Subspace - Lapisan nol untuk Web3
--
Subspace adalah platform terbuka dan skalabel untuk penyimpanan dan komputasi yang sepenuhnya dapat dioperasikan dengan lapisan mana pun.
Cara kerja Subspace
Aman, Terukur, Terdesentralisasi
Subspace adalah protokol pertama yang sepenuhnya menyelesaikan trilemma blockchain
tanpa membuat kompromi.
Konsensus yang aman & berkelanjutan
Konsensus Proof-of-Archival-Storage (PoAS) mempertahankan asumsi mayoritas yang jujur dan sifat konsensus Nakamoto tanpa izin tanpa biaya listrik penambangan yang besar.
Sepenuhnya terdesentralisasi
Eksekusi terpisah membuat pertanian tetap ringan dan tahan terhadap pengumpulan, sementara jaringan penyimpanan petani memungkinkan blockchain untuk "mengembang" secara besar-besaran tanpa menjadi terpusat.
Penskalaan komposit
Pemisahan blok dan pengambilan sampel ketersediaan data memungkinkan penskalaan vertikal, sementara pemisahan konsensus dan komputasi kami yang unik menyediakan penskalaan horizontal pada log(n) overhead ke pelaksana.
Untuk melangkah lebih jauh sekarang pahami dulu apa itu Trilema
Trilemma blockchain adalah istilah yang diciptakan oleh Vitalik Buterin untuk menggambarkan tantangan dalam menciptakan blockchain yang aman, skalabel, dan terdesentralisasi. Dia berpendapat bahwa blockchain hanya dapat mencapai dua dari tiga fitur dalam praktiknya. Keamanan
berarti mempertahankan keselamatan dan keaktifan hingga setengah fraksi node yang berlawanan (asumsi mayoritas yang jujur). Desentralisasi berarti menjaga sumber daya komputasi, penyimpanan, dan jaringan cukup rendah bagi siapa saja untuk menjalankan node di laptop mereka. Skalabilitas berarti throughput transaksi harus meningkat karena lebih banyak pengguna bergabung dengan jaringan dan seiring dengan peningkatan perangkat keras komputer mereka.
TEKA - TEKI KONSENSUS
Masalah pertama adalah menemukan mekanisme konsensus aman yang ramah lingkungan, tanpa izin, dan adil.
Bukti kerja?
PoW atau "satu-CPU-satu-suara" sederhana, aman, dan tanpa izin, tetapi biaya listriknya mahal yang tidak ramah lingkungan dan mengarah ke penambangan terpusat, atau dikumpulkan .
Bukti saham?
PoS atau "satu-koin-satu-suara" menggunakan sistem penambangan virtual berdasarkan kekayaan seseorang. Meskipun ramah lingkungan, PoS tidak adil atau tanpa izin, malah mendorong sistem di mana yang kaya hanya semakin kaya.
Bukti kapasitas?
PoC atau "one-disk-one-vote" menggantikan penambangan dengan pertanian intensif penyimpanan. Secara teori, PoC aman, ramah lingkungan, dan adil, tetapi dalam praktiknya, sebagian besar desain beralih kembali ke model PoW atau PoS.
Untuk mengatasi masalah ini, subspace membangun Spartan , protokol konsensus PoC sederhana dan aman yang mewujudkan visi konsensus bebas dan adil seperti yang dijelaskan oleh "satu-disk-satu-suara".
Merencanakan Ruang
Untuk memulai, petani menulis jutaan potongan kecil (4kb) ke ruang disk kosong mereka di bawah skema jam pasir . Setiap bagian dikodekan dengan permutasi asimetris waktu berdasarkan SLOTH . Sebuah tag dihitung pada setiap bagian dan disimpan dalam Binary Search Tree (BST). Tidak seperti Chia, plot tidak memerlukan (atau menghancurkan SSD) dan hingga 10x lebih cepat. Tidak seperti Filecoin, petani tidak harus mempertaruhkan koin secara proporsional dengan ruang disk mereka. Hal ini memungkinkan siapa pun di dunia dengan cepat dan mudah menjanjikan ruang bebas mereka dan berpartisipasi dalam konsensus.
Blok pertanian
Mengikuti Ouroboros , kami membuat suar keacakan yang aman dari riwayat blockchain itu sendiri. Di setiap slot, semua petani mencari BST mereka untuk setiap tag yang cukup dekat dengan tantangan untuk memenuhi pengaturan kesulitan. Mereka kemudian dapat mengkompilasi tag dan pengkodean yang sesuai menjadi Proof-of-Replication (PoR) dan menghasilkan blok berikutnya dalam rantai. Siapapun kemudian dapat dengan murah memverifikasi bukti dengan membalikkan pengkodean dengan kunci publik petani dan memeriksa tag. Hal ini memungkinkan pertanian menjadi ringan dalam hal penyimpanan dan overhead komputasi yang diperlukan.
Menjaga keamanan
Untuk mencegah serangan simulasi, tantangan digunakan kembali di banyak slot waktu berturut-turut. Untuk mencegah serangan penggilingan, kami memisahkan PoR dari konten blok sambil mendasarkan keacakan hanya pada PoR. Untuk mencegah serangan kompresi, kami mengharuskan petani untuk berkomitmen kembali secara berkala ke BST mereka. Untuk mencegah serangan jarak jauh, serangan suap, dan serangan pertukaran ruang-waktu, kami menggunakan Proof-of-Time (PoT) sederhana berdasarkan AES-256. Untuk analisis lengkap, baca artikel kami tentang Mengamankan Spartan.
MEMPERTAHANKAN DESENTRALISASI
Masalah kedua adalah bahwa jaringan PoC rentan terhadap sentralisasi, karena tantangan desain mekanisme yang kami sebut sebagai dilema petani.
Dilema Petani
Petani dapat memilih antara menggunakan penyimpanan mereka untuk baik a) mempertahankan negara rantai dan sejarah atau b) untuk memaksimalkan ukuran plot mereka dan laba atas investasi.
Pertanian yang Dikumpulkan
Seiring pertumbuhan rantai, petani akan selalu memilih yang terakhir, paling baik menjadi klien ringan, sementara paling buruk memilih untuk bergabung dengan kolam pertanian yang dijalankan oleh operator tepercaya.
Sentralisasi
Jika tidak ada yang menyimpan riwayat, node hanya dapat disinkronkan dari penyedia terpusat. Jika tidak ada yang mengelola negara, kita harus mengandalkan pihak ketiga yang tepercaya untuk keseimbangan kita.
Subspace menyelesaikan dilema petani dengan memberi insentif pada penyimpanan riwayat dan mendelegasikan pengelolaan negara ke simpul pelaksana.
memungkinkan jaringan PoC pertama yang benar-benar terdesentralisasi.
Konsensus PoAS
Untuk memberi insentif kepada petani untuk mempertahankan sejarah, kami memperluas konsensus bukti ruang Sparta menjadi bukti penyimpanan sejarah blockchain itu sendiri. Di bawah konsensus proof-of-archival-storage (PoAS, setiap petani menyimpan sebanyak mungkin segmen unik dari sejarah rantai selama ruang disk mereka memungkinkan. Semakin banyak potongan sejarah yang disimpan petani, semakin besar kemungkinan mereka terpilih untuk menghasilkan blok baru. Untuk memastikan petani menyimpan sebanyak mungkin potongan unik, kami menerapkan ukuran plot maksimum sambil mencegah pertanian sybil dengan banyak identitas.
Penyimpanan Arsip Terdistribusi
Petani menyimpan sejarah secara kolektif, membentuk jaringan penyimpanan terdistribusi yang memastikan sejarah selalu tersedia untuk diunduh. Untuk menyediakan penyeimbangan beban yang tepat dan replikasi yang konsisten, setiap petani diberi insentif untuk menyimpan barang-barang yang paling dekat dengan id simpul yang ditetapkan secara acak. Untuk mencegah agar riwayat tidak hilang, blok dikodekan ke dalam kode sumber dan paritas. Untuk memungkinkan pengambilan yang efisien, petani bergabung dengan Kademlia DHT yang disederhanakan . Yang penting, ini memungkinkan klien untuk menyematkan data dalam transaksi, dan kemudian memulihkan bagian riwayat tersebut dari DHT, membuat penyimpanan objek yang tidak dapat diubah skalanya.
Kontrak Cerdas Terpisah
Untuk membebaskan petani dari beban mempertahankan keadaan dan melakukan perhitungan yang berlebihan, kami menerapkan teknik klasik dalam sistem terdistribusi dari konsensus dan perhitungan decoupling . Petani bertanggung jawab penuh untuk memesan transaksi, sementara kelas node pelaksana yang terpisah mempertahankan status dan menghitung transisi untuk setiap blok baru. Untuk memastikan pelaksana tetap bertanggung jawab atas tindakan mereka, kami menggunakan sistem simpanan yang dipertaruhkan, perhitungan yang dapat diverifikasi , dan bukti penipuan non-interaktif.
TIDAK ADA KOMPROMI SKALABILITAS
Tantangan terakhir adalah menskalakan throughput transaksi tanpa mengorbankan keamanan atau desentralisasi jaringan.
Blok Lebih Besar
Salah satu cara untuk menskalakan throughput adalah dengan meningkatkan ukuran blok, tetapi hal ini menyebabkan waktu propagasi yang lebih lama dan tingkat fork yang jujur lebih tinggi, sehingga mengurangi keamanan.
Banyak Rantai
Teknik lain adalah untuk menskalakan dengan beberapa rantai atau pecahan , tetapi desain yang ada tidak aman terhadap musuh adaptif yang mungkin menargetkan satu pecahan.
Lebih Kembung
Kedua metode menghasilkan pertumbuhan yang lebih cepat dari status dan sejarah rantai, yang mengarah ke pembengkakan dan sentralisasi blockchain di bawah beberapa node yang kuat.
Sementara penelitian terbaru menunjukkan cara menskalakan dengan aman, masalah kembung tetap ada. Karena Subspace sudah menangani tantangan ini, untuk menyelesaikan dilema petani , Subspace memang mampu menskalakan tanpa kompromi.
Penskalaan Vertikal yang Aman
Subspace mengadaptasi proposal skalabilitas Prism untuk mencapai pemrosesan transaksi throughput tinggi tanpa mengurangi keamanan. Jika dikombinasikan dengan pengambilan sampel ketersediaan data dan klien super ringan , pertanian dapat tetap memiliki bandwidth rendah dan terdesentralisasi.
Penskalaan Horizontal Datar
Dengan menggunakan rantai suar virtual, kami menghilangkan hambatan dari satu rantai utama dan mendukung hingga 2^16 pecahan. Petani memutar pecahan setiap blok sementara pelaksana dapat mempertaruhkan pecahan berbeda sebanyak yang mereka pilih, mengikuti desain Free2Shard.
Finalitas Cepat Tanpa Izin
Subspace memperluas protokol konfirmasi cepat Taiji untuk konsensus PoC, memungkinkan petani mencapai finalitas yang hampir deterministik dalam tiga blok, mengurangi latensi konfirmasi transaksi baru dari menit ke detik, tanpa bergantung pada pelaksana.
