Dans un effort pour rendre la blockchain plus économe en énergie, équitable et décentralisée, un certain nombre de nouveaux protocoles utilisent des algorithmes de consensus basés sur la preuve de capacité (PoC), remplaçant les algorithmes de minage existants.La surexploitation des ressources informatiques signifie l'utilisation de trop de ressources système pour le stockage.
L'équipe de développement de Subspace Network a constaté que le protocole de consensus PoC était confronté à un défi structurel assez distinct, appelé le « dilemme des opérateurs » (dilemme de l'agriculteur), ce qui suggère que les études actuelles ne sont pas vraiment compatibles avec le mécanisme d'incitation pour les activités en chaîne.
En termes simples, l'agriculteur doit décider d'allouer le stockage rare entre (1) le maintien de l'historique et de l'état de la chaîne, ou (2) la maximisation de l'espace de stockage qu'il peut se permettre de s'engager à fournir pour le protocole de consensus. Habituellement, les mineurs choisiront toujours ce dernier, il est préférable pour leur part que le système fonctionne toujours sans heurts, alors que le plus risqué est de quitter le pool avec seulement quelques personnes de confiance. .
Pour résoudre ce dilemme, la société a développé Subspace - une blockchain PoC. Dans ce document, les mineurs n'ont pas besoin de maintenir l'état ou l'historique de la chaîne, tout en conservant les attributs de sécurité et les avantages décentralisés d'un nœud complet. Consensus in Subspace est basé sur une archive de preuve de copie de l'historique de la blockchain principale. Les mineurs stockent l'histoire collective, plusieurs fois, chaque personne stockant autant de copies que possible dans les limites de stockage autorisées.
Le consensus et le calcul sont alors séparés, de sorte que les mineurs n'ont qu'à proposer un ordre pour les transactions, tandis que les nœuds d'exécution maintiennent l'état et calculent le commutateur. Cette séparation réduit considérablement le stockage et la puissance de calcul nécessaires pour faire fonctionner un nœud de minage, même dans un modèle de style Ethereum, permettant un degré élevé de participation des utilisateurs dans le réseau de consensus normal avec du matériel plus courant.
Les chaînes de blocs de style Nakamoto, telles que Bitcoin et Ethereum, combinent la règle de choix de fourchette la plus longue avec un puzzle minier PoW (Proof of Work) . Ces systèmes sont fondamentalement sécurisés, tout en garantissant une activité en chaîne dynamique, la majorité des mineurs étant très honnêtes. Contrairement aux algorithmes de consensus Byzantine Fault Tolerant (BFT), les utilisateurs peuvent participer au réseau sans autorisation et l'évolutivité de la chaîne est très élevée.
Ces attributs sont la norme sur laquelle s'appuient tous les protocoles de consensus actuels de la blockchain. Malheureusement, la sécurité de PoW a un prix élevé en termes d'énergie. Dans l'ensemble, les mineurs sur Bitcoin et Ethereum consomment actuellement autant d'énergie qu'un pays de taille moyenne, et ces chiffres augmentent régulièrement à mesure que de plus en plus de capitaux affluent dans le système. Cela soulève la question importante de savoir si les crypto-monnaies peuvent être adoptées en masse sans affecter le réchauffement climatique.
De plus, alors que l'exploitation minière était à l'origine envisagée comme un processus démocratique et égalitaire, avec une règle « un processeur, un vote », elle est rapidement devenue une concentration hautement commerciale et élevée. Aujourd'hui, la participation au minage de Bitcoin a été remplacée par "chaque ASIC (dispositif de minage de Bitcoin) est un vote", ce qui signifie que chaque mineur doit également avoir accès à de l'électricité à faible coût.
L'exploitation minière d'Ethereum a une approche alternative consistant à appliquer "un GPU par vote", mais nécessite également un matériel spécial et a toujours tendance à être concentrée dans les zones où les prix de l'électricité sont les plus bas. Cela soulève une autre question importante à savoir si les crypto-monnaies existantes sont vraiment décentralisées, ou si nous remplaçons simplement un tiers de confiance (institution financière principale) par un autre (pool de minage) ?
Ces défis ont attiré divers groupes de hackers, de chercheurs et d'ingénieurs en logiciel, qui cherchent à concevoir une blockchain durable fidèle à la vision de Nakamoto d'un avenir démocratique et décentralisé plus ciblé. La solution la plus célèbre à ce problème est le Proof of Stake (PoS) , qui utilise un système de minage virtuel basé sur sa richesse, selon la règle selon laquelle une pièce (ou jeton) vaut un vote. Bien que le PoS résolve le problème de la durabilité, il ne correspond pas à la vision de Nakamoto. Au lieu de cela, l'alternative qu'il propose nécessite désormais que les utilisateurs soient autorisés à participer, ce qui représente également une forte tendance à la centralisation.
En fait, les systèmes PoS amplifient la disparité existante entre les riches et les pauvres dans les crypto-monnaies, qui est déjà nettement plus grande que la disparité la plus élevée de l'histoire des actifs fiduciaires à l'échelle mondiale. Au lieu de cela, ce dont on a besoin aujourd'hui, c'est d'un système de vérification cryptographique de base, gourmand en ressources, déjà largement distribué sur le marché et ne nécessitant pas l'intervention de matériel spécialisé.
Passons maintenant au concept de stockage Proof of Capacity (PoC), qui remplace le minage qui abuse de la puissance de calcul par le stockage agricole, avec jusqu'à un seul disque dur. Un protocole de consensus qui s'appuie sur les disques durs semble être une solution viable, car le matériel de stockage a longtemps été structuré comme un consommable, consomme une énergie négligeable, et existe fortement sur nos appareils d'utilisateur final. En fait, mettre en œuvre le PoC de manière à ne pas revenir au PoW, sans utiliser un modèle autorisé, n'est pas simple du tout, comme en témoigne le petit nombre de chaînes qui ont survécu jusqu'à présent. De plus, toutes les conceptions actuelles de blockchain PoC ne parviennent pas à résoudre un problème critique dans le mécanisme que nous analyserons sous peu.
Par définition, nous pouvons voir que dans toute blockchain PoC, un mineur (agriculteur) est incité à allouer autant de ressources de stockage que possible pour un consensus. Alors que l'inverse, veut que tous les nœuds économisent du stockage pour maintenir à la fois l'état actuel et l'historique de la blockchain. Ces exigences contradictoires posent un défi aux mineurs : se conforment-ils au mécanisme souhaité du système, en préservant l'état et l'historique de la chaîne, ou doivent-ils trouver un moyen de maximiser la part de la chaîne ? le protocole de consensus ?
Face à ce dilemme, les mineurs choisiront toujours ce dernier, fonctionnant de manière fluide et efficace, mais en même temps dégradant à la fois la sécurité et la décentralisation du réseau. Cela signifie que toute blockchain PoC finira par fusionner en un seul grand pool minier, à un rythme encore plus élevé que les chaînes PoW et PoS.
Rappelons que dans toute blockchain de style Nakamoto, un nouveau nœud de consensus doit synchroniser l'état d'une chaîne depuis l'origine, pour être assuré qu'ils sont bien sur la chaîne valide la plus longue, ce qui implique d'être disponible à tout moment et d'avoir l'historique des chaînes. Si la majorité des nœuds stockent l'historique, ces données seront toujours disponibles et le réseau peut être considéré comme décentralisé. Cependant, à mesure que le temps passe et que l'historique augmente, la charge de stockage sur tous les nœuds augmente également, et certains nœuds peuvent choisir de tronquer l'historique, en ne stockant que l'état actuel de la chaîne à la place. . Cette tendance était évidente dans le réseau Bitcoin dès 2014.
Si les nœuds complets ne stockent pas l'historique, les nouveaux nœuds doivent s'appuyer sur des nœuds de stockage ou des magasins de données tiers pour la synchronisation initiale, ce qui se traduit par un réseau plus centralisé. Dans une blockchain PoC, les mineurs ne gagnent rien à stocker l'historique, mais perdent clairement potentiellement des récompenses de bloc lors de l'exécution de validations. Surtout à mesure que l'histoire progresse, de plus en plus de données doivent être stockées sur leurs disques.
Afin d'étendre la chaîne la plus longue et de facturer les transactions valides, les mineurs doivent maintenir l'état mnémonique de la chaîne. Étant donné que l'état est souvent trop volumineux pour être conservé en mémoire, il doit concurrencer la nécessité d'implémenter un protocole de consensus dans le précieux trafic du disque dur. Bien que peut-être insignifiant pour les séquences à faible débit de style UTXO, le stockage d'état a du sens pour toute chaîne de style EVM ou toute chaîne orientée vers l'extension de la classe de base.
De plus, tous les mineurs sont également tenus de calculer la transition d'état pour chaque nouveau bloc dans le cadre du processus de vérification, alors que le coût de calcul n'est pas faible, ce qui contredit le souhait de la variable minière transformée en une tâche légère. Ce dilemme du mineur exacerbe encore le dilemme du vérificateur, en augmentant le coût d'opportunité de la vérification.
Si un mineur est prêt à adopter un modèle de sécurité plus faible, il peut rejoindre un pool de minage de confiance dans lequel il délègue la vérification des transactions et bloque les fonctions proposées à un seul nœud opérateur d'exécution, tandis que les mineurs se concentrent uniquement sur l'évaluation des blocs. Cela a l'avantage supplémentaire de réduire considérablement le coût de calcul requis pour participer au consensus, ce qui le rend idéal pour de nombreux petits mineurs qui n'utilisent que l'espace de stockage inutilisé sur leurs ordinateurs personnels.
Lorsqu'un mineur trouve une solution valide au bloc, il la soumet au nœud opérateur du pool, qui créera un nouveau bloc en échange d'une part du bonus de création de bloc. Tant que les frais sont inférieurs au coût d'opportunité de la génération de blocs internes, un mineur raisonnable choisira toujours de participer à un pool. Dans les blockchains PoW, ce choix est largement dicté par le désir d'une fonction de récompense plus fluide, puisque contrairement à rejoindre un pool de farm, rejoindre un pool de minage n'augmente pas le nombre total d'actions de récompense d'une personne.
Le principal problème de ce modèle est qu'il n'est pas décentralisé. Bien que le matériel utilisé dans le protocole de consensus actuel soit hautement distribué par rapport aux pools de minage PoW existants, les mineurs sont toujours centralisés en un seul endroit, comme les validateurs dans les protocoles PoS autorisés ou nommés. Cependant, les systèmes PoS qui prévoient au moins de lourdes sanctions pour les actes répréhensibles ont jusqu'à présent fonctionné dans la pratique.
Étant donné que les mineurs dans les modèles de pool fonctionnent mieux lorsqu'ils sont légers, la portée des mineurs malveillants ou de collusion est beaucoup plus élevée que sur une blockchain particulière. En supposant que la majorité des opérateurs sont honnêtes, cela signifie également que la plupart des nœuds d'exploitation sont honnêtes. Si cette hypothèse est incorrecte, les mineurs et la plupart des utilisateurs ne seront pas en mesure de faire la distinction entre les transactions valides et frauduleuses se produisant dans la chaîne la plus longue, permettant aux mineurs de générer de l'argent à partir de nulle part, ou de dépenser l'argent des opérateurs et des utilisateurs avec leurs propres intentions.
La conception des blockchains PoC semble être coincée au cœur de ce dilemme. D'une part, nous pouvons renoncer à l'objectif de conserver l'historique des mineurs, tout en faisant tout notre possible pour minimiser le fardeau de la maintenance de l'état, de sorte que le coût d'opportunité de l'exécution d'un nœud complet soit encore insignifiant, de sorte que les mineurs moins motivés peuvent mettre en commun dans un pool minier comme celui ci-dessus. Cela se traduit par une structure beaucoup plus restrictive qui exclut les contrats intelligents avec un état complet, et même l'évolutivité de la classe de base est minimisée.
D'un autre côté, nous pouvons abandonner la vision de Nakamoto et accepter le consensus commun comme un inconvénient nécessaire, car la majorité des blockchains ont été mises en œuvre dans les communautés PoW et PoS, tout en étant au moins ravis du fait que la participation est désormais équitable et durable.
Dans ce projet, TraderH4 présentera une troisième option qui brise le dilemme des mineurs, sans sacrifier la sécurité ou la décentralisation du réseau, organisée comme suit :
Pour se concrétiser, TraderH4 démontrera comment Subspace aborde cette solution dans un modèle Polkadot d'une chaîne de blocs programmable complète basée sur des comptes qui valide périodiquement l'état de tous les comptes dans l'en-tête de bloc, bien que nous pensons que bon nombre des techniques proposées par ce projet peuvent être généralement appliqué à toute blockchain de style Nakamoto.
Subspace Network est un produit axé sur Polkadot construit par Subspace Labs (basé dans la baie de San Francisco, la Silicon Valley et la côte ouest). L'initiative de projet basée sur la recherche, financée à l'origine par la US National Science Foundation en 2018, est actuellement en cours de construction à l'aide du cadre Substrate. Subspace est composé d'une équipe de développement mondiale qui comprend des pirates de protocole, des développeurs de chaînes de blocs et des ingénieurs en logiciel. Leur objectif est de relever les défis systémiques dans l'espace blockchain concernant la durabilité, l'évolutivité et l'équité afin que l'industrie de la cryptographie puisse revenir à ses racines décentralisées. .
Subspace est la première blockchain PoC à résoudre le dilemme des mineurs, un ensemble de défis de conception complexes de mécanismes qui montrent que les blockchains PoC actuelles ne sont pas vraiment compatibles avec la motivation à rejoindre le réseau pour les utilisateurs.
Le dilemme des mineurs dicte que, dans toute blockchain PoC, un nœud de consensus doit choisir entre maintenir l'état et l'historique de la blockchain ou maximiser la quantité d'espace qu'il engage pour le protocole de consensus. En d'autres termes, contrairement aux réseaux PoW et PoS, les réseaux PoC n'ont pas de fortes incitations financières pour que les utilisateurs exploitent un nœud complet, ce qui conduit à une situation plus centralisée.
Dans l'écosystème Polkadot, Subspace résout 03 problèmes importants :
La preuve de capacité (PoC) est la principale alternative aux protocoles de consensus basés sur la preuve de travail (PoW) et la preuve de participation (PoS). Dans une blockchain PoC, le minage abusif de la puissance de calcul est remplacé par une agriculture intensive qui utilise le stockage (disques durs). Le principal avantage est le minage économe en énergie (respectueux de l'environnement et durable), tout en conservant les mêmes caractéristiques de sécurité que le PoW que le PoS. L'exploitation minière est également résistante aux ASIC, permettant aux utilisateurs ordinaires de participer à un consensus avec le matériel grand public, bien que cela dépende fortement de l'implémentation sous-jacente de la preuve de participation.
En utilisant Substrate, Subspace sera une parachain sur Polkadot. Substrate prend en charge les protocoles de consensus facilement intégrables et propose plusieurs algorithmes actuellement en vogue : Proof of Stake, Proof of Authority et Proof of Work (Proof of Work). Grâce à la subvention W3F Grants, le projet Subspace a pu élargir la liste ci-dessus pour prendre en charge davantage de preuves de capacité. Pour atteindre cet objectif, Subspace a développé un ensemble de modules Substrate, qui prennent en charge le protocole de consensus PoC. Ces modules sont conçus pour agir comme une couche intermédiaire entre le PoC sous-jacent et la palette de substrat, définissant globalement la logique spécifique à la chaîne.
Récemment, Subspace a proposé Spartan V3 axé sur les analystes de sécurité, voici quelques hypothèses :
Laboratoires Subspace Inc
Subspace Labs est une société décentralisée spécialisée dans la recherche et le développement du projet Subspace Network. Bien qu'ils soient basés à Palo Alto, en Californie, aux États-Unis, ils forment une équipe de développement mondiale à distance avec une première équipe de pirates de protocole et de passionnés de cryptographie.
Le projet Subspace a démarré il y a quelques années avec l'idée d'un réseau de couche 2, adapté à la construction d'applications décentralisées à grande échelle. Au cours du processus, l'équipe s'est rendu compte que le problème fondamental dans l'espace crypto réside dans la conception d'une couche équitable et durable, tout en restant sécurisée et décentralisée. En examinant de nombreux autres projets, l'équipe de développement a estimé que toutes les solutions existantes et proposées étaient inadéquates. Ils ont passé les dernières années à faire des recherches, à concevoir et à développer un nouveau protocole à partir de zéro qui s'aligne sur ces idéaux.
Subspace Network est un protocole de couche 0 entièrement interopérable avec n'importe quelle couche, ce qui lui permet de servir de couche d'infrastructure pour l'ensemble de l'écosystème Web 3.0. Basé sur des années de recherche et développement, Subspace est le premier protocole qui résout véritablement les trois dilemmes de la blockchain, fournissant une plate-forme ouverte et évolutive pour le stockage et le calcul. Subspace prend actuellement en charge Polkadot, Kusama et d'autres réseaux dans un avenir proche.
Équipe de développement
Les deux co-fondateurs du projet Subspace Network sont Jeremiah Wagstaff et Nazar Mokrynskyi.
Jeremiah Wagstaff , originaire de Palo Alto, Californie, États-Unis, est un vétéran militaire avec plus de huit ans de service dans la Garde nationale du Texas. Avant d'entrer dans l'armée, il a soutenu avec succès son doctorat ès sciences en 2006
Jeremiah Wagstaff a commencé à travailler chez Subspace Labs d'avril 2018 à aujourd'hui, en tant que co-fondateur et PDG. Auparavant, il a également fondé et dirigé Omni Builds, Board Game Island et 3rdeye MobileVision.
Il était également l'un des hackers vétérans dans le domaine de la rupture des protocoles. Jeremiah est également un entrepreneur talentueux et patient avec un mélange remarquable d'intelligence commerciale et technologique. Son travail au fil des ans aide les utilisateurs à s'approprier leurs données afin qu'ils puissent devenir eux-mêmes producteurs et consommateurs de services peer-to-peer.
Il développe des technologies qui permettent aux gens de s'entraider sans chercher un autre tiers. Il est également quelqu'un avec une approche pratique du développement technologique, gardant toujours un certain scepticisme quant à la faisabilité et aux intentions des technologies et des normes de sécurité émergentes d'aujourd'hui.
Nazar Mokrynskyi , originaire de Kiev, Kyyivs'ka Oblast', Ukraine. Il s'est spécialisé en technologie d'automatisation et a quitté l'Université nationale de l'aviation d'Ukraine en 2014 alors qu'il était sur le point d'obtenir son diplôme pour créer une entreprise.
Nazar Mokrynskyi travaille chez Subspace Labs depuis août 2018 avec le poste actuel de co-fondateur et directeur de la technologie. De plus, il a précédemment co-fondé, travaillé comme directeur de la technologie et ingénieur de développement backend et frontend chez Ecoisme. Avant de rejoindre Subspace Labs, il était ingénieur logiciel en chef, dirigeant l'équipe de la société Restream pendant plus de 3 ans.
De juillet 2010 à janvier 2020, Nazar a également été membre de l'équipe CleverStyle avec une passion pour le piratage de projets Web open source et certains outils d'administration système.
Le projet de réseau décentralisé Detox et les technologies sous-jacentes supplémentaires telles que ES-DHT et Ronion sont peut-être les éléments les plus intéressants de la technologie qu'il a construite. De plus, Nazar a amélioré de nombreux outils comme Emscripten et a apporté plusieurs outils cryptographiques à la communauté open source (en contribuant à des bibliothèques populaires comme jQuery et même le noyau Linux) en cours de route, rendant la plate-forme Web capable de développement pour toutes sortes. de candidatures.
Autres membres de l'équipe de développement et mentors de Subspace Labs
Subspace Labs a levé un total de 4,5 millions de dollars de financement après deux tours. Leur dernier financement a été levé le 02/06/2021 à partir du tour de table. Subspace Labs est financé par 14 investisseurs. NEO Global Capital (NGC) et Cabin VC sont les investisseurs les plus récents.
Dans lequel, les investisseurs participant aux 02 tours sont :
Actuellement, le projet Subspace Network effectue des sauvegardes pour tous les nouveaux blocs du réseau Kusama en tant que forme de service communautaire, contribuant au développement ultérieur de l'écosystème.
Les réseaux qui ont été hébergés sur le Aries Testnet incluent :
Le plan de développement du projet comprendra 3 phases du réseau :
Par un mécanisme de consensus via la preuve de capacité, Subspace permet aux utilisateurs de rejoindre le réseau véritablement décentralisé, le plus équitable et le plus respectueux de l'environnement. Dans ce document, les gens peuvent «voter avec leur propre disque dur», au lieu de «voter avec CPU/GPU» ou «voter avec de l'argent», la situation actuelle des périphériques de stockage atteignant progressivement la majorité des utilisateurs car cela devient moins cher. Grâce à un mécanisme de défi de conception unique, Subspace résout le dilemme des mineurs en découplant les processus de consensus et de calcul. De plus, Subspace offre aux utilisateurs un moyen simple d'intégrer des données directement dans une transaction en mémoire décentralisée évolutive pour les applications basées sur la blockchain.
Si les lecteurs veulent plus d'informations sur le projet Subspace Network, visitez les canaux de communication du projet :
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