צמצום נפח בלוקצ’יין: פרוטוקול קודה וצמתים ביטחוניים של סינכרון מיידי

היכולת להקטין את גודלו של בלוקצ’יין באמצעות גיזום או דחיסה של גודלו מהווה יתרונות עצומים לביזור בר-קיימא של הרשת והסרת משלחת האמון. הפחתת נטל האחסון של לקוחות צומת מלאים מאפשרת למשתמשים להריץ כמעט צמתים מלאים ללא צורך לרכוש חומרה מתקדמת יותר כדי לתמוך בהפעלת לקוח מלא..

יוזמות והצעות לצמצום גדלי הבלוקצ’יין נפוצות יותר ויותר בקרב מטבעות קריפטוגרפיים, כולל ביטקוין. באופן דומה, מטבעות קריפטוגרפיה מוכווני פרטיות המשתמשים בבניית עסקאות מסורבלת יותר מוסיפים לבלוקצ’יין לנפח מהר יותר מעסקאות הצפנה נפוצות יותר בגלל ההוכחות הנוספות שמוטלות על כל עסקה..

מטבעות קריפטוגרפיים כמו מונרו ו- ZCash יישמו לאחרונה שדרוג יעילות לעסקאות כאלה, אך ככל הנראה יהיה צורך בפתרונות בלוקצ’יין קומפקטיים לטווח הארוך..

כתוצאה מהצורך הגובר בחיפוש אחר פתרונות לנפיחות בבלוקצ’יין ולסנכרון מהיר יותר, כמה שיטות מתפתחות להפחתת גודל הבלוקצ’יינים הגיעו לקדמת השיחה בביזור. בפרט, כמה פתרונות מסקרנים השואבים מהוכחות אפס ידע (ZKP) נמצאים בשלבי הרעיון שלהם או שהם כבר בודקים.

פרוטוקול קודה הוא אחד מהפרויקטים הללו, המשתמשים ב- zk-SNARK כדי לדחוס את גודל הבלוקצ’יין, מה שמאפשר אפילו ללקוחות ניידים להריץ צמתים מלאים. באופן דומה, א הצעת קונספט לאחרונה מאת טיילר סמית ‘מפרט את הפוטנציאל המאפשר צמתים ביטחוניים של סינכרון מיידי באמצעות ZKP לייצור סנכרון מלא של הבלוקצ’יין בגודל קבוע ובזמן קבוע.

פרוטוקול קודה

פרוטוקול Coda הוא מטבע קריפטוגרפי המקודד ב- OCaml המשתמש ב’הרכב רקורסיבי של zk-SNARKs ‘כדי לדחוס את כל הבלוקצ’יין לשבריר מגודל פנקסי הבלוקצ’יין המסורתיים. הפרוטוקול דוחס את כל הייצוג של מצב הבלוקצ’יין להוכחה של 1 KB zk-SNARK.

ה הוכחה zk-SNARK מייצג את האותנטיות של מצב הבלוקצ’יין מבלי שצמתים צריכים לאחסן את כל הבלוקצ’יין כדי לאמת את ספר החשבונות. ההוכחה היא המרכיב היחיד שיש לאחסן – יחד עם כמות קטנה של נתונים נוספים המשתמשים בנתיב מרקל מפנקס המדינה לחשבון של יחיד..

קודה מתייחס לבלוקצ’יין הדחוס כ’בלוקצ’יין תמציתי ‘, והפרוטוקול מאפשר הוכחה בגודל קבוע, ללא קשר לכמות החישובים השרירותית על ספר החשבונות. במקום בלוקים המכילים עסקאות, הם מורכבים מ- zk-SNARK המאמת שקיימות עסקאות ספציפיות ומעביר את מצב החשבונות..

