Full Stack Parallelization: EVM Layer1 Project Releases New Solution for Blockchain Scalability

Paralelização Full Stack: Uma Nova Abordagem para Liberar a Escalabilidade do Blockchain

No dia 20 de junho, o projeto EVM Layer1 paralelo emergente lançou o white paper "Paralelização de Pilha Completa", com o objetivo de liberar completamente a escalabilidade do Blockchain, permitindo que aplicações descentralizadas (DApps) tenham "desempenho previsível".

Desempenho previsível refere-se à capacidade de processamento de transações previsível por segundo de DApps (TPS), o que é crucial para certos cenários de negócios de DApps. DApps implantados em blockchains públicas geralmente precisam competir com outros DApps pela capacidade de computação e espaço de armazenamento da blockchain. Durante a congestão da rede, isso pode resultar em altos custos de execução de transações e atrasos, limitando significativamente o rápido desenvolvimento de DApps. Imagine se, ao usar um software de comunicação instantânea descentralizado, o usuário não conseguisse enviar e receber mensagens devido ao espaço em bloco da rede blockchain subjacente estar ocupado por outros DApps; isso seria catastrófico para a experiência do usuário.

Para resolver o problema de "desempenho previsível", a prática mais comum é usar blockchains dedicadas a aplicações específicas, ou seja, chains de aplicação. Uma chain de aplicação é um tipo de blockchain que destina espaço de bloco especificamente a aplicações específicas.

Um projeto inovador propôs a solução de Espaço de Bloco Elástico (Elastic Block Space, EBS). Baseando-se no conceito de computação elástica, ajusta dinamicamente os recursos do bloco a nível de protocolo de acordo com as necessidades específicas do DApp, fornecendo espaço de bloco de escalabilidade independente para DApps de alta demanda.

Este artigo irá introduzir separadamente a cadeia de aplicação e o espaço de bloco elástico, e comparar as vantagens e desvantagens de ambos.

Desempenho previsível do DApp: da cadeia de aplicação ao espaço de bloco elástico

História do desenvolvimento da Blockchain de Aplicações

A cadeia de aplicação é uma blockchain criada para executar uma única DApp. Os desenvolvedores de aplicações não constroem sobre blockchains existentes, mas sim constroem uma nova blockchain do zero com máquinas virtuais personalizadas, processando transações resultantes da interação entre usuários e aplicações. Os desenvolvedores também podem personalizar diferentes elementos da pilha de rede da blockchain - consenso, rede e execução - para atender a requisitos de design específicos, resolvendo assim problemas como alta congestão, altos custos e características fixas em redes compartilhadas.

A cadeia de aplicações não é um conceito novo: o Bitcoin pode ser visto como uma cadeia de aplicações "ouro digital", o Arweave pode ser visto como uma cadeia de aplicações de armazenamento permanente, e o Celestia pode ser visto como uma cadeia de aplicações que oferece disponibilidade de dados.

Desde 2016, a aplicação de cadeias não inclui apenas blockchain de uma só camada, mas também formas de múltiplas cadeias, ou seja, um ecossistema construído por várias blockchains interconectadas, representado principalmente por Cosmos e Palkadot. Cosmos é o primeiro projeto a imaginar um mundo de múltiplas blockchains interconectadas, dedicado a resolver o problema da interação entre blockchains através de cross-chain, podendo desenvolver e lançar uma cadeia rapidamente através do Cosmos SDK, projetando o protocolo IBC para realizar interações sem barreiras entre blockchains; Palkadot tem como objetivo ser a solução perfeita para a escalabilidade de blockchain, sendo as cadeias em seu ecossistema chamadas de cadeias paralelas, e desde o início Palkadot promove a segurança compartilhada, permitindo que diferentes cadeias paralelas comuniquem-se através de informações de consenso cruzado.

No final de 2020, com a pesquisa de escalabilidade do Ethereum focada em soluções como sidechains, sub-redes e Layer2 Rollups, as chains de aplicação também incubaram formas correspondentes. Sidechains como uma determinada plataforma de negociação, sub-redes como uma certa plataforma, melhoraram a experiência e o desempenho das sidechains ou sub-redes, resultando em um aumento na capacidade de serviço geral; Layer2 Rollups suportam chains de aplicação na forma de pilhas modularizadas, onde OP Stack e um certo CDK de plataforma são populares entre vários projetos. As soluções Layer2 Rollups visam aumentar a taxa de transferência e escalabilidade da rede Ethereum, atendendo à crescente demanda por transações e proporcionando uma maior interoperabilidade e interconectividade.

