کاهش نفخ بلاکچین: پروتکل کد و همگام سازی فوری گره های بیت کوین

توانایی کاهش اندازه زنجیره بلوکی از طریق هرس یا فشرده سازی اندازه آن مزایای زیادی برای تمرکززدایی پایدار شبکه و از بین بردن اعتماد به نفس دارد. کاهش بار ذخیره سازی کل گره ها ، کاربران را قادر می سازد تا گره های کامل را بدون نیاز به خرید سخت افزارهای سطح بالاتر برای پشتیبانی از اجرای یک کلاینت کامل ، بصورت عملی اجرا کنند..

ابتکارات و پیشنهادهای کاهش اندازه بلاکچین به طور فزاینده ای در میان ارزهای رمزپایه از جمله بیت کوین رایج است. به همین ترتیب ، ارزهای رمزنگاری شده با حریم خصوصی که از ساخت و سازهای دست و پاگیرتر استفاده می کنند ، به دلیل اثبات اضافی وارد شده بر هر معامله ، سریعتر از معاملات رمزنگاری رایج به نفخ بلاکچین می افزایند..

ارزهای رمزنگاری شده مانند Monero و ZCash اخیراً ارتقا efficiency کارآیی در چنین معاملات را اعمال کرده اند ، اما احتمالاً در طولانی مدت به راه حل های بلاکچین فشرده نیاز است.

در نتیجه نیاز فزاینده به دنبال راه حل هایی برای نفخ بلاکچین و همگام سازی سریعتر ، چندین روش در حال ظهور برای کاهش اندازه زنجیره بلوک در مرکز گفتگو در عدم تمرکز قرار گرفته است. به طور خاص ، برخی از راه حل های جذاب با استفاده از اثبات دانش صفر (ZKP) در مراحل مفهوم خود هستند یا در حال آزمایش هستند.

پروتکل کد یکی از این پروژه ها است که با استفاده از zk-SNARK اندازه بلاکچین را فشرده می کند ، حتی مشتریان سیار را قادر می سازد تا گره های کامل را اجرا کنند. به طور مشابه ، الف پیشنهاد مفهوم اخیر توسط تایلر اسمیت با استفاده از ZKPs برای تولید همگام سازی کامل بلاکچین با اندازه ثابت و در زمان ثابت ، امکان ایجاد گره های بیت کوین را برای همگام سازی فوری شرح می دهد.

پروتکل کد

Coda Protocol یک ارز رمزنگاری شده است که در OCaml رمزگذاری شده است و از “ترکیب بازگشتی zk-SNARKs” برای فشرده سازی کل بلاکچین به کسری از اندازه دفترهای سنتی بلاکچین استفاده می کند. این پروتکل نمایشی کامل از وضعیت بلاکچین را به یک اثبات zk-SNARK 1 کیلوبایت فشرده می کند.

اثبات zk-SNARK نشان دهنده اصالت وضعیت بلاکچین است و گره هایی برای تأیید دفترچه نیاز به ذخیره کل بلاکچین ندارند. اثبات تنها م componentلفه ای است که باید ذخیره شود – همراه با مقدار کمی داده اضافی با استفاده از مسیر Merkle از دفتر دولت به حساب یک فرد.

Coda از زنجیره بلوک فشرده شده به عنوان “بلاک چین مختصر” یاد می کند و پروتکل بدون در نظر گرفتن مقدار دلخواه محاسبات روی دفتر ، اثبات اندازه ثابت را امکان پذیر می کند. به جای بلوک های حاوی تراکنش ، آنها از یک zk-SNARK تشکیل شده اند که وجود معاملات خاص را تأیید می کند و وضعیت دفتر را انتقال می دهد..

با توجه به کدا کاغذ سفید:

“گره ها می توانند بدون ذخیره چیزی به جز قوی ترین بلاکچین و حالت کامل یا جزئی ، در یک پروتکل زنجیره بلوکی مختصر شرکت کنند. اگر گره ای این موارد را داشته باشد ، می توانند اطمینان داشته باشند که اطلاعات در هر وضعیتی که نگه داشته می شوند توسط یک بلاکچین با قدرت نشان داده شده پشتیبانی می شود و موجودی ها فقط از طریق توالی معاملات معتبر موجود در آن بلاکچین به روز می شوند. “

پیامدهای آنچه Coda روی آن کار می کند جذاب است. افزایش اندازه های بلاکچین در نهایت با افزایش هزینه های سخت افزاری مورد نیاز برای اجرای کامل گره ها ، از اعتبار سنجی بسیاری از شرکت کنندگان در شبکه جلوگیری خواهد کرد. به همین ترتیب ، کل گره های مشتری – اگرچه به طور متوسط ​​لپ تاپ های قابل مصرف قابل استفاده هستند – به دلیل ظرفیت ذخیره سازی پایین با تلفن های هوشمند سازگار نیستند. توانایی اعتبارسنجی کامل گره های تلفن همراه با کاهش شدید مانع دسترسی به گره ای که زنجیره بلوک را تأیید می کند ، قدرت تمرکززدایی بسیار قدرتمندتری را ایجاد می کند..