על פי הקודה נייר לבן:

“צמתים יכולים להשתתף בפרוטוקול בלוקצ’יין תמציתי מבלי לאחסן שום דבר למעט הבלוקצ’יין החזק ביותר ומצב מלא או חלקי. אם לצומת יש את הפריטים האלה, הם יכולים להיות בטוחים שהמידע בכל מצב שהם מחזיקים מגובה בבלוקצ’יין בכוח המצוין וכי יתרות עודכנו רק באמצעות רצף של עסקאות תקפות הכלולות באותו בלוקצ’יין. “

ההשלכות של מה שקודה עובדת הן משכנעות. הגדלת גדלי הבלוקצ’יין תמנע בסופו של דבר משתתפים רבים להפוך למאמתים ברשת על ידי הגדלת עלויות החומרה הנדרשות להפעלת צמתים מלאים. באופן דומה, לקוחות צומת מלאים – למרות שהם ניתנים להפעלה במחשבים ניידים ממוצעים – אינם תואמים לטלפונים חכמים בגלל יכולות האחסון הנמוכות שלהם. היכולת לקבל אימות מלא של צמתים ניידים מעניק פוטנציאל ביזור חזק בהרבה על ידי צמצום דרסטי של מחסום הגישה לצומת המאמת את הבלוקצ’יין..

אפקט בטחוני נוסף של בלוקצ’יין דחוס הוא היכולת לסנכרן כמעט באופן מיידי מכיוון שצמת להוריד פחות מ- 1 מגהבייט נתונים. קודה אפילו מספקת א חוקר המדינה המאמת באופן מלא באתר שלהם (של Testnet Alpha שלהם) שמתעדכן בזמן אמת בדפדפן. היעילות של בלוקצ’יין תמציתי מאפשרת גם לרשת להתמקד בניתוח מכמות הנתונים בבלוקצ’יין.

לאחרונה הודיעה קודה על רשת הבדיקות שלהם אלפא, והפרויקט הוא דוגמה מצוינת למינוף הכוח הבלתי מנוצל של ZKPs..

סנכרון מיידי של צמתים של ביטקוין

שאב השראה מקודה ועבד במקביל על קונספט דומה שהוחל על ביטקוין, טיילר סמית ‘ הציע רעיון על מנת לאפשר ללקוחות ביטקוין לסנכרן ולאמת באופן מיידי את הבלוקצ’יין של ביטקוין עם גודל וזמן קבועים דומים לזה שעושה פרוטוקול קודה. פיתרון כזה יסיר את הצורך בצמתי SPV להאציל אמון ברשת הביטקוין, וישפר במידה ניכרת את יעילות אימות הבלוקצ’יין בתהליך..

הרעיון שלו כבר צבר מתיחה רדיט שם התווכח דיון משמעותי אודות התפתחותו הפוטנציאלית והמכשולים, אירוע נדיר בקריפטו Reddit.

הרעיון לצמתים מיישרים של סינכרון ביטקוין יורכב מרשת כיסוי בה המשתתפים יכולים לפרסם הוכחות עם ‘מעגלי zk’. ” לדברי סמית:

“במקום לאפות קונסטרוקציית ZK מסוימת בפרוטוקול הביטקוין אנו יכולים לבנות פרוטוקול כיסוי שבו כל אחד יכול לייצר ולפרסם הוכחות על ידי עיבוד בלוקים ממוקשים עם מעגל ZK המיישם את כללי המעבר של ביטקוין. התהליך הזה יהיה בדיוק כמו סינכרון רגיל של צומת מלא, אלא שהמצב שהם מחשבים יאומת על ידי המעגל. “

על מנת לסנכרן, הלקוחות יצטרכו להוריד רק את חשיש המדינה הכי עובד, המייצג את המצב האותנטי של הבלוקצ’יין. צמתים מלאים מסורתיים יתפקדו כ”מפיקי הוכחה “, אך צמתים של SPV יוכלו להפוך לצמתים מאמתים שיכולים להסתנכרן באופן מיידי עם הבלוקצ’יין במקום להסתמך על צמתים מלאים כדי להשלים אותם עם המצב הנכון..

ניתן לאמת את ה- PoW המצטבר על ידי צמתים המוצגים עם מספר מצבים תקפים המורכבים ממערך UTXO, גובה החסימה, PoW ומצב המערכת. המדינה עם הכי הרבה עבודה היא השרשרת הראשית והוכחת המצב האותנטית שהצומת בוחר בלי צורך לאמת את ה- PoW לכל בלוק..

