Nel tentativo di rendere la blockchain più efficiente dal punto di vista energetico, equa e decentralizzata, una serie di nuovi protocolli utilizza algoritmi di consenso basati su Proof of Capacity (PoC), sostituendo gli algoritmi di mining esistenti.Sfruttare eccessivamente le risorse di calcolo significa utilizzare troppe risorse di sistema per l'archiviazione.
Il team di sviluppo di Subspace Network ha scoperto che il protocollo di consenso PoC stava affrontando una sfida strutturale piuttosto distinta, definita il "dilemma degli operatori" (dilemma del contadino), questo suggerisce che gli studi attuali non sono realmente compatibili con il meccanismo di incentivazione per le attività on-chain.
In poche parole, l'agricoltore deve decidere di allocare lo spazio di stoccaggio scarso tra (1) mantenere la cronologia e lo stato della catena o (2) massimizzare lo spazio di stoccaggio che può permettersi impegnandosi a fornire il protocollo di consenso. Solitamente i miner sceglieranno sempre quest'ultimo, da parte loro è meglio che il sistema funzioni sempre senza intoppi, mentre la cosa più rischiosa è lasciare il pool solo con poche persone fidate. .
Per risolvere questo dilemma, la società ha sviluppato Subspace, una blockchain PoC. In esso, i minatori non hanno bisogno di mantenere lo stato o la cronologia della catena, pur mantenendo gli attributi di sicurezza e i vantaggi decentralizzati di un nodo completo. Consensus in Subspace si basa su un archivio di prova della copia della storia della blockchain principale. I minatori memorizzano la cronologia collettiva, molte volte, con ogni persona che memorizza quante più copie possibile entro i limiti di archiviazione consentiti.
Il consenso e il calcolo vengono quindi separati, in modo che i miner debbano solo proporre un ordine per le transazioni, mentre i nodi in esecuzione mantengono lo stato e calcolano lo switch. Questa separazione riduce notevolmente l'archiviazione e la potenza di calcolo necessarie per far funzionare un nodo di mining, anche in un modello in stile Ethereum, consentendo un alto grado di partecipazione degli utenti alla rete di consenso, normale con hardware più mainstream.
Le blockchain in stile Nakamoto, come Bitcoin ed Ethereum, combinano la regola di scelta del fork della catena più lunga con un puzzle minerario PoW (Proof of Work) . Questi sistemi sono fondamentalmente sicuri, pur garantendo una vivace attività on-chain, con la maggior parte dei minatori molto onesti. A differenza degli algoritmi di consenso Byzantine Fault Tolerant (BFT), gli utenti possono partecipare alla rete senza autorizzazione e la scalabilità della catena è molto elevata.
Questi attributi sono lo standard su cui si basano tutti gli attuali protocolli di consenso blockchain. Sfortunatamente, la sicurezza di PoW ha un prezzo elevato in termini di energia. Tutto sommato, i minatori su Bitcoin ed Ethereum stanno attualmente consumando tanta energia quanto un paese di medie dimensioni, e questi numeri aumentano costantemente man mano che sempre più capitali affluiscono nel sistema. Ciò solleva l'importante questione se le criptovalute possano ottenere un'adozione di massa senza influire sul riscaldamento globale.
Inoltre, mentre il mining era originariamente concepito come un processo democratico ed equo, con una regola "una CPU un voto", è diventato rapidamente un processo altamente commerciale e ad alta concentrazione. Oggi, la partecipazione al mining di Bitcoin è stata sostituita da "ogni ASIC (dispositivo di mining di Bitcoin) è un voto", il che significa che ogni minatore deve anche avere accesso all'elettricità a basso costo.
Il mining di Ethereum ha un approccio alternativo che prevede l'applicazione di "una GPU per voto", ma richiede anche hardware speciale e tende ancora a concentrarsi nelle aree con i prezzi dell'elettricità più bassi. Ciò solleva un'altra importante domanda sul fatto che le criptovalute esistenti siano veramente decentralizzate o se stiamo semplicemente sostituendo una terza parte fidata (istituto finanziario). main) con un'altra parte (mining pool)?