Atualmente, já existem muitas aplicações construídas em cadeias de aplicações que cruzam várias plataformas. Por exemplo, a Axie lançou sua sidechain Ronin baseada em Ethereum no início de 2021; DeFi Kingdoms anunciou no final de 2021 a migração da Harmony para uma sub-rede de determinada plataforma; a Injective lançou uma cadeia de aplicações DeFi construída com Cosmos SDK em novembro de 2021; a dYdX anunciou em meados de 2022 que a versão V4 de seu produto seria construída como uma cadeia de aplicações independente usando a tecnologia Cosmos SDK; a Uptick Network lançou em 2023 a infraestrutura da cadeia de aplicações Uptick Chain para o desenvolvimento de aplicações na ecologia Web3, que também inclui uma rica camada de protocolos de comercialização.

Desempenho previsível do DApp: da cadeia de aplicações ao espaço de bloco elástico

Vantagens e desvantagens da cadeia de aplicações

As cadeias de aplicação obtêm todo o poder para operar a sua blockchain soberana, em vez de depender da Layer1 subjacente, o que é uma faca de dois gumes.

As vantagens principais são três pontos:

  1. Soberania: A cadeia de aplicações pode resolver problemas através de sua própria proposta de governança, mantendo a independência e autonomia dos projetos de aplicação individuais, prevenindo interferências de diversos tipos.

  2. Desempenho: Pode satisfazer a baixa latência e a alta taxa de transferência necessárias para as aplicações, proporcionando uma boa experiência ao utilizador e aumentando significativamente a eficiência operacional real das DApps;

  3. Personalização: Os desenvolvedores de DApp podem personalizar a blockchain de acordo com as suas necessidades, podendo até criar um ecossistema, oferecendo uma forma de evolução suficientemente flexível.

Desvantagens também são três pontos:

  1. Problemas de segurança: a cadeia de aplicação deve ser responsável pela sua própria segurança, incluindo a ponderação do número de nós, a manutenção do mecanismo de consenso, a mitigação de riscos de staking, etc., a rede é relativamente insegura;

  2. Problemas de Cross-Chain: A cadeia de aplicação, como uma cadeia independente, carece de interoperabilidade com outras cadeias (aplicações), enfrentando problemas de cross-chain. A integração de protocolos cross-chain também aumentará os riscos de cross-chain;

  3. Problema de custos: as cadeias de aplicação precisam de construir uma grande infraestrutura adicional, o que requer um custo elevado e tempo de engenharia. Além disso, também incluem os custos de operação e manutenção de nós.

Para as startups, as desvantagens das cadeias de aplicação impactam muito a operação de DApps no mercado. A maioria das equipes de desenvolvimento de startups não apenas tem dificuldade em resolver bem os problemas de segurança e de cross-chain, mas também pode ser desencorajada pelos altos custos de mão de obra, tempo e dinheiro. No entanto, o desempenho previsível é uma necessidade essencial para DApps específicos, portanto, há uma necessidade urgente no mercado por soluções de desempenho previsível Layer1.

Desempenho previsível do DApp: da cadeia de aplicações ao espaço de bloco flexível

Espaço de Bloco Elástico

Na Web2, a computação elástica é um modelo comum de computação em nuvem, que permite que os sistemas escalem ou reduzam dinamicamente os recursos de processamento, memória e armazenamento de acordo com as necessidades, sem se preocupar com o planejamento de capacidade e o design de engenharia durante os picos de uso.

O espaço de bloco flexível ajusta automaticamente o número de transações que um bloco pode conter com base no nível de congestionamento da rede. Para transações de aplicações específicas, a rede Blockchain oferece espaço de bloco e garantias de TPS estáveis por meio de cálculos flexíveis, o que resulta em "desempenho previsível".

Um determinado projeto também propôs um conceito semelhante de "expansão dinâmica e flexível" e acredita que é o caminho de desenvolvimento inevitável para o suporte a DApps em larga escala. Prevejo que nos próximos 1 a 3 anos surgirão os seguintes desenvolvimentos tecnológicos:

  • Primeira fase: realizar escalabilidade horizontal a nível de nós de validação;
  • Segunda fase: expansão estática a nível de bloco;
  • Terceira fase: expansão dinâmica a nível de blockchain.

Um determinado projeto realmente implementou esse conceito, resolvendo o problema central da primeira fase "como coordenar a expansão horizontal dos nós de validação para suportar computação elástica". Quando o protocolo na rede cresce, ele pode assinar espaço de bloco elástico para lidar com o crescimento dos usuários do protocolo e da taxa de transferência. O espaço de bloco elástico fornece espaço de bloco independente para DApps com alta demanda de taxa de transferência de transações, permitindo que eles se expandam conforme crescem. Essencialmente, o espaço de bloco determina a quantidade de dados que cada bloco da blockchain pode armazenar, impactando diretamente a taxa de transferência de transações. Quando DApps enfrentam um aumento na demanda de transações, a assinatura de espaço de bloco elástico torna-se útil para lidar eficientemente com a carga aumentada, sem afetar a blockchain subjacente.