סמית מציין כי מערכת אקולוגית חדשה של ישויות יכולה להתפתח במקום בו הם מתמרצים לספק הוכחות – כמו כורים וחילופים. בנוסף, הוא מתייחס למודל הכשל המשופר עבור צמתים SPV:

“במודל המוצע הזה, רק ישות אחת שמספקת הוכחות מספיקה ויכולה להיות מופעלת על ידי מוסדות (כלומר מלכ”רים, אוניברסיטאות וכו ‘) או עסקים באמון. אם כל הסוכנים נפגעים השרשרת עדיין מאובטחת, אך לקוחות הנשענים על הוכחות אינם יכולים לאמת עוד עדכונים. זהו מצב כשל טוב בהרבה מ- SPV מכיוון שצמתים אינם שוללים לקבל מצב לא חוקי, הם פשוט לא יכולים להמשיך לאמת מצבים חדשים עד שמוכיח יחזור לרשת. “

למרות שמבטיחים, נותרו כמה מכשולים משמעותיים. באופן ספציפי, הצורך בעבודות פיתוח נוספות בנושא “הרכב רקורסיבי של zk-SNARKs” המכונה “מעגלי zk”, והצורך במזלג קשיח ליישום מלא של התכונות המוצעות, הצעה מפרכת לגישה השמרנית ביותר של קהילת הביטקוין לשינוי..

יוזמות אחרות להפחתת נפח הבלוקצ’יין

ZKPs הם שיטה קריפטוגרפית חדשה יחסית עם פוטנציאל עצום, אך הם אינם האמצעי היחיד המוצע להפחתת נפיחות בלוקצ’יין שם. ההשקות האחרונות של Grin ו- BEAM מדגישות היבט של Mimblewimble הנוקט גישה יזומה בכדי להפחית את גודל הבלוקצ’יין ההולך וגדל, כמו גם את הפוטנציאל לגיזום הבלוקצ’יין..

קרא: מהו חיוך מטבע?

צמתים של Mimblewimble צריכים רק לאחסן את המצב הנוכחי של מערך UTXO ולא את כל היסטוריית העסקאות של הבלוקצ’יין. צמתים יכולים לאמת קלטים על ידי התייחסות לכותרות חסימות ולפלטים מדמה, כך שכל נתוני העסקה האחרים אינם נחוצים. כתוצאה מכך, בלוקצ’יין של Mimblewimble הוא הרבה יותר רזה מזה של ביטקוין. למעשה, ייתכן שחסמי Mimblewimble אפילו לא יצמחו לאורך זמן, תלוי אם מאוחסנים יותר מטבעות בפחות תפוקות, שכן נדרש לאמת רק תפוקות ספציפיות שלא הוצאו..

מחוץ ליתרונות הפרואקטיביים של Mimblewimble, ניתן לגזום נתונים מבלוקצ’יין מכיוון שצמתים דורשים רק את ההתחייבויות של UTXO.

בג’יטוב של גרין תיעוד, שלושה תורמים (שני כינויים של הארי פוטר): איגנוטוס פברל, שיימוס פיניגן וקוונטין לה סקלר מתארים כמה הקשרים לגיזום נתונים.

• צומת מלא מסיר נתונים שכבר אומתו.
• ייתכן שמצב SPV לא מעוניין לקבל או לשמור על כל הנתונים.
• צמתים מלאים מיועדים עשויים לשמש כצמתים מאמתים חלקית (SPV) כדי שיהיו זמינים מהר יותר, למרות שהם בסופו של דבר הופכים לצמתים מלאים..

גיזום יכול להסיר רק נתונים שאינם נדרשים לצורך אימות מצב, כך שפרוטוקולי Mimblewimble תמיד ידרשו שכותרות החסימה, הגרעינים, תפוקות העסקה שלא הוצאו, UTXO MMR ו- MMR הוכחת טווח יישארו שלמים.

ישנן גיזום מוצע אחר ושיטות בלוקצ’יין קומפקטיות עבור מטבעות קריפטוגרפיים שונים, והן אינן מוגבלות בהחלט לפרוטוקולי ZKP או Mimblewimble..

צמצום גדלי הבלוקצ’יין או האטה בצמיחתם יהפכו לחיוניים מכיוון שרבים מרשתות המטבעות הקריפטוגרפיים הוקמו בהדרגה כדור שלג. במיוחד קהילת הביטקוין הראתה נטייה לבצע את ההתאמות הרשתיות הדרושות בעת הצורך, כך שיהיה מעניין לראות כיצד מתגלים חידושים שיעזרו למתן את הגודל ההולך וגדל של הבלוקצ’יין של ביטקוין. צמתים מסונכרנים מיידית ובלוקצ’יקים תמציתיים מציעים הצצה לכוחם של ה- ZKP, והפיתוח והיישום העתידי של הטכנולוגיה החדשה משכנעים.