Everscale — блокчейн пятого поколения
Криптоиндустрия уже вливается в нашу жизнь, и инновации неизбежно переходят в корпоративный и государственный секторы. С ростом спроса на платежные системы денежных переводов и интеграцией с центральными банками и правительствами технология блокчейн выходит далеко за рамки DeFi и NFT.
Однако при всем многообразии многоканальных экосистем существует огромный спрос со стороны корпоративного мира на децентрализованное масштабируемое решение, способное выполнять пятьдесят или сто тысяч транзакций в секунду (предполагаемый объем транзакций в средней стране, включая огромные пики использования) без доверия с низкой задержкой и высокой безопасностью.
Таковы возможности блокчейна пятого поколения, каковым и является Everscale. В то же время, Aptos mainnet был запущен недавно, и мы хотели бы углубиться в технические детали и рассмотреть теоретическую и практическую производительность сети.
Aptos — это не блокчейн в классическом смысле
Проще говоря, Aptos — продукт ускорения синглчейна. На самом деле, у Aptos нет никаких блоков. Вместо этого существует последовательная обработка входящих сообщений, которая последовательно изменяет состояние на всех узлах. Вот как можно описать финальность на Aptos. В широком смысле Aptos — это алгоритм финальности, а не классический блокчейн.
Как это работает?
Финальность разделена на отдельные этапы. Сеть получает сообщения и сортирует их. После этого все средства проверки принимают отсортированные сообщения и изменяют состояние на всех узлах. Таким образом, Aptos скорее гибридный блокчейн, чем классический. Это происходит потому, что изменения состояния производятся не распространением завершенных блоков, а параллельной детерминированной доработкой на локальных узлах.
Никаких блоков в классическом смысле нет. Во-первых, входящие сообщения сортируются, и все валидаторы приходят к единому мнению, в каком порядке они должны применяться. После этого применяются изменения состояния, и в итоге подтверждается консенсус с окончательным состоянием.
Мы можем сравнить это с конструкцией CPU. CPU работают довольно похожим образом: есть некоторые команды, которые можно выполнять параллельно. CPU пытаются предсказать предстоящие команды, и если небольшой фрагмент кода не требует результата предыдущего кода, все эти команды могут выполняться параллельно.
Другими словами, компиляторы оптимизируют программное обеспечение для достижения такого параллельного выполнения в вычислениях CPU, и просто нет необходимости вставлять палки в колеса и создавать программное обеспечение, которое повлияло бы на параллельное выполнение CPU. Но есть принципиальная разница в блокчейне.
В общедоступной цепочке легко построить типы смарт-контрактов, которые затронут многие счета и сделают невозможным параллельное выполнение.
Эта конструкция очень уязвима для общедоступной цепочки, поскольку она основана на предположении, что узлы не могут изменять свое поведение во время процесса финальности и следовать правильному алгоритму на всех стадиях финальности. В режиме реального времени предсказать точное поведение пользователей невозможно. Архитектура и безопасность любой децентрализованной системы построена на негативном предположении, что любые узлы могут быть вредоносными, но не более 50% в целом. Это принципиально важно, особенно потому, что детерминированный предсказуемый подход Aptos является ключевым элементом его дизайна.
Параллельное выполнение транзакций возможно только из реальных приложений. Но если кто-то захочет спамить сеть, он отправит транзакции, которые затронут многие аккаунты в ней. Теоретически с помощью глубокого технического анализа можно организовать атаку и замедлить цепочку или даже остановить ее.
Количество транзакций в секунду и скорость сети
Блок-STM является основной концепцией ускорения блокчейна — такой подход вычисляет изменения состояния, выполняя транзакции параллельно с дальнейшим разрешением конфликтов записи.
Источники в СМИ и статьи говорят, что такой подход ускоряет Aptos до 160 000 транзакций в секунду. Однако, согласно документу Aptos, моделирование и тесты показывают лишь 8-16-кратное ускорение по сравнению с последовательной обработкой транзакций, что в реальности составляет 200-500 транзакций в секунду (общие транзакции из реальных приложений, но не специализированные небольшие или искусственные транзакции) для любой отдельной цепочки, как показывает практика.
Даже если мы рассмотрим максимальные значения (500 x 16 = 8000 транзакций в секунду), это далеко не одна производительность воркчейна в Everscale (до 15 000 т/с на каждом воркчейне), которая достигается с помощью многопоточных вычислений.
Масштабирование блокчейна
Everscale можно масштабировать до бесконечности, добавляя больше средств проверки и рабочих цепей. Вот почему наша архитектура позволяет нам масштабироваться при необходимости, когда это требует большего количества вычислений. Эту конструкцию можно также рассматривать как динамический шардинг.
Что касается Aptos, это синглчейн с параллельным выполнением, если транзакции позволяют это сделать. Конструкция просто не предусматривает шардинг. Непонятно, как он будет реализован при нынешней архитектуре. Между тем, Everscale способен к разделению данных и вычислений, и он уже работает в реальном времени.
Децентрализация
Говоря про Aptos, все собранные подписи взвешиваются без максимальных ограничений по факторам, что приводит к снижению децентрализации (аналогично делегированному EOS Proof-of-Stake). Это означает, что валидаторы получают вознаграждения за накопление максимального количества токенов. Самый выгодный способ — запустить единого валидатора с максимальным пакетом акций. Это, естественно, приводит к централизации сети.
У Everscale максимальные ограничения по факторам. Просто невозможно валидировать с максимальным стейком; если участник хочет получить больше вознаграждений за валидацию, то требуется больше валидаторов/узлов.
Концепция развития на блокчейне Aptos
У Aptos есть собственный язык программирования Move, вдохновлённый Rust. Move, который является новым языком смарт-контрактов для сообщества разработчиков крипто. Однако самый популярный язык смарт-контрактов с большим сообществом разработчиков — Solidity. Для нас это спорное решение. Нехватка инструментов и необходимость изучения нового языка — огромный барьер для разработчиков, желающих присоединиться к экосистеме Aptos.
Разработка на Everscale
Зачем нам создавать новый язык и инструменты для формальной проверки, когда у нас уже есть проверенный? Можно писать смарт-контракты Everscale, используя следующие языки: C, C++ и Solidity, и получить почти автоматизированную формальную проверку за счёт структуры, разработанной участниками сообщества Everscale.
Заключение
Aptos можно рассматривать как сильно ускоренный синглчейн, и он в несколько раз быстрее нормального блокчейна без шардинга. Однако любая синглчейн конструкция в конечном итоге имеет свои пределы.
Что касается ускорения сингчлейна, Aptos разработал алгоритм финальности, основанный на последовательной и параллельной обработке, но невозможность масштабирования и потенциальный широкий вектор атак приводят к замедлению работы сети и тупику с точки зрения существенного роста. Возникает разумный вопрос:
«Это блокчейн пятого поколения или очередная попытка построить лучший Ethereum?»