A implementação da computação elástica é dividida em "elasticidade em tempo real" e "elasticidade não em tempo real". A "elasticidade em tempo real" geralmente se refere a uma resposta de expansão em nível de minutos, enquanto a "elasticidade não em tempo real" apenas requer uma resposta de expansão dentro de um período de tempo limitado. Um determinado projeto adotou o método de "elasticidade não em tempo real", ou seja, quando a rede detecta a necessidade de expansão, iniciará uma proposta de expansão e, após um ou mais epochs (e não em tempo real), os nós de validação de toda a rede completarão a expansão e enviarão a prova de expansão para que outros validadores a desafiem.

A solução de espaço em bloco elástico de um determinado projeto se inspira em muitos conceitos de bancos de dados distribuídos e é uma continuação da tecnologia de fragmentação de blockchain. Sob a perspectiva de "fragmentação computacional", visa ampliar a capacidade para o tráfego de aplicações que têm demanda, evitando o problema de "transações entre fragmentos", o que faz com que a experiência de desenvolvedores e usuários não seja muito diferente da anterior. Ao mesmo tempo, adota um "elástico não em tempo real" com dificuldade de implementação relativamente baixa, o que fortalece a aplicabilidade, atendendo às necessidades reais de muitas DApps.

Desempenho previsível do DApp: da cadeia de aplicações ao espaço de bloco elástico

É importante mencionar que o espaço de bloco flexível, como uma solução para escalar horizontalmente o desempenho da blockchain, tem como premissa a "paralelização das transações". Apenas quando o grau de paralelização das transações aumenta, é que se torna necessário escalar horizontalmente os recursos de máquina dos nós, para aumentar a taxa de transferência das transações.

Portanto, para Layer1 como o Ethereum, o problema da serialização das transações é o gargalo de desempenho mais direto, e o tamanho do bloco também é limitado pelo limite de gás de bloco de tamanho variável (máximo de 30.000.000 gas), portanto, só é possível buscar soluções de escalabilidade Layer2.

E em plataformas de alto desempenho como a Layer1, embora suporte a execução paralela de transações e tenha capacidade de escalabilidade horizontal, não consegue lidar com o problema de "desempenho previsível" das DApps durante picos de demanda. A plataforma implementou uma solução de "mercado de taxas local" com o objetivo de evitar que qualquer transação de demanda única monopolize o espaço de bloco escasso, limitando o aumento das taxas temporais e aliviando os impactos negativos dos picos de demanda repentinos. Por exemplo, durante o lançamento de NFTs, os emissores de NFTs rapidamente consumirão o limite de unidades de computação (CU) de cada conta, e as transações subsequentes deverão aumentar a taxa de prioridade para serem processadas dentro do espaço limitado daquela conta.

Pode-se dizer que um certo projeto está a responder ao aumento repentino da demanda de transações através de uma solução de espaço de bloco flexível, além de estender ainda mais o conceito de "mercado de taxas local" dentro de uma determinada plataforma, garantindo não apenas o "desempenho previsível" das DApps, mas também prevenindo o aumento e a congestão das taxas em toda a rede, matando dois coelhos com uma cajadada.

Desempenho previsível do DApp: da cadeia de aplicação ao espaço de bloco elástico

Resumo

Quer seja uma cadeia de aplicação ou um espaço de bloco elástico, ambos servem essencialmente para resolver o problema das diferentes necessidades de desempenho de blockchain dos DApps, ou seja, o problema do "desempenho previsível". Não há bem ou mal nas duas soluções, apenas se são adequadas ou não. Estas duas soluções lembram a "teoria do protocolo gordo" — uma teoria proposta por Joel Monegro em 2016, que gira em torno de "como os protocolos criptográficos devem capturar (mais valor do que o valor coletivo capturado pelas aplicações construídas sobre eles)".

A cadeia de aplicações é na verdade um protocolo leve, especialmente quando o Layer1 adota uma arquitetura modular, onde a camada de protocolo é completamente personalizada pela camada de aplicação. Embora isso traga um melhor mecanismo de acumulação de valor para as aplicações, também traz altos custos e segurança limitada.

O espaço de bloco elástico é, na verdade, um protocolo robusto, uma funcionalidade de expansão da camada de protocolo Layer1, que efetivamente reduz a barreira de entrada para os participantes com requisitos de "desempenho previsível". Ao mesmo tempo, o protocolo também pode capturar o valor da aplicação, gerando um ciclo de feedback positivo.

Desempenho preditivo do DApp: da cadeia de aplicativos ao espaço de bloco elástico

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Comentário
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LiquidatedAgainvip
· 08-03 06:42
É muito abstrato quando se torna paralelo.
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ValidatorVibesvip
· 08-01 03:11
Uma nova solução que vale a pena esperar.
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WagmiWarriorvip
· 07-31 14:27
Paralelização vale a pena seguir.
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TokenVelocityvip
· 07-31 14:26
Quantas pessoas falaram sobre a escalabilidade?
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SandwichVictimvip
· 07-31 14:16
Parece bom, vamos correr os dados primeiro.
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