Новый DAG-протокол от Broxus

Broxus является значимой частью сообщества блокчейнов Everscale (ранее известного, как Free TON).

Вместе с командой проекта мы обсуждаем протокол и то, как принять участие в тестировании Tycho.

История Tycho

В 3 квартале позапрошлого года команда Brоxus посвятила свои исследования изучению вопросов, связанных с проектированием сетей TVM, в частности, проблеме быстрой финализации.

«Каждый обмен в блокчейне не происходит мгновенно. При переводе токенов на другой адрес он должен быть сначала одобрен майнерами (в сетях Proof-of-Work) или валидаторами (Proof-of-Stake), а также другими транзакциями и вспомагательной информацией. После утверждения перевода, добавляется в следующий блок, который является основной частью распределенного реестра. Согласно Broxus, это состояние официально называется,- окончательностью.

• консенсус - аспределяет сообщения от пользователей и объединяет их в один из заказов сети;
• коллатор - роблемы имеют блокировку;
• валидатор - создание и распространение подписей для главных блоков.

Tycho стал средством для этой концепции.

В случае успеха Tyсho сможет значительно увеличить объем блоков TVM. Протокол гарантирует, что транзакции будут завершены менее чем за три секунды, а также поддержит стабильность сети, объяснил Броксус.

Ниже мы более подробно обсудим конкретные решения, предлагаемые Tycho.

Проблемы консенсуса

Обычно консенсус в блокчейнах поддерживается не на уровне мемпула, а на уровне исполнения.

• Например, в традиционном консенсусе BFT процесс выглядит следующим образом: инициатор предлагает блок другим участникам, эти участники оценивают его. Если 2/3 участников согласны с тем, что блок правильный, он считается легитимным, объяснил Броксус.

Кроме того, существует проблема с неравномерным распределением нагрузки: инициатор создает блок, но другие участники неактивны. Никто из них заранее не знает, как только он будет инициатором, но каждый обязан быть наготове принять на себя эту обязанность в любое время. Это провоцирует к тому, что большинство ресурсов сети остаются невостребованными.

Кроме того, процесс выбора транзакций для включения в блоки и мемпулы в полной мере зависит от инициатора. Это даёт возможность для цензуры или манипуляций, таких как MЕV: инициатор использует своё положение для собственной выгоды, например, проводя транзакции на децентрализованной бирже (DEX) с выгодой для себя. Другие участники сети не могут это контролировать, поскольку это единственный аспект их заботы, который имеет значение.транзакции.

• Многие проблемы можно решить с помощью буфера DAG. Эта идея была впервые задумана в проекте Libra, а затем получила дальнейшее развитие в блоках Aptos и Sui, объясняет Броксус.

Разработчики блокчейна TVM предлагают решение этой проблемы с помощью подхода с использованием акторов: это метод параллельных вычислений, в котором актор выступает в качестве основного компонента. Он гарантирует эффективное распределение вычислительных задач, что повышает стабильность и масштабируемость системы.

Каждый smаrt-контракт — это отдельный актор, который делает свои обязанности индивидуально. Он имеет:

• методы установления логики работы;
• локальное хранилище данных;
• возможность взаимодействия, включая вызовы других смарт-контрактов, которые являются асинхронными, и создание новых участников.

Они общаются без ожидания ответа. Например, во время работы одно соглашение может распространять транзакции на другие соглашения. Эти разговоры ведутся одновременно, что снижает конфликты и повышает эффективность. Протокол гарантирует доставку всех сообщений и их корректное выполнение, объясняет Броксус.

Консенсус Tycho

Основное отличие Tyсho от прочих протоколов основывается на том, что консенсус передаётся входящему сообщению. Это способствует значительному сокращению объема трафика в сети, что обеспечивает более высокую степень скорости работы.

• «Пользователи передают валидаторам сообщения, которые документируются в протоколе коллективного соглашения. Каждые 1,2 секунды Tycho создаёт формализованный список сообщений. Консенсус получается, когда более двух третей валидаторов правдивы. Все валидаторы равны в протоколе, независимо от их финансовой доли, говорит команда Broxus.

У валидаторов удаляется очередь полученных сообщений с идентичными элементами, и они передают оставшиеся элементы коллатору.

Tycho Collator

Коллатору поручено:

• доставка сообщений;
• выдача команд;
• состояние блокчейна.

Для работы коллатору необходима очередь сообщений, относящихся к протоколу консенсуса, а также к текущему состоянию блокчейна.

В традиционных протоколах блокчейна процедура похожа на:

• коллатор создает блок и распространяет его по сети;
• валидаторы оценивают подлинность блока и прикрепляют его;
• новый блок формируется только после завершения текущего цикла.

В Tycho все узлы одновременно создают схожие блоки. Они не отправляются по сети: следующее поколение сразу следует за завершением предыдущего поколения. Этот метод обошел задержку между выпуском блоков и оптимизировал использование вычислительных ресурсов.

Коллатор последовательно создает два вида блоков:

• цельные блоки - охраняют результаты транзакций;
• главные блоки - могут содержать транзакции, считаться ключевым блоком и использоваться для синхронизации новых участников. Окончательность сети достигается путем выпуска главного блока каждые 2,5 секунды.

Процедура создания блока камня в Tycho:

• коллатор обрабатывает поступающие сообщения, создавая транзакции;
• транзакции проводятся последовательно, соблюдая порядок сообщений;
• при превышении квоты блок освобождается. После этого немедленно создается следующий;
• мастер-блоки отправляются на утверждение.

Проверка в Tycho

В Tycho нет выделенной роли валидатора, все узлы участвуют в создании одного и того же блока одновременно.

Процедура проверки легитимности блокчейна называется проверкой. Этот компонент гарантирует, что хэш мастер-блока больше или равен 2/3 узлов.

После создания мастер-блока узлы обмениваются хешем своего создания.

Этот небольшой аспект содержит важную логику: узел не может не выполнять свою работу — получать хэш от соседнего узла, подписывать его и не участвовать в сотворении блоков, чтобы сэкономить вычислительные материалы. Хэш остается закрытым после того, как более 2/3 узлов завершили процесс создания блока, они получают свой собственный хэш как часть процесса. Это отмечено Broxus.

Обязанности компонента:

• убедиться, что узлы имеют одинаковый сетевой статус после создания блоков;
• блоки подают сигналы для связи с другими клиентами после получения подписей.

Результаты экспериментов Tychо

После публичного запуска тестовой сети в ноябре и добавления независимых узлов проверки Broxus выпустил несколько децентрализованных приложений.

• «Мы использовали DEX FlatQube и торговую площадку NFT Tokstok, кроме того, мы создали бота в Telegram, который производит тестовые токены. Для облегчения тестирования платформы был изменен кошелек SparX, что позволило пользователям проводить транзакции, которые были знакомы в сети, — объясняет Broxus.

Разработчики инициировали тесты, которые загружали различные значения TPS от 20 до 20 000 (при типичном значении 2000). Они считают, что эта интенсивность сохраняется на протяжении большей части времени работы тестовой сети, в то время как пользователи рынков DEX и NFT не испытывают никакого дискомфорта.

С начала публичного релиза команда Broxus выпустила пять выпусков, первый из которых был выпущен в апреле 2013 года:

• улучшение производительности;
• механизм пересмотра синхронизации узла в ответ на большую нагрузку;
• новый метод расчета импорта данных из консенсуса;
• процесс поддержания устойчивости ротатора.

По словам разработчиков, эти изменения увеличили стабильность тестнета, что делает его более удобной средой для пользователей при интенсивном использовании.

Какие действия в тестнете являются надлежащими?

Чтобы принять участие в тестнете, необходимо:

• создать учетную запись с кошельком SparX;
• выбрать тестнет Tycho в списке сетей.
• ввести команду /give и адрес кошелька в боте Tycho Testnet Giver Telegram. Бот передаст 1000 кредитов TYCHO.

Полные инструкции задокументированы на веб-сайте Broxus.

Помимо TYCHO, в тестнете есть и другие ресурсы. Пользователи могут обмениваться:

• Токенами USDТ (ttUSDT), USDС (ttUSDC), DАI (ttDAI) и Wаpped Tycho (WTYCHO), а также повысить ликвидность FlatQube DEX — все это примеры этого.
• NFT на бирже Tokstock.
• Broxus утверждает, что все взаимозаменяемые и невзаимозаменяемые активы в тестовой сети Tycho бесполезны.

Выводы

Broxus является значимой частью сообщества блокчейнов Everscale (ранее известного, как Free TON). В случае успеха Tyсho сможет значительно увеличить объем блоков TVM. Протокол гарантирует, что транзакции будут завершены менее чем за три секунды, а также поддержит стабильность сети, объяснил Броксус.

• Многие проблемы можно решить с помощью буфера DAG. Эта идея была впервые задумана в проекте Libra, а затем получила дальнейшее развитие в блоках Aptos и Sui, объясняет Броксус.

Разработчики инициировали тесты, которые загружали различные значения TPS от 20 до 20 000 (при типичном значении 2000). Они считают, что эта интенсивность сохраняется на протяжении большей части времени работы тестовой сети, в то время как пользователи рынков DEX и NFT не испытывают никакого дискомфорта.