Інтуїтивне пізнання Cartesi rollups — Частина 1

Питання масштабованості з першого погляду

Стек технологій блокчейн часто розглядається як такий, що виконує кілька важливих функцій, включаючи консенсус, доступність даних і виконання. До відносно недавнього часу всі ці функції виконувалися окремими блокчейнами, такими як Ethereum. Така структура, яку називають монолітним блокчейном, не дуже добре масштабується.

Монолітні мережі намагаються масштабуватися без шкоди для децентралізації через неймовірні вимоги до вузлів, які підтверджують стан мережі. Оскільки кожна функція виконується одною мережею, один і той самий набір вузлів одночасно перевіряє кожну дію кожного DApp і кожного користувача в мережі.

Зі збільшенням використання DApp і користувачі змушені конкурувати за блокчейн-простір, який стає некерованим дефіцитним ресурсом. В результаті ті, хто не може перемогти у війні за блокчейн-простір, виключаються з участі в мережі.

Зрештою, така монолітна структура вироджується у високі комісії, створюючи постійно зростаючий вхідний бар’єр як для проектів, так і для користувачів. Наприклад, один популярний мінт NFT або довгоочікуваний airdrop може зробити мережу непридатною для використання майже всіма іншими.

Що таке роллап?

Щоб вирішити деякі з цих проблем масштабування, наприкінці 2020 року Ethereum розробив дорожню карту, орієнтовану на роллап. Якщо коротко, то роллапінг блокчейну пропонує мережам першого рівня (L1) спосіб зменшити перевантаження, делегуючи певні функції системам, що працюють поза мережею. Потім результати додаються до базової мережі L1 у спосіб, який можна криптографічно перевірити.

Шлях Ethereum, орієнтований на згортання, ґрунтується на ідеї, що обмеження масштабованості можна розбити на дві окремі проблеми: масштабованість даних і обчислювальна масштабованість. Простіше кажучи, це означає, що використання Ethereum може бути обмежене двома фундаментальними проблемами: скільки даних він може зберігати і скільки завдань він може обробити. В результаті, Ethereum змістив фокус на масштабування кількості блоків даних, які можуть зберігатися, а обчислювальну масштабованість (обчислювальну потужність) делегував проектам роллапів.

“Спільний” роллап

Перша велика хвиля впровадження роллапів почалася в 2021 році з запуском проектів рівня 2 (L2), таких як Arbitrum і Optimism, заснованих на архітектурі “спільних” роллапів. Роллапи цих проектів є “спільними” в тому сенсі, що кожен dApp на протоколі ділить простір всередині одного роллапу з іншими dApp, розгорнутими на тому ж L2.

DApp, розгорнуті на спільних роллапах, теоретично отримують приріст обчислювальної потужності, якщо рівень L2 менш перевантажений, ніж базовий рівень L1. Але тут є підступ. Оскільки кожен dApp ділить простір всередині одного роллапу, між dApp все ще існує конкуренція за обчислювальну потужність валідаторів L2.
Як і у випадку з монолітними блокчейнами, періоди інтенсивного використання спільних роллапів блокчейнів можуть призвести до непередбачуваного зростання плати за L2 до непередбачуваного рівня. Зрештою, як тільки спільний роллап набирає достатньої популярності, він стає вразливим до тієї ж самої динаміки перевантажень і витрат, що і монолітний дизайн.
Підхід спільного згортання повертає нас до вихідної точки — хоча і з невеликим буферним часом.

Поява специфічних для додатків роллапів

У пошуках максимальної масштабованості, кастомізації та передбачуваності комісій, такі проекти, як Cartesi, вийшли за рамки архітектури спільних роллапів, спеціалізуючись на створенні роллапів, орієнтованих на конкретні додатки (зазвичай їх називають мережеами).
Подібно до спільних, специфічні роллапи діють як рівні виконання поза мережею, які успадковують гарантії безпеки та цензури від базового рівня Ефіріуму. Але тепер, замість спільного використання простору всередині одного роллапу, кожен dApp має власний виділений роллап для позамережевих обчислень.

Таке налаштування не тільки вирішує проблему тендерних воєн між додатками, але й забезпечує значний виграш у масштабуванні обчислень. Маючи лише один додаток для rollup, кожен dApp тепер керує повною (нерозподіленою) обчислювальною потужністю валідаторів, які мають обробляти стан rollup. Замість того, щоб змагатися в грі з нульовою сумою за обчислювальну потужність валідаторів, кожен dApp має власний високопродуктивну мережу rollups.

Завдяки такому збільшенню обчислювальних потужностей, DApp, розгорнуті на rollups для конкретних додатків, тепер можуть почати більш точно імітувати традиційні програмні додатки з точки зору програмованості, економічної ефективності, передбачуваності платежів та користувацького досвіду.

Конус інновацій Web3

Бачення Ethereum, орієнтоване на роллап, вимагає колективних зусиль. Зі свого боку, Ethereum має кілька ініціатив на своїй дорожній карті, які готові масштабувати доступність даних, наприклад, EIP4844 і шардінг. Але для того, щоб Web3 повністю реалізував свій інноваційний потенціал, роллап-проекти повинні продовжувати розширювати межі децентралізованих обчислень.

Рисунок вище допомагає візуалізувати, як масштабування доступності даних і обчислень разом може прокласти шлях до раніше неможливих децентралізованих додатків. На осі абсцис доступність даних покращується завдяки впровадженню EIP4844 та шардингу. На осі у масштаби обчислювальних потужностей зростають, коли ми переходимо від монолітного блокчейну L1 до спільних роллапів і роллапів для конкретних додатків.

Світло-сіра область на графіку — це те, що ми можемо назвати конусом інновацій Web3. З розвитком масштабування в обох вимірах стають можливими більш складні dApps. І навпаки, темні області за межами конуса показують, що відбувається, коли доступність даних і обчислення не масштабуються в тандемі.

(Додатки та їх розташування всередині конуса не повинні сприйматися як істина в останній інстанції. Скоріше, малюнок має на меті надати інтуїтивне уявлення про зростаючий горизонт децентралізованих додатків).

Основний висновок полягає в тому, що збільшення доступності даних не може бути повністю використане без одночасного збільшення обчислювальних потужностей, і навпаки. І те, і інше повинно розвиватися разом, якщо ми хочемо розширити межі інновацій web3.

Роллапси для конкретних додатків — це найкраще рішення для масштабування обчислювальних потужностей мережі Ethereum.

Залишайтеся з нами в частині 2, щоб глибше зануритися в величезний новий простір дизайну, який стає можливим завдяки обчислювальним потужностям, які надають специфічні для додатків роллапи.

Зануртеся в документацію глибше. Ви також можете залишатися в курсі всього, що відбувається в екосистемі Cartesi, приєднавшись до спільноти. А ще краще, почніть тестувати конкретні додатки за допомогою нового челенджу Honeypot, першого Cartesi Rollup DApp, який буде запущено в мейннеті!