Em um esforço para tornar o blockchain mais eficiente em termos de energia, equitativo e descentralizado, vários novos protocolos usam algoritmos de consenso baseados em Proof of Capacity (PoC), substituindo algoritmos de mineração existentes. Superexplorar recursos de computação significa usar muitos recursos do sistema para armazenamento.
A equipe de desenvolvimento da Subspace Network descobriu que o protocolo de consenso PoC estava enfrentando um desafio estrutural bastante distinto, denominado “dilema dos operadores” (dilema do fazendeiro), o que sugere que os estudos atuais não são realmente compatíveis com o mecanismo de incentivo para atividades on-chain.
Simplificando, o agricultor deve decidir alocar o armazenamento escasso entre (1) manter o histórico e o estado da cadeia ou (2) maximizar o espaço de armazenamento que pode pagar, comprometido em fornecer o protocolo de consenso. Normalmente, os mineradores sempre escolherão o último, é melhor para eles que o sistema sempre funcione sem problemas, enquanto o mais arriscado é deixar o pool com apenas algumas pessoas confiáveis. .
Para resolver esse dilema, a empresa desenvolveu o Subspace – um blockchain PoC. Nele, os mineradores não precisam manter o estado ou o histórico da cadeia, mantendo os atributos de segurança e os benefícios descentralizados de um nó completo. O Consensus in Subspace é baseado em um arquivo de prova de cópia da história do blockchain principal. Os mineradores armazenam o histórico coletivo muitas vezes, com cada pessoa armazenando o máximo de cópias possível dentro dos limites de armazenamento permitidos.
O consenso e a computação são então separados, de modo que os mineradores precisam apenas propor uma ordem para transações, enquanto os nós de execução mantêm o estado e calculam a troca. Essa separação reduz bastante o armazenamento e o poder computacional necessários para operar um nó de mineração, mesmo em um modelo estilo Ethereum, permitindo um alto grau de participação do usuário na rede de consenso. normal com hardware mais convencional.
Blockchains estilo Nakamoto, como Bitcoin e Ethereum, combinam a regra de escolha de bifurcação de cadeia mais longa com um quebra-cabeça de mineração PoW (Proof of Work) . Esses sistemas são fundamentalmente seguros, ao mesmo tempo em que garantem atividades vibrantes na cadeia, com a maioria dos mineradores sendo altamente honestos. Ao contrário dos algoritmos de consenso tolerantes a falhas bizantinas (BFT), os usuários podem participar da rede sem permissão e a escalabilidade da cadeia é muito alta.
Esses atributos são o padrão sobre o qual todos os protocolos de consenso de blockchain atuais estão sendo construídos. Infelizmente, a segurança do PoW tem um preço alto em termos de energia. Ao todo, os mineradores de Bitcoin e Ethereum estão atualmente consumindo tanta energia quanto um país de tamanho médio, e esses números aumentam constantemente à medida que mais e mais capital flui para o sistema. Isso levanta a importante questão de saber se as criptomoedas podem alcançar a adoção em massa sem afetar o aquecimento global.
Além disso, embora a mineração tenha sido originalmente concebida como um processo democrático e igualitário, com uma regra de “uma CPU, um voto”, ela rapidamente se tornou um processo altamente comercial e de alta concentração. Hoje, a participação na mineração Bitcoin foi substituída por “cada ASIC (dispositivo de mineração Bitcoin) é um voto”, o que significa que cada minerador também deve ter acesso a eletricidade de baixo custo.
A mineração de Ethereum tem uma abordagem alternativa de aplicar “uma GPU por voto”, mas também requer hardware especial e ainda tende a se concentrar em áreas com os preços de eletricidade mais baixos. Isso levanta outra questão importante sobre se as criptomoedas existentes são realmente descentralizadas ou se estamos simplesmente substituindo um terceiro confiável (instituição financeira) por outro (pool de mineração)?
Esses desafios têm atraído diversos grupos de hackers, pesquisadores e engenheiros de software, que buscam projetar um blockchain sustentável que seja fiel à visão de Nakamoto de um futuro democrático e descentralizado. A solução mais famosa para esse problema é o Proof of Stake (PoS) , que usa um sistema de mineração virtual baseado na riqueza de alguém, de acordo com a regra de que uma moeda (ou token) é um voto. Embora o PoS resolva o problema da sustentabilidade, ele não se alinha com a visão de Nakamoto. Em vez disso, a alternativa que oferece agora exige que os usuários sejam autorizados a participar, o que também representa uma forte tendência à centralização.
Na verdade, os sistemