На Ethereum работают 2000 dapps и 300 000 токенов. Сеть не справляется с такой нагрузкой: приложения заполняют мемпул и вызывают рост комиссий. Так, 1 сентября на фоне бума DeFi средняя комиссия за транзакцию в Ethereum составила $10.

Создатель Ethereum Виталик Бутерин считает высокие комиссии оправданными. Но рядовые пользователи вряд ли согласятся платить $10 за ход в игре или сообщение в чате.

Пока разработчики Ethereum обсуждают предложения по обновлению, проект https://www.dapperlabs.com/ создает блокчейн-экосистему для быстрых dаpps. В нее входят блокчейн Flow, одноименный utility-токен и криптокошелек Dapper Wallet.

Рассказываем, зачем давать разные задачи узлам сети, как работает конвейерная архитектура Flow и чего Dapper Labs ждет от партнерства с NBA.

Ускорить блокчейн: дать узлам разные задачи

Узлы блокчейна отличаются по вычислительной мощности: домашние компьютеры работают вместе с серверами. Разработчики большинства блокчейнов не учитывают этот факт. В итоге серверы простаивают в ожидании консенсуса или отметают результаты вычислений медленных узлов.

Dapper Labs разделили задачи блокчейнов на два типа:

• объективные — с одним объективным решением. К ним относятся математические вычисления: не нужно полагаться на авторитет, чтобы посчитать 2+2=4 или определить узел, который решил задачу неверно.
• субъективные — с несколькими возможными решениями. К ним относится задача нахождения консенсуса. Узлы не могут однозначно определить порядок транзакций в блоке и потому выбирают его голосованием.

Решение объективных задач требует больших вычислительных мощностей, а с субъективными справится домашний компьютер. В блокчейне Flow объективные и субъективные задачи решают разные типы узлов:

• узлы исполнения (Execution Nodes) вычисляют результаты транзакций и формируют блоки;
• узлы консенсуса (Consensus Nodes) определяют порядок транзакций в блоке и достигают консенсуса с помощью алгоритма Proof-of-Stake.

В Dapper Labs считают, что такой подход может ускорить блокчейн в 50 раз.

«Мы провели эксперимент и построили три сети: блокчейн с разделением задач между быстрыми и медленными узлами, блокчейн без разделения задач и блокчейн с медленными узлами. Первый блокчейн проводил 1555 транзакций в секунду, остальные — по 27 транзакций в секунду», — рассказывает технический директор Dapper Labs Дитер Ширли.

Во Flow узлы консенсуса формируют предварительную версию блока и передают ее узлам исполнения. Пока узлы исполнения вычисляют результаты транзакций, узлы консенсуса собирают заготовку следующего блока.

Узлы консенсуса передают заготовку блока узлам исполнения и переключаются на подготовку следующего блока.

Разделение математических вычислений и задачи достижения консенсуса позволяет узлам Flow не простаивать и быстро формировать блоки.

Ускорить блокчейн сильнее: обрабатывать транзакции на конвейере

В теории Ethereum проводит 15 транзакций в секунду, на практике — около 12 транзакций в секунду. Причина медленной работы сети — в устаревшей архитектуре блокчейна.

Узлы Ethereum выполняют одинаковую работу. Это можно сравнить с автомобильным заводом, где каждый сотрудник точит детали, закручивает гайки и шьет чехлы. На таком заводе 100 работников за год соберут 100 автомобилей.

Настоящие заводы используют конвейеры: работники выполняют простейшие операции, а детали перемещаются между ними автоматически. На конвейере те же 100 сотрудников за год соберут 1000 автомобилей.

Блокчейн Flow работает как конвейер. Помимо узлов консенсуса (Consensus Nodes) и исполнения (Execution Nodes), в формировании блоков участвуют узлы сбора (Collection Nodes) и верификации (Verification Nodes). Каждый узел выполняет лишь часть работы.

Обработка транзакций во Flow происходит так:

• узлы сбора (Collection Nodes) формируют группы транзакций, вычисляют для них хеш-суммы и передают узлам консенсуса;
• узлы консенсуса (Consensus Nodes) собирают предварительную версию блока на основе полученных хеш-сумм и передают ее узлам исполнения;
• узлы исполнения (Execution Nodes) по хеш-суммам запрашивают соответствующие группы транзакций у узлов сбора. На основе полученной информации узлы исполнения формируют окончательную версию блока и отправляют отчет о работе узлам верификации;
• узлы верификации (Verification Nodes) запрашивают случайные транзакции у узлов сбора и проверяют работу узлов исполнения;
• если блок собран правильно, узлы верификации разрешают узлам консенсуса включить его в блокчейн. В противном случае узлы верификации отметают блок.

Узлы сбора передают первую группу транзакций узлам консенсуса и сразу начинают собирать вторую группу. Когда узлы консенсуса опубликуют первый блок, узлы сбора будут собирать транзакции для четвертого блока.

Конвейерная архитектура и разделение задач между узлами разной мощности обеспечивают высокую масштабируемость блокчейна Flow.

«Сейчас Flow работает примерно в 10 раз быстрее Ethereum, но нам есть, что улучшать. При полностью оптимизированной архитектуре Flow сможет передавать до 100 000 транзакций в секунду», — комментирует технический директор Dapper Labs Дитер Ширли.

Кроме того, обработка транзакций позволяет добавлять узлы блокчейна без падения скорости работы сети.

Усилить децентрализацию сети: запустить как можно больше узлов

Блокчейны с пропускной способностью от 100 TPS вроде XRP и EOS практически централизованы. Разработчики не разрешают пользователям запускать узлы и создают условия, в которых сложно стать валидатором. В результате блокчейны становятся уязвимыми к кражам, атакам и цензуре.

Команда Dapper Labs считает, что без участия пользователей невозможно добиться полноценной децентрализации и безопасности блокчейна. Проект предлагает пользователям запускать узлы Flow и получать вознаграждение: за выпуск блоков и подтверждение транзакций. По расчетам Dapper Labs, годовой заработок владельцев узлов составит 3,75% от капитализации FLOW.

Владельцы узлов будут получать транзакционные комиссии и награду за блоки в нативных токенах Flow (FLOW). Они нужны для оплаты транзакционных комиссий, публикации смарт-контрактов, обеспечения пользовательских токенов, управления блокчейном Flow и стейкинга.

Для запуска узла необходимо купить и заморозить:

• 1 250 000 FLOW для узла исполнения;
• 500 000 FLOW для узла консенсуса;
• 250 000 FLOW для узла сбора;
• 135 000 FLOW для узла верификации.

Такое распределение связано с требованиями к мощности оборудования. Узел консенсуса можно запустить на персональном компьютере, а узел исполнения — только на сервере.

«Ноды исполнения — это бутылочное горлышко блокчейна. Мы ввели повышенные требования к размеру стейка, чтобы убедиться, что у майнера есть деньги на покупку или аренду серверного оборудования в дата-центрах», — объясняет генеральный директор Dapper Labs Рохам Гарегозлоу.

В ближайший месяц проект продаст 100 млн FLOW на площадке Coinlist:

• с 22 сентября по 2 октября 2020 года — до 10 000 FLOW на пользователя по цене $0,1 за токен. Общее предложение — 25 млн FLOW;
• 6 октября 2020 года — голландский аукцион без лимита на покупку в одни руки. Стартовая цена — $1 за токен. Общее предложение — до 100 млн FLOW.

Тем не менее продажа токенов не является главной целью Dapper Labs. Команда проекта стремится популяризировать блокчейн Flow и криптовалюты в целом.

Улучшить восприятие криптовалюты: делать качественные блокчейн-игры

Dapper Labs уверены, что пользователи выбирают качественные игры и приложения, а не блокчейн. Разработчики намерены создавать dapps по мотивам спортивных игр и популярных литературных произведений.

Проект заключил партнерские соглашения с Национальной Баскетбольной Ассоциацией (NBA), бойцовской организацией UFC, издательством Dr. Suess и компанией Warner Music Group.

В США спортивные игры составляют 11% от общего количества проданных игр. Децентрализованные приложения по франшизам NBA и UFC могут заинтересовать тысячи игроков, не знакомых с блокчейном.

«Большинство игр на Ethereum — это казино с простейшим геймплеем. Разработчики не могут делать качественные dapps из-за ограничений блокчейнов. На Flow можно создавать игры с быстрым геймплеем и красивой графикой, к которым привыкли обычные пользователи», — отмечает генеральный директор Dapper Labs Рохам Гарегозлоу.

Первая игра на блокчейне Flow — NBA Top Shot — находится в стадии закрытого бета-тестирования. Игра напоминает CryptoKitties, но вместо котят пользователи коллекционируют NFT-токены NBA Moments.

NBA Moments содержат две записи: видео слэм-данка (slam-dunk) и данные баскетболиста, который его исполнил. В NBA Top Shot игроки составляют команды из лучших баскетболистов и соревнуются за новые Moments.

Игрокам не обязательно иметь криптовалютный кошелек: NBA Moments можно оплатить картой во встроенном кошельке Dapper Wallet.

Благодаря Dapper Wallet пользователю не нужно разбираться в работе сети. Во время первой покупки NBA Moments игра автоматически создает адрес кошелька и отправляет на него токены.

Выводы

С момента создания биткоина прошло более 10 лет, но принципы работы блокчейн-сетей не изменились: узлы разной мощности выполняют одинаковую работу.

Разработчики пытаются оптимизировать старые блокчейны: увеличивают размер блока, внедряют шардинг и поручают подтверждение транзакций мощным доверенным узлам. Это приводит к расколу сообщества, проблемам с безопасностью и централизации сетей. Пропускная способность почти не меняется из-за устаревшей архитектуры блокчейнов.

Dapper Labs создали блокчейн с новой архитектурой: Flow назначает узлам разной мощности подходящие задания и обрабатывает транзакции по конвейеру.

Пропускная способность до 100 000 TPS и ориентированность на обычных пользователей могут сделать Flow следующим шагом к массовому принятию криптовалют.

Напомним, ранее Dapper Labs рассказали о том, как ускорить массовое принятие блокчейна при помощи игр.

Подписывайтесь на новости ForkLog в Twitter!