Составил: Wuyue & Baiding, компьютерщик web3.
Эта статья представляет собой речь, произнесенную Нервосом Лианчуангом Яном на конференции HBS Blockchain+Crypto Club 2019. Тема вращается вокруг отношений между Layer2 и Layer1. Он ясно предположил, что модульный блокчейн будет правильным направлением, а также рассказал о блокчейне. проблема цепного механизма хранения данных. В то же время Ян также поднял довольно интересную тему: если подъем уровня 2 приведет к голоданию уровня 1, как это решить.
В 2018 и 2019 годах идеи Nervos, одной из первых команд, поддержавших уровень 2 и модульные блокчейны, были весьма дальновидными. В то время у сообщества Ethereum все еще были нереалистичные иллюзии относительно шардинга и высокой производительности. также находится в состоянии суматохи и еще не полностью сфальсифицирован.
Но сегодня, в 2024 году, оглядываясь назад на проблемы, которые Ethereum Layer 2 выявил на практике, а также на недостатки «высокопроизводительных публичных цепочек», представленных Соланой, с точки зрения децентрализации и недоверия, я должен сказать, что Ян добился большой прогресс за 5 лет. Предыдущая точка зрения была очень провидческой. Из интереса к самому Layer2 компания Geek Web3 скомпилировала лекции Яна в текстовую версию и опубликовала ее здесь. Энтузиасты Layer2 из сообществ Nervos, Ethereum и Bitcoin приглашаются к совместному изучению и обсуждению.
Ниже приводится оригинальный текст лекции Яна.
Определение Layer1 и Layer2
Это мое определение L1 и L2 (двухуровневая сеть), как показано на рисунке.
Прежде всего, следует подчеркнуть, что Nerovs — это всего лишь блокчейн-сеть, которая стремится удовлетворить потребности децентрализованной экономики и не несет ответственности за решение «всех проблем». В нашем понимании ключевое различие между уровнем 1 и уровнем 2 заключается в силе консенсуса. Сеть L1 должна иметь самый широкий консенсус, то есть «глобальный консенсус». Благодаря несанкционированному глобальному консенсусу любой человек в мире может участвовать в процессе консенсуса L1, и в конечном итоге Layer1 может служить «якорем» децентрализованной экономики. С этой точки зрения мы можем назвать L1 «уровнем консенсуса».
Напротив, объем консенсуса сети L2 будет меньше, и ее участники могут быть выходцами только из определенной страны, определенной отрасли или даже определенной компании или учреждения или очень небольшого сообщества. Жертва L2 в области консенсуса — это цена, которую приходится платить за прогресс в других областях, таких как более высокий TPS, меньшая задержка и лучшая масштабируемость. Мы можем назвать L2 «уровнем протокола», а L1 и L2 часто соединяются через перекрестные мосты.
Следует подчеркнуть, что целью построения сети L2 является не просто решение проблемы масштабируемости блокчейна, а потому, что многоуровневая архитектура является самым простым способом реализации «модульного блокчейна». Так называемый модульный блокчейн предназначен для помещения разных типов проблем в разные модули для их решения.
Многие люди обсуждали вопросы соответствия и регулирования блокчейна, так как же нам вписать Биткойн или Эфириум в существующую нормативную базу? Многоуровневая архитектура может быть ответом на эту проблему. Добавление бизнес-логики, которая соответствует нормативным требованиям, непосредственно на уровне Layer1, может разрушить его децентрализацию и нейтральность, поэтому логику, связанную с соблюдением нормативных требований, можно реализовать исключительно на Layer2.
Уровень 2 можно настроить в соответствии с конкретными правилами или стандартами, например, путем создания небольшого блокчейна на основе разрешений или сети государственных каналов. Таким образом, соответствие достигается без ущерба для децентрализации и нейтральности уровня 1.
Кроме того, мы также можем разрешить конфликт между безопасностью и пользовательским опытом с помощью многоуровневой архитектуры. По аналогии, если вы хотите обеспечить безопасность своего закрытого ключа, вам придется пожертвовать определенной степенью удобства, и то же самое верно и для блокчейна. Если вы хотите обеспечить абсолютную безопасность блокчейна, вам придется пожертвовать. что-то, например, производительность сети и многое другое.
Но если мы используем многоуровневую архитектуру, мы можем полностью обеспечить безопасность в сети L1 и немного пожертвовать безопасностью в сети L2 в обмен на лучшее взаимодействие с пользователем. Например, мы можем использовать каналы состояния на уровне L2 для оптимизации производительности сети и уменьшения задержек. Таким образом, конструкция уровня 2 — это не что иное, как компромисс между безопасностью и удобством пользователя.
Вышеупомянутое содержание естественным образом приводит к вопросу: можно ли использовать какой-либо блокчейн в качестве уровня Layer1?
Ответ — нет. Прежде всего, мы должны дать понять, что децентрализация и безопасность сети уровня 1 превыше всего, потому что мы должны добиться устойчивости к цензуре посредством децентрализации. Основная причина обеспечения безопасности уровня 1 заключается в том, что L1 является корнем всей сети блокчейнов и якорем всей криптоэкономической системы.
По таким критериям Биткойн и Эфириум, несомненно, являются наиболее классическими сетями L1 и имеют чрезвычайно сильную область консенсуса. За исключением этих двух, большинство блокчейнов не соответствуют стандартам L1 и имеют низкую степень консенсуса. Например, консенсус EOS не соответствует стандартам и может действовать только как сеть L2, не говоря уже о том, что некоторые из ее правил применимы только к ней самой.
Проблемы с текущей сетью Layer1
После уточнения определения Layer1 мы хотели бы отметить, что некоторые существующие сети L1 имеют три проблемы, которые в определенной степени существуют даже в Биткойне и Эфириуме:
1. Трагедия проблемы общественного достояния в хранении данных
При использовании блокчейна нам необходимо платить определенную комиссию, но в экономической модели Биткойна структура платы учитывает только затраты на вычисления и затраты на пропускную способность сети и не учитывает в полной мере затраты на хранение данных.
Например, пользователям нужно только один раз заплатить комиссию за хранение данных в цепочке, но период хранения является постоянным. Таким образом, люди могут злоупотреблять ресурсами хранилища и постоянно размещать в цепочке все, что угодно. придется нести растущие затраты на хранение. Это порождает проблему: затраты любого оператора узла, желающего участвовать в сети, будут максимальными.
Если предположить, что общий объем данных о состоянии/учетной записи блокчейна превышает 1 ТБ, не каждый может легко синхронизировать полное состояние и историю транзакций. В этом случае, даже если вы сможете синхронизироваться до полного состояния, вам будет сложно самостоятельно проверить соответствующую историю транзакций. Это ослабит не требующий доверия характер блокчейна, а отсутствие доверия является основной ценностью блокчейна. блокчейн.
Фонд Ethereum знает о вышеупомянутых проблемах и, соответственно, добавил в EIP-103 проект системы аренды хранилища, но мы считаем, что это не оптимальное решение.
Мы предлагаем новую модель состояния в Nervos под названием «Cell», которую можно рассматривать как расширение UTXO. В состоянии Bitcoin UTXO все, что вы можете хранить, — это балансовое значение Биткойна, в то время как любой тип данных может храниться в ячейке, а сумма и целое значение биткойн-UTXO обобщаются до «Емкости», чтобы указать максимальное хранилище для ячейки. емкость.
Таким образом, мы связываем количество собственных активов на CKB и размер состояния. Пространство, занимаемое любой ячейкой, не может превышать предел ее емкости, поэтому общий объем данных будет оставаться в пределах определенного диапазона.
И мы используем более подходящий уровень инфляции токенов, чтобы гарантировать, что размер государственных данных не будет создавать помех для операторов узлов. Любой может участвовать в сети CKB. Они могут проверять исторические данные и проверять достоверность конечного состояния. Это решение CKB проблемы хранения в блокчейне.
2. Проблема голода на уровне 1.
Если мы расширим уровень 2 и поместим большое количество транзакционных операций на уровень 2, количество транзакций на уровне 1 неизбежно уменьшится, и экономическое вознаграждение майнеров/операторов узлов уровня 1 также будет соответственно уменьшено. В этом случае энтузиазм майнеров/операторов узлов Layer1 снизится, что в конечном итоге приведет к снижению безопасности Layer1. Это так называемая проблема голодания уровня 1.
Крайний пример: если мы перенесем всю торговую деятельность на L2, L1, который является ее основой, станет неустойчивым. Так как же мы можем решить эту проблему?
В связи с этим нам необходимо различать типы пользователей в сети блокчейн. Проще говоря, их можно разделить на пользователей хранилища ценностей (пользователей SoV, пользователей хранилищ ценностей) и пользователей утилит (пользователей приложений).
По-прежнему принимая CKB в качестве примера, пользователи SoV используют собственный токен актива CKB в качестве средства хранения стоимости, в то время как пользователи Utility используют Cell для хранения состояния. Пользователи SoV исключены из снижения цен из-за инфляции токенов CKB, в то время как пользователи коммунальных услуг должны платить майнерам государственную плату за хранение, которая пропорциональна продолжительности и объему, занимаемому хранилищем данных.
Мы продолжим выпускать новые токены CKB в сети, чтобы создать фиксированный уровень инфляции и выплачивать его майнерам, что эквивалентно размыванию стоимости токенов в руках пользователей коммунальных услуг (это три режима выпуска в экономической модели CKB). Один из «вторичных выпусков», этот метод будет выпускать 1,344 миллиарда токенов CKB каждый год. Конкретный контент можно просмотреть (Интерпретация Stable++: официально запущено первое соглашение о стабильной валюте слоя RGB++)).
При этом активы пользователей SoV также размываются, поэтому мы можем предоставить им определенную субсидию, чтобы компенсировать потери от инфляции (это более поздняя доля NervosDAO). Другими словами, выгоды, которые майнеры получают от инфляции CKB, фактически выплачиваются только пользователями коммунальных услуг. Вскоре мы опубликуем документ CKB по экономике токенов, в котором будут подробно объяснены связанные с этим вопросы.
Основываясь на этой модели экономики токенов, майнеры могут получать оплату, даже если в цепочке CKB нет транзакций, и мы можем быть совместимы с любым «уровнем хранения стоимости» или Layer2. Подводя итог, мы решаем проблему голода первого уровня, намеренно фиксируя инфляцию.
3. Отсутствие примитивов шифрования.
Пользователям нужны разные примитивы шифрования, чтобы использовать разные методы шифрования или разные алгоритмы подписи, такие как Шнорр, BLS и т. д.
Если вы хотите быть блокчейном Layer1, вам необходимо подумать о том, как взаимодействовать с Layer2. Некоторые люди в сообществе Ethereum предложили использовать ZK или Plasma для реализации Layer2, но без примитивов, связанных с ZK, как вы можете завершить проверку на Layer1?
Кроме того, уровень 1 также должен учитывать возможность взаимодействия с другими уровнями 1. Продолжая использовать пример Ethereum, кто-то попросил команду Ethereum предварительно скомпилировать хеш-функцию Blake2b в опкод, совместимый с EVM. Цель предложения — соединить Zcash и Ethereum, чтобы пользователи могли совершать транзакции между ними. Хотя вышеуказанное предложение было предложено два года назад, оно не было реализовано до сих пор. Причина – отсутствие соответствующих примитивов шифрования, что серьёзно затормозило развитие Layer1.
Чтобы решить эту проблему, CKB создала высокоабстрактную виртуальную машину CKB-VM, которая полностью отличается от виртуальной машины Биткойн и EVM. Например, у Биткойна есть специальный код операции OP_CHECKSIG для проверки подписей secp256k1 в транзакциях Биткойн. В CKB-VM подпись secp256k1 не требует специальной обработки и может быть проверена только с помощью пользовательских скриптов или смарт-контрактов.
CKB также использует secp256k1 в качестве алгоритма подписи по умолчанию, но работает в CKB-VM, а не как жестко запрограммированный криптографический примитив.
CKB был создан с учетом того, что запуск криптографических примитивов на других виртуальных машинах, таких как EVM, происходит очень медленно, поэтому эту ситуацию необходимо улучшить. Проверка одной подписи secp256k1 в EVM занимает около 9 миллисекунд, тогда как при использовании того же алгоритма для ее расчета в CKB-VM требуется всего 1 миллисекунда, что является повышением эффективности почти в десять раз.
Таким образом, ценность CKB-VM заключается в том, что пользователи теперь могут настраивать в нем примитивы шифрования, и большинство из них могут быть совместимы с CKB-VM, поскольку CKB-VM использует набор команд RISC-V и любой примитив шифрования, созданный GCC. (GNU Compiler Collectio, широко используемый набор компиляторов) может работать на CKB.
Кроме того, высокая совместимость CKB-VM также повышает безопасность CKB. Как всегда говорят разработчики: «Не внедряйте свою собственную версию алгоритмов шифрования, вы всегда будете делать это неправильно». Определение собственных алгоритмов шифрования часто приводит к непредвиденным рискам безопасности.
Подводя итог, сеть CKB использует различные методы для решения трех проблем, с которыми сталкивается предложенная мной сеть L1. Именно поэтому CKB можно назвать квалифицированной сетью уровня 1.
