของเครือข่ายด้านข้างหรือเครือข่ายย่อย Layer 2 Rollups รองรับเครือข่ายแอปพลิเคชันในรูปแบบของสแต็กโมดูลาร์ ซึ่ง OP Stack และ Polygon CDK ได้รับการยอมรับจาก หลายโครงการเป็นโซลูชัน Layer 2 Rollups ที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อเพิ่มปริมาณงานและความสามารถในการปรับขนาดของเครือข่าย Ethereum เพื่อตอบสนองความต้องการในการทำธุรกรรมที่เพิ่มขึ้นและให้ความสามารถในการทำงานร่วมกันและการทำงานร่วมกันในวงกว้างมากขึ้น

ปัจจุบันมีแอปพลิเคชันจำนวนมากที่สร้างขึ้นในห่วงโซ่แอปพลิเคชันบนแพลตฟอร์มต่างๆ ตัวอย่างเช่น Axie เปิดตัว Ethereum sidechain Ronin ในต้นปี 2564 DeFi Kingdoms ประกาศการย้ายจาก Harmony ไปยังเครือ ข่าย ย่อย Avalanche เมื่อปลายปี 2564 Injective เปิดตัวเครือข่ายแอปพลิเคชัน DeFi ที่สร้างขึ้นโดยใช้ Cosmos SDK ในเดือนพฤศจิกายน 2564 มีการประกาศว่าผลิตภัณฑ์เวอร์ชัน V4 จะใช้เทคโนโลยี Cosmos SDK เพื่อสร้างเครือข่ายแอปพลิเคชันอิสระ Uptick Network จะเปิดตัวเครือข่ายแอปพลิเคชันเชิงนิเวศน์ Uptick Chain ในปี 2566 เพื่อเป็นโครงสร้างพื้นฐานสำหรับการพัฒนาแอปพลิเคชันเชิงนิเวศน์ Web3 ชั้นโปรโตคอลเชิงพาณิชย์ที่หลากหลาย

ข้อดีและข้อเสียของห่วงโซ่แอปพลิเคชัน

AppChain ได้รับพลังเต็มที่ในการรัน Sovereign Blockchain แทนที่จะอาศัยเลเยอร์ 1 ซึ่งเป็นดาบสองคม

มีข้อดีหลักสามประการ:

• อธิปไตย: ห่วงโซ่ แอปพลิเคชันสามารถแก้ปัญหาผ่านโซลูชันการกำกับดูแลของตนเอง รักษาความเป็นอิสระและความเป็นอิสระของโครงการแอปพลิเคชันแต่ละรายการ และป้องกันการรบกวนและอุปสรรคต่างๆ

• ประสิทธิภาพ: สามารถตอบสนองความหน่วงต่ำและปริมาณงานสูงที่แอปพลิเคชันต้องการ มอบประสบการณ์ที่ดีแก่ผู้ใช้ และปรับปรุงประสิทธิภาพการดำเนินงานที่แท้จริงของ DApp ได้อย่างมาก

• ความสามารถในการปรับแต่งได้: นักพัฒนา DApp สามารถปรับแต่ง chain ตามความต้องการของพวกเขา และสร้างระบบนิเวศน์ได้ โดยให้วิธีการวิวัฒนาการที่ยืดหยุ่นเพียงพอ

นอกจากนี้ยังมีข้อเสียสามประการ:

• ปัญหาด้านความปลอดภัย: ห่วงโซ่แอปพลิเคชันจะต้องรับผิดชอบต่อความปลอดภัยของตนเอง รวมถึงการชั่งน้ำหนักจำนวนโหนด การรักษากลไกที่เป็นเอกฉันท์ การหลีกเลี่ยงความเสี่ยงในการจำนำ ฯลฯ เครือข่ายค่อนข้างไม่ปลอดภัย

• ปัญหาข้ามสายโซ่: เนื่องจากเป็นสายโซ่อิสระ สายโซ่แอปพลิเคชันจึงขาดการทำงานร่วมกันกับสายโซ่อื่นๆ (แอปพลิเคชัน) และประสบปัญหาข้ามสายโซ่ การรวมโปรโตคอลข้ามสายโซ่จะเพิ่มความเสี่ยงข้ามสายโซ่

• ปัญหาด้านต้นทุน: ห่วงโซ่แอปพลิเคชันต้องใช้โครงสร้างพื้นฐานเพิ่มเติมจำนวนมาก ซึ่งต้องใช้ต้นทุนและเวลาทางวิศวกรรมจำนวนมาก นอกจากนี้ยังมีค่าใช้จ่ายในการรันและบำรุงรักษาโหนดอีกด้วย

สำหรับบริษัทสตาร์ทอัพ ข้อเสียของ Application Chain มีผลกระทบอย่างมากต่อ DApps ที่พวกเขาเข้าสู่ตลาด ทีมพัฒนาของบริษัทสตาร์ทอัพส่วนใหญ่ไม่เพียงแต่ไม่สามารถแก้ไขปัญหาด้านความปลอดภัยและปัญหา Cross-Chain ได้ดีเท่านั้น แต่ยังไม่สามารถแก้ปัญหาได้ เนื่องจากมีกำลังคนสูง ต้องใช้เวลาและเงินเพื่อโน้มน้าวใจให้ลาออก อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพที่คาดการณ์ได้นั้นเป็นข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับ DApps เฉพาะเจาะจง ดังนั้น ตลาดจึงต้องการโซลูชันประสิทธิภาพที่คาดการณ์ได้ในเลเยอร์ 1 อย่างเร่งด่วน

พื้นที่บล็อกที่ยืดหยุ่น

ใน Web2 การประมวลผลแบบยืดหยุ่นคือโมเดลการประมวลผลแบบคลาวด์ทั่วไปที่ช่วยให้ระบบเพิ่มหรือลดขนาดการประมวลผลคอมพิวเตอร์ หน่วยความจำ และพื้นที่จัดเก็บข้อมูลแบบไดนามิกได้ตามต้องการ เพื่อตอบสนองความต้องการที่เปลี่ยนแปลงโดยไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับการวางแผนความจุและวิศวกรรมสำหรับการใช้งานสูงสุด

พื้นที่บล็อกแบบยืดหยุ่นจะปรับจำนวนธุรกรรมที่อยู่ในบล็อกโดยอัตโนมัติตามระดับความแออัดของเครือข่าย สำหรับธุรกรรมของแอปพลิเคชันเฉพาะ เครือข่ายบล็อกเชนจะให้พื้นที่บล็อกที่เสถียรและการรับประกัน TPS ผ่านการคำนวณแบบยืดหยุ่น ซึ่งบรรลุ "ประสิทธิภาพที่คาดการณ์ได้"

MegaETH ยังได้เสนอแนวคิดที่คล้ายกันของ "การขยายแบบไดนามิกแบบยืดหยุ่น" และเชื่อว่านี่เป็นเส้นทางการพัฒนาที่หลีกเลี่ยงไม่ได้สำหรับ DApps เพื่อรองรับการยอมรับในวงกว้าง พัฒนาการทางเทคโนโลยีที่คาดว่าจะเกิดขึ้นใน 1-3 ปีข้างหน้ามีดังนี้

• ระยะที่ 1: การขยายแนวนอนที่ระดับโหนดการตรวจสอบ

• ขั้นตอนที่สอง: การขยายตัวแบบคงที่ที่ระดับลูกโซ่

• ขั้นตอนที่สาม: การขยายแนวนอนแบบไดนามิกที่ระดับลูกโซ่

Artela ได้นำแนวคิดนี้ไปใช้อย่างแท้จริง และแก้ไขปัญหาหลักของขั้นตอนแรกของ " วิธีประสานงานการขยายโหนดการตรวจสอบในแนวนอนเพื่อรองรับการประมวลผลแบบยืดหยุ่น " เมื่อโปรโตคอลเติบโตขึ้นในเครือข่าย Artela ก็สามารถสมัครรับพื้นที่บล็อกแบบยืดหยุ่นเพื่อรองรับการเติบโตของผู้ใช้โปรโตคอลและปริมาณงาน Elastic Block Space มอบพื้นที่บล็อกอิสระสำหรับ DApps ที่มีความต้องการปริมาณธุรกรรมสูง ช่วยให้สามารถขยายขนาดได้ตามการเติบโต โดยพื้นฐานแล้ว พื้นที่บล็อกจะกำหนดจำนวนข้อมูลที่สามารถจัดเก็บในแต่ละบล็อกของบล็อกเชน ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อปริมาณธุรกรรม เมื่อ DApps พบกับความต้องการในการทำธุรกรรมที่เพิ่มขึ้น การสมัครรับพื้นที่บล็อกแบบยืดหยุ่นจะมีประโยชน์ในการจัดการกับโหลดที่เพิ่มขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ส่งผลกระทบต่อบล็อกเชนพื้นฐาน

การใช้งานการประมวลผลแบบยืดหยุ่นแบ่งออกเป็น "ความยืดหยุ่นแบบเรียลไทม์" และ "ความยืดหยุ่นที่ไม่ใช่แบบเรียลไทม์" โดยทั่วไปหมายถึงการตอบสนองระดับนาทีต่อการขยายกำลังการผลิต ในขณะที่ "ความยืดหยุ่นที่ไม่ใช่แบบเรียลไทม์" เพียงแต่ต้องตอบสนองต่อการขยายกำลังการผลิตภายในระยะเวลาที่จำกัดเท่านั้น Artela ใช้วิธีการ "ยืดหยุ่นที่ไม่ใช่แบบเรียลไทม์" นั่นคือเมื่อเครือข่ายตรวจพบความจำเป็นในการขยาย เครือข่ายจะเริ่มข้อเสนอการขยาย และโหนดการตรวจสอบของเครือข่ายทั้งหมดจะดำเนินการขยายให้เสร็จสิ้นหลังจากหนึ่งยุคขึ้นไป ( แทนที่จะเป็นแบบเรียลไทม์) และส่งหลักฐานการขยายเพื่อให้ผู้ตรวจสอบรายอื่นท้าทาย

โซลูชันพื้นที่บล็อกแบบยืดหยุ่นของ Artela ใช้แนวคิดฐานข้อมูลแบบกระจายจำนวนมาก และยังเป็นความต่อเนื่องของเทคโนโลยีการแบ่งส่วนบล็อกเชน จากมุมมองของ "การแบ่งส่วนคอมพิวเตอร์" ความจุจะถูกขยายตามปริมาณการใช้งานแอปพลิเคชันที่ต้องการ หลีกเลี่ยงปัญหา "ธุรกรรมข้ามเครือข่าย" เพื่อให้ประสบการณ์ของนักพัฒนาและผู้ใช้ไม่แตกต่างจากเมื่อก่อน ในเวลาเดียวกัน การนำ "ความยืดหยุ่นที่ไม่ใช่แบบเรียลไทม์" มาใช้ซึ่งค่อนข้างง่ายต่อการนำไปใช้ได้เพิ่มความสามารถในการนำไปใช้ในขณะเดียวกันก็ตอบสนองความต้องการที่แท้จริงของ DApps จำนวนมาก

เป็นที่น่าสังเกตว่าพื้นที่บล็อกแบบยืดหยุ่นซึ่งเป็นวิธีแก้ปัญหาสำหรับการขยายประสิทธิภาพของบล็อกเชนในแนวนอนนั้น มีพื้นฐานอยู่บนสมมติฐานที่ว่า "ธุรกรรมสามารถขนานกันได้" หลังจากที่ความขนานของธุรกรรมเพิ่มขึ้นเท่านั้น ทรัพยากรเครื่องจักรของโหนดจำเป็นต้องขยายในแนวนอนเท่านั้น . เพื่อปรับปรุงปริมาณการทำธุรกรรม

ดังนั้น สำหรับเลเยอร์ 1 เช่น Ethereum ปัญหาการทำให้เป็นอนุกรมของธุรกรรมคือปัญหาคอขวดของประสิทธิภาพโดยตรงที่สุด และขนาดบล็อกยังถูกจำกัดด้วยขีดจำกัดแก๊สของบล็อกขนาดแปรผัน (ขีดจำกัดบนคือ 30, 000, 000 แก๊ส) ดังนั้นเราจึงสามารถ แสวงหาโซลูชันการขยายเลเยอร์ 2 เท่านั้น

สำหรับเลเยอร์ 1 ที่มีประสิทธิภาพสูง เช่น Solana แม้ว่าจะรองรับการทำธุรกรรมแบบขนานและสามารถปรับขนาดในแนวนอนได้ แต่ก็ไม่สามารถรับมือกับปัญหา "ประสิทธิภาพที่คาดการณ์ได้" ของ DApps ในช่วงที่มีความต้องการสูงสุด ด้วยการใช้โซลูชัน "ตลาดค่าธรรมเนียมท้องถิ่น" Solana ตั้งเป้าที่จะป้องกันไม่ให้ธุรกรรมที่มีความต้องการเพียงครั้งเดียวจากการผูกขาดพื้นที่บล็อคที่หายาก จำกัดการเพิ่มค่าธรรมเนียมตามเวลา และลดผลกระทบเชิงลบจากความต้องการสูงสุดอย่างกะทันหัน ตัวอย่างเช่น ในระหว่างการออก NFT ผู้ออก NFT จะใช้ขีดจำกัดของหน่วยประมวลผล (CU) ของแต่ละบัญชีอย่างรวดเร็ว และธุรกรรมที่ตามมาจะต้องเพิ่มค่าธรรมเนียมลำดับความสำคัญที่จะดำเนินการภายในพื้นที่ที่จำกัดของบัญชี

อาจกล่าวได้ว่าโซลูชันพื้นที่บล็อกที่ยืดหยุ่นของ Artela เพื่อรับมือกับความต้องการในการทำธุรกรรมที่เพิ่มขึ้น ยังขยายแนวคิดของ "ตลาดค่าธรรมเนียมท้องถิ่น" ใน Solana ซึ่งไม่เพียงแต่รับประกัน "ประสิทธิภาพที่คาดการณ์ได้" ของ DApp เท่านั้น แต่ยังป้องกันทั่วทั้งเครือข่ายอีกด้วย ค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้นและความแออัดทำให้ปืนนัดเดียวตายได้นกสองตัว

สรุป

ไม่ว่าจะเป็นสายโซ่แอปพลิเคชันหรือพื้นที่บล็อกแบบยืดหยุ่น โดยพื้นฐานแล้วสิ่งเหล่านี้มีไว้เพื่อแก้ไขปัญหาที่ DApps ที่แตกต่างกันมีความต้องการที่แตกต่างกันสำหรับประสิทธิภาพของบล็อกเชน หรือปัญหาของ "ประสิทธิภาพที่คาดการณ์ได้" ไม่มีความดีหรือไม่ดีระหว่างทั้งสองวิธีแก้ปัญหา มีเพียงความเหมาะสมเท่านั้น หนึ่งและไม่เหมาะสม โซลูชันทั้งสองนี้ทำให้ฉันนึกถึง "ทฤษฎีโปรโตคอลไขมัน" - ทฤษฎีที่เสนอโดย Joel Monegro ในปี 2559 ซึ่งหมุนรอบ "วิธีที่โปรโตคอลการเข้ารหัสควรจับได้มากกว่า (มากกว่ามูลค่ารวมที่แอปพลิเคชันที่สร้างขึ้นที่อยู่ด้านบนบันทึกได้)" ค่า " ขยาย

จริงๆ แล้ว Application Chain เป็นโปรโตคอลแบบ Thin โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเลเยอร์ 1 ใช้สถาปัตยกรรมแบบโมดูลาร์ เลเยอร์โปรโตคอลจะถูกปรับแต่งอย่างสมบูรณ์โดยเลเยอร์ของแอปพลิเคชัน แม้ว่าจะนำกลไกการสะสมมูลค่าที่ดีกว่ามาสู่แอปพลิเคชัน แต่ก็ยังนำมาซึ่งต้นทุนที่สูงและความปลอดภัยที่จำกัด

Elastic Block Space จริงๆ แล้วเป็นโปรโตคอลไขมัน ซึ่งเป็นส่วนขยายของเลเยอร์โปรโตคอลเลเยอร์ 1 ซึ่งช่วยลดอุปสรรคในการเข้าสำหรับผู้เข้าร่วมที่มีข้อกำหนด "ประสิทธิภาพที่คาดการณ์ได้" ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในเวลาเดียวกัน โปรโตคอลยังสามารถจับมูลค่าแอปพลิเคชันและสร้างผลบวกได้ ห่วงข้อเสนอแนะ