اثر وثیقه دیگر بلاکچین فشرده ، توانایی همگام سازی تقریباً فوری است زیرا کمتر از 1 مگابایت داده برای بارگیری توسط گره مورد نیاز است. Coda حتی یک بررسی کامل کاوشگر حالت در وب سایت خود (از تست test آلفا) که به صورت بلادرنگ در مرورگر به روز می شود. کارایی یک زنجیره بلوک مختصر همچنین شبکه را قادر می سازد تا از مقدار داده موجود در بلاک چین جدا شود.

Coda اخیراً آزمایشی آلفای خود را اعلام کرده است و این پروژه یک نمونه برجسته برای استفاده از قدرت تا حد زیادی استفاده نشده ZKP است.

همگام سازی فوری گره های بیت کوین

با الهام از Coda و کار موازی بر روی مفهوم مشابهی که برای بیت کوین ، تایلر اسمیت اعمال شد ایده ای ارائه داد برای اینکه مشتریان بیت کوین بتوانند بلافاصله بلاکچین بیت کوین را با اندازه و زمان ثابت مشابه پروتکل Coda همگام سازی و تأیید کنند. چنین راه حلی نیاز به گره های SPV برای تفویض اعتماد به شبکه بیت کوین را از بین می برد ، و کارایی تأیید اعتبار بلاکچین را در روند بهبود می بخشد.

مفهوم او قبلاً مورد توجه قرار گرفته است Reddit جایی که یک بحث معنادار در مورد توسعه بالقوه و موانع آن مورد بحث قرار گرفت ، یک فرصت نادر در Reddit رمزنگاری.

ایده همگام سازی فوری گره های بیت کوین شامل یک شبکه همپوشانی است که شرکت کنندگان می توانند مدارک را با مدارهای k zk منتشر کنند. ” به گفته اسمیت:

“به جای پخت یک ساختار خاص ZK در پروتکل Bitcoin ، ما می توانیم یک پروتکل overlay بسازیم که در آن هر کسی بتواند با پردازش بلوک های استخراج شده با یک مدار ZK که قوانین انتقال Bitcoin را اجرا می کند ، اثبات را تولید و منتشر کند. این فرایند دقیقاً مانند یک همگام سازی استاندارد گره کامل است ، به جز حالتی که آنها محاسبه می شوند توسط مدار تأیید می شود. “

برای همگام سازی ، مشتریان فقط باید هش حالت کار کرده را بارگیری کنند ، که نشان دهنده وضعیت معتبر بلاکچین است. گره های کامل سنتی به عنوان “تولید کننده اثبات” عمل می کنند ، اما گره های SPV می توانند به گره های معتبر تبدیل شوند که می توانند بلافاصله با زنجیره بلوک همگام شوند و نه به گره های کامل متکی شوند تا آنها را با حالت صحیح تکمیل کنند..

PoW تجمعی را می توان با گره هایی تأیید کرد که با چندین حالت معتبر که از مجموعه UTXO ، ارتفاع بلوک ، PoW و حالت سیستم تشکیل شده اند ، ارائه می شوند. حالت با بیشترین کار زنجیره اصلی و اثبات حالت معتبری است که گره بدون نیاز به تأیید اعتبار PoW برای هر بلوک انتخاب می کند.

اسمیت خاطرنشان می کند که اکوسیستم جدیدی از موجودیت ها می تواند در جایی ایجاد شود که انگیزه آنها برای ارائه اثبات – مانند استخراج کنندگان و مبادلات – فراهم شود. علاوه بر این ، او به مدل شکست بهبود یافته برای گره های SPV اشاره می کند:

“در این مدل پیشنهادی ، فقط یک نهاد ارائه دهنده مدارک کافی است و می تواند توسط م institutionsسسات (به عنوان مثال غیرانتفاعی ، دانشگاه ها و غیره) یا مشاغل قابل اعتماد اداره شود. اگر همه ارائه دهندگان به خطر بیفتند ، زنجیره همچنان ایمن است ، اما مشتریانی که به مدرک اعتماد می کنند دیگر نمی توانند به روزرسانی ها را تأیید کنند. این حالت شکست بسیار بهتری نسبت به SPV است زیرا گره ها با پذیرش یک حالت نامعتبر فریب نمی خورند ، آنها فقط نمی توانند اعتبار بخشیدن به حالت های جدید را ادامه دهند تا زمانی که یک اثبات دوباره آنلاین شود. “

اگرچه امیدوار کننده است ، اما برخی از موانع قابل توجه همچنان باقی مانده است. به طور خاص ، نیاز به کار توسعه بیشتر در مورد “ترکیب بازگشتی zk-SNARKs” معروف به “مدارهای zk” و نیاز به یک چنگال سخت برای اجرای کامل ویژگی های پیشنهادی ، یک پیشنهاد دشوار برای رویکرد بسیار محافظه کارانه جامعه بیت کوین برای تغییر.

سایر اقدامات برای کاهش نفخ بلاکچین

ZKPs یک روش رمزنگاری نسبتاً جدید با پتانسیل بسیار زیاد است ، اما آنها تنها روش پیشنهادی برای کاهش نفخ بلاکچین نیستند. راه اندازی های اخیر Grin و BEAM جنبه ای از Mimblewimble را برجسته می کند که رویکردی فعالانه برای کاهش اندازه فزاینده بلاکچین و همچنین پتانسیل هرس بلاکچین دارد..

بخوانید: Grin Coin چیست?

گره های Mimblewimble فقط باید وضعیت فعلی مجموعه UTXO را ذخیره کنند تا کل تاریخ معاملات بلاکچین. گره ها می توانند ورودی ها را با ارجاع به سرآیند بلوک ها و خروجی های ساختگی تأیید کنند ، بنابراین سایر داده های تراکنش غیرضروری است. در نتیجه ، بلاکچین Mimblewimble بسیار لاغرتر از بیت کوین است. در حقیقت ، بلاک چین های Mimblewimble ممکن است حتی به مرور زمان رشد نکنند ، بسته به اینکه سکه های بیشتری در خروجی های کمتری ذخیره می شوند یا نه ، زیرا برای تأیید فقط خروجی معامله مصرف نشده خاص لازم است..

خارج از مزایای فعال Mimblewimble ، داده های زنجیره بلوک را می توان هرس کرد زیرا گره ها فقط به تعهدات UTXO نیاز دارند.

در Grin’s Github مستندات, سه همکار (دو نام مستعار هری پاتر): ایگنوتوس پوورل ، سیموس فینیگان و کوئنتین لو اسکلر چندین زمینه را برای هرس داده ها بیان می کنند.

• گره کامل داده های تأیید شده قبلی را حذف می کند.
• حالت SPV ممکن است علاقه ای به دریافت یا نگهداری همه داده ها نداشته باشد.
• گره های کامل در نظر گرفته شده ممکن است به عنوان گره هایی با اعتبار نسبی (SPV) عمل کنند تا سریعتر در دسترس قرار بگیرند ، حتی اگر در نهایت به گره های کامل تبدیل شوند.

هرس فقط می تواند داده هایی را که برای اعتبارسنجی حالت مورد نیاز نیست حذف کند ، بنابراین پروتکل های Mimblewimble همیشه نیاز دارند که هدر بلوک ، هسته ، خروجی معامله مصرف نشده ، MMR UTXO و MMR با دامنه سالم باقی بمانند.

روش های پیشنهادی هرس و بلاکچین فشرده دیگری برای ارزهای رمزنگاری شده دیگر وجود دارد و آنها فقط به ZKP یا پروتکل های Mimblewimble محدود نمی شوند.

کاهش اندازه های بلاکچین یا کاهش رشد آنها بسیار مهم خواهد بود زیرا بسیاری از زنجیره های ارز رمزنگاری شده به تدریج گلوله برفی می زنند. به ویژه انجمن بیت کوین تمایل به انجام تنظیمات لازم شبکه در صورت لزوم را نشان داده است ، بنابراین تماشای نحوه نوآوری برای کمک به کاهش اندازه فزاینده بلاکچین بیت کوین جالب خواهد بود. گره های همگام سازی فوری و زنجیره های زنجیره ای مختصر نگاه اجمالی به قدرت ZKP ها را نشان می دهد و توسعه و استفاده از فناوری جدید در آینده قانع کننده است.