Queste sfide hanno attirato diversi gruppi di hacker, ricercatori e ingegneri del software, che stanno cercando di progettare una blockchain sostenibile che sia fedele alla visione di Nakamoto di un futuro democratico e decentralizzato. La soluzione più famosa a questo problema è la Proof of Stake (PoS) , che utilizza un sistema di mining virtuale basato sulla propria ricchezza, secondo la regola che una moneta (o gettone) è un voto. Sebbene PoS risolva il problema della sostenibilità, non è in linea con la visione di Nakamoto. Invece, l'alternativa che offre ora richiede che gli utenti siano autorizzati a partecipare, e questo rappresenta anche una forte tendenza verso la centralizzazione.
In effetti, i sistemi PoS stanno amplificando l'attuale disparità ricchi-poveri nelle criptovalute, che è già significativamente maggiore della più alta disparità nella storia degli asset fiat a livello globale. Invece, ciò che serve oggi è un sistema di verifica crittografica di base, ad alta intensità di risorse, che è già ampiamente distribuito sul mercato e non richiede l'intervento di hardware specializzato.
Passiamo ora al concetto di archiviazione Proof of Capacity (PoC), che sostituisce il mining che abusa della potenza di calcolo con l'agricoltura di archiviazione, con voti fino a un singolo disco rigido. Un protocollo di consenso che si basa sui dischi rigidi sembra essere una soluzione praticabile, poiché l'hardware di archiviazione è stato a lungo strutturato come materiale di consumo, consuma energia trascurabile ed esiste pesantemente sui nostri dispositivi dell'utente finale. Infatti, implementare PoC in modo tale che non si ritorni a PoW, senza utilizzare un modello autorizzato, non è affatto semplice, come dimostra l'esiguo numero di catene che sono sopravvissute finora. Inoltre, tutti gli attuali progetti di blockchain PoC non riescono a risolvere un problema critico nel meccanismo che analizzeremo a breve.
Per definizione, possiamo vedere che in qualsiasi blockchain PoC, un minatore (agricoltore) è incentivato ad allocare quante più risorse di archiviazione possibili per il consenso. Mentre il contrario, vuole che tutti i nodi salvino lo spazio di archiviazione per mantenere sia lo stato corrente che la cronologia della blockchain. Questi requisiti contraddittori pongono una sfida per i minatori: si conformano al meccanismo desiderato del sistema, preservando lo stato e la storia della catena, o devono trovare un modo per massimizzare la quota della catena? il protocollo di consenso?
Di fronte a questo dilemma, i minatori sceglieranno sempre quest'ultimo, operando in modo fluido ed efficiente, ma allo stesso tempo degradando sia la sicurezza che il decentramento della rete. Ciò significa che qualsiasi blockchain PoC alla fine si fonderà in un grande pool di mining, a un ritmo ancora maggiore rispetto alle catene PoW e PoS.
Ricorda che in qualsiasi blockchain in stile Nakamoto, un nuovo nodo di consenso deve sincronizzare lo stato di una catena dall'origine, per essere certi che si trovi effettivamente sulla catena valida più lunga, il che implica essere sempre disponibile per avere la cronologia delle stringhe. Se la maggior parte dei nodi memorizza la cronologia, questi dati saranno sempre disponibili e la rete può essere considerata decentralizzata. Tuttavia, con il passare del tempo e l'aumento della cronologia, aumenta anche il carico di archiviazione su tutti i nodi e alcuni nodi possono scegliere di troncare la cronologia, memorizzando invece solo lo stato corrente della catena. . Questa tendenza era evidente nella rete Bitcoin già nel 2014.
Se i nodi completi non memorizzano la cronologia, i nuovi nodi devono fare affidamento su nodi di archiviazione o archivi dati di terze parti per la sincronizzazione iniziale, risultando in una rete più centralizzata. In una blockchain PoC, i minatori non ottengono nulla dall'archiviazione della cronologia, ma chiaramente potenzialmente perdono i premi dei blocchi durante l'esecuzione delle convalide. Soprattutto con il progredire della storia, sempre più dati devono essere archiviati sulle loro unità.
Per estendere la catena più lunga e addebitare transazioni valide, i minatori devono mantenere lo stato mnemonico della catena. Poiché lo stato è spesso troppo grande per essere tenuto in memoria, deve competere con la necessità di implementare il protocollo di consenso nel prezioso traffico del disco rigido. Sebbene forse insignificante per le sequenze a bassa velocità effettiva in stile UTXO, l'archiviazione dello stato ha senso per qualsiasi stringa in stile EVM o qualsiasi stringa orientata all'estensione della classe base.
Inoltre, tutti i minatori sono anche tenuti a calcolare la transizione di stato per ogni nuovo blocco come parte del processo di verifica, mentre il costo computazionale non è piccolo, contraddicendo il desiderio della variabile mineraria trasformata in un compito leggero. Il dilemma di questo minatore aggrava ulteriormente il dilemma del verificatore, aumentando il costo opportunità della verifica.
Se un minatore è disposto ad adottare un modello di sicurezza più debole, può entrare a far parte di un pool di mining attendibile in base al quale delegare la verifica delle transazioni e bloccare le funzioni proposte a un singolo operatore nodo.esecuzione, mentre i minatori si concentrano solo sulla valutazione dei blocchi. Ciò ha l'ulteriore vantaggio di ridurre significativamente il costo computazionale richiesto per partecipare al consenso, rendendolo ideale per molti piccoli minatori che utilizzano solo lo spazio di archiviazione inutilizzato sui propri computer di casa.
Quando un minatore trova una soluzione valida per il blocco, la sottopone al nodo operatore del pool, che conia un nuovo blocco in cambio di una quota del bonus di creazione del blocco. Finché la commissione è inferiore al costo opportunità della generazione di blocchi interni, un minatore ragionevole sceglierà sempre di partecipare a un pool. Nelle blockchain PoW, questa scelta è in gran parte dettata dal desiderio di una funzione di ricompensa più fluida, poiché a differenza dell'adesione a un pool di agricoltura, l'adesione a un pool di mining non aumenta il numero totale di condivisioni della ricompensa di una persona.
Il problema principale di questo modello è che non è decentralizzato. Sebbene l'hardware utilizzato nel protocollo di consenso effettivo sia altamente distribuito rispetto ai pool di mining PoW esistenti, i minatori sono ancora centralizzati in un punto, come i validatori nei protocolli PoS, autorizzati o nominati. Tuttavia, finora i sistemi PoS che prevedono pesanti sanzioni per illeciti hanno funzionato nella pratica.
Poiché i minatori nei modelli di pool funzionano meglio quando è leggero, la portata di minatori malintenzionati o collusivi è molto più alta che su una blockchain. Presumendo che la maggioranza degli operatori sia onesta, significa anche che la maggior parte dei nodi operativi è onesta. Se tale presupposto non è corretto, i minatori e la maggior parte degli utenti non saranno in grado di distinguere tra transazioni valide e fraudolente che si verificano nella catena più lunga, consentendo ai minatori di generare denaro dal nulla o spendere i soldi di operatori e utenti con le proprie intenzioni.
Il design delle blockchain PoC sembra essere bloccato al centro di questo dilemma. Da un lato, possiamo rinunciare all'obiettivo di fare in modo che i minatori conservino la cronologia, facendo tutto il possibile per ridurre al minimo l'onere della manutenzione dello stato in modo tale che il costo opportunità di eseguire un nodo completo sia ancora insignificante, in modo che i minatori meno motivati possano mettere in comune in un mining pool come quello sopra. Ciò si traduce in una struttura molto più restrittiva che esclude i contratti intelligenti con stato completo e anche la scalabilità della classe base è ridotta al minimo.
D'altra parte, possiamo abbandonare la visione di Nakamoto e accettare il consenso condiviso come uno svantaggio necessario, poiché la maggior parte delle blockchain è stata implementata nelle comunità PoW e PoS, mentre almeno possibile siamo felici del fatto che la partecipazione sia ora equa e sostenibile.
In questo progetto, TraderH4 presenterà una terza opzione che rompe il dilemma dei minatori, senza sacrificare la sicurezza o il decentramento della rete, organizzata come segue:
Per concretizzarsi, TraderH4 dimostrerà come Subspace si avvicina a questa soluzione in un modello Polkadot di una blockchain completa basata su account programmabile che impegna periodicamente lo stato di tutti gli account nell'intestazione del blocco. , sebbene riteniamo che molte delle tecniche proposte da questo progetto possano essere generalmente applicato a qualsiasi blockchain in stile Nakamoto.
Subspace Network è un prodotto incentrato su Polkadot realizzato da Subspace Labs (con sede nella San Francisco Bay Area, nella Silicon Valley e sulla costa occidentale). L'iniziativa del progetto basato sulla ricerca, originariamente finanziata dalla US National Science Foundation nel 2018, è attualmente in fase di realizzazione utilizzando il framework Substrate. Subspace è composto da un team di sviluppo globale che include hacker di protocollo, sviluppatori di blockchain e ingegneri del software. Il loro obiettivo è affrontare le sfide sistemiche nello spazio blockchain per quanto riguarda la sostenibilità, la scalabilità e l'equità in modo che l'industria delle criptovalute possa tornare alle sue radici decentralizzate. .
Subspace è la prima blockchain PoC a risolvere il dilemma dei minatori, un insieme di complesse sfide progettuali di meccanismi che dimostrano che le attuali blockchain PoC non sono realmente compatibili con la generazione della motivazione a unirsi alla rete per gli utenti.
Il dilemma dei minatori impone che, in qualsiasi blockchain PoC, un nodo di consenso debba scegliere tra mantenere lo stato e la cronologia della blockchain o massimizzare la quantità di spazio su cui si impegna vincolante per il protocollo di consenso. In altre parole, a differenza delle reti PoW e PoS, le reti PoC non hanno forti incentivi finanziari per gli utenti a gestire un nodo completo, portando a una situazione più centralizzata.
Nell'ecosistema Polkadot, Subspace risolve 03 problemi importanti:
Proof of Capacity (PoC) è la principale alternativa ai protocolli di consenso basati su Proof of Work (PoW) e Proof of Stake (PoS). In una blockchain PoC, l'estrazione abusiva di potenza di calcolo viene sostituita da un'agricoltura intensiva che utilizza l'archiviazione (dischi rigidi). Il vantaggio principale è il mining a risparmio energetico (rispettoso dell'ambiente e sostenibile), pur mantenendo le stesse caratteristiche di sicurezza del PoW rispetto al PoS. Il mining è anche resistente agli ASIC, consentendo agli utenti ordinari di partecipare al consenso con l'hardware mainstream, sebbene ciò dipenda fortemente dall'implementazione sottostante della prova di partecipazione.
Usando Substrate, Subspace sarà un parachain su Polkadot. Substrate supporta protocolli di consenso che possono essere facilmente integrati e offre diversi algoritmi attualmente popolari: Proof of Stake, Proof of Authority e Proof of Work (Proof of Work). Grazie alla sovvenzione W3F Grants, il progetto Subspace è stato in grado di espandere l'elenco precedente per supportare più Proof of Capacity. Per raggiungere questo obiettivo, Subspace ha sviluppato una serie di moduli Substrate, che supportano il protocollo di consenso PoC. Questi moduli sono progettati per fungere da livello middleware tra il PoC sottostante e il Substrate Pallet, definendo in modo globale la logica specifica della catena.
Di recente, Subspace ha offerto Spartan V3 focalizzato sugli analisti della sicurezza, ecco alcune ipotesi:
Subspace Labs Inc
Subspace Labs è una società decentralizzata specializzata nella ricerca e nello sviluppo del progetto Subspace Network. Sebbene abbiano sede a Palo Alto, California, USA, sono un team di sviluppo globale e remoto con una formazione iniziale di hacker di protocollo e appassionati di crittografia.
Il progetto Subspace è partito qualche anno fa con l'idea di una rete Layer 2, adatta a costruire applicazioni decentralizzate su larga scala. Nel processo, il team si è reso conto che il problema fondamentale nello spazio crittografico risiede nella progettazione di un livello equo e sostenibile, pur rimanendo sicuro e decentralizzato. Esaminando molti altri progetti, il team di sviluppo ha ritenuto che tutte le soluzioni esistenti e proposte fossero inadeguate. Hanno passato gli ultimi anni a fare ricerche per progettare e sviluppare da zero un nuovo protocollo in linea con questi ideali.
Subspace Network è un protocollo di livello 0 che è completamente interoperabile con qualsiasi livello, consentendogli di fungere da livello di infrastruttura per l'intero ecosistema Web 3.0. Basato su anni di ricerca e sviluppo, Subspace è il primo protocollo che risolve veramente i tre dilemmi blockchain, fornendo una piattaforma aperta e scalabile sia per l'archiviazione che per il calcolo. Subspace sta attualmente supportando Polkadot, Kusama e altre reti nel prossimo futuro.
Team di sviluppo
I due co-fondatori del progetto Subspace Network sono Jeremiah Wagstaff e Nazar Mokrynskyi.
Jeremiah Wagstaff , originario di Palo Alto, California, Stati Uniti, è un veterano militare con più di otto anni di servizio nella Guardia Nazionale del Texas. Prima di entrare nell'esercito, ha difeso con successo il suo dottorato in scienze nel 2006
Jeremiah Wagstaff ha iniziato a lavorare presso Subspace Labs da aprile 2018 fino ad oggi, come co-fondatore e CEO. In precedenza, ha anche fondato e gestito Omni Builds, Board Game Island e 3rdeye MobileVision.
Era anche uno degli hacker veterani nel campo dell'irruzione nei protocolli. Jeremiah è anche un imprenditore di talento e paziente con una straordinaria miscela di business e intelligenza tecnologica. Il suo lavoro nel corso degli anni aiuta gli utenti ad assumere la proprietà dei propri dati in modo che possano diventare essi stessi produttori e consumatori di servizi peer-to-peer.
Sta costruendo tecnologie che consentono alle persone di aiutarsi a vicenda senza cercare un'altra terza parte. È anche qualcuno che ha un approccio pragmatico allo sviluppo tecnologico, mantenendo sempre un certo scetticismo sulla fattibilità e sulle intenzioni delle tecnologie e degli standard di sicurezza emergenti di oggi.
Nazar Mokrynskyi , nativo di Kiev, Kyyivs'ka Oblast', Ucraina. Si è laureato in tecnologia dell'automazione e ha lasciato la National Aviation University dell'Ucraina nel 2014, quando stava per laurearsi, per avviare un'azienda.
Nazar Mokrynskyi è in Subspace Labs dall'agosto 2018 con l'attuale posizione di co-fondatore e chief technology officer. Inoltre, in precedenza ha co-fondato, ha lavorato come chief technology officer e ingegnere di sviluppo backend e frontend presso Ecoisme. Prima di entrare a far parte di Subspace Labs, è stato capo ingegnere del software, guidando il team della società Restream per più di 3 anni.
Da luglio 2010 a gennaio 2020, Nazar è stato anche membro del team CleverStyle con la passione per l'hacking di progetti web open source e alcuni strumenti di amministrazione del sistema.
Il progetto di rete decentralizzata Detox e altre tecnologie sottostanti come ES-DHT e Ronion sono forse le cose più interessanti della tecnologia che ha costruito. Inoltre, Nazar ha migliorato molti strumenti come Emscripten e ha portato diversi strumenti crittografici alla comunità open source (dal contributo a librerie popolari come jQuery e persino al kernel Linux) rendendo la piattaforma web capace di sviluppo per tutti i tipi delle applicazioni.
Altri membri e mentori del team di sviluppo di Subspace Labs
Subspace Labs ha raccolto un totale di $ 4,5 milioni di finanziamenti dopo due round. Il loro ultimo finanziamento è stato raccolto il 02/06/2021 dal seed round. Subspace Labs è finanziato da 14 investitori. NEO Global Capital (NGC) e Cabin VC sono gli investitori più recenti.
In cui, gli investitori che partecipano a 02 round sono:
Attualmente, il progetto Subspace Network sta eseguendo backup per tutti i nuovi blocchi in tutta la rete Kusama come forma di servizio alla comunità, contribuendo all'ulteriore sviluppo dell'ecosistema.
Le reti che sono state ospitate su Aries Testnet includono:
Il piano di sviluppo del progetto comprenderà 3 fasi della rete:
Tramite un meccanismo di consenso attraverso la Prova di capacità, Subspace consente agli utenti di unirsi alla rete veramente decentralizzata, più equa e rispettosa dell'ambiente. In esso, le persone possono "votare con il proprio disco rigido", invece di "votare con CPU/GPU" o "votare con denaro", con l'attuale situazione dei dispositivi di archiviazione che gradualmente raggiunge la maggior parte degli utenti perché sta diventando più economica. Grazie a un meccanismo di sfida dal design unico, Subspace risolve il dilemma dei minatori disaccoppiando i processi di consenso e calcolo. Inoltre, Subspace offre agli utenti un modo semplice per incorporare i dati direttamente in una transazione in memoria decentralizzata scalabile per applicazioni basate su blockchain.
Se i lettori desiderano maggiori informazioni sul progetto Subspace Network, visita i canali di comunicazione del progetto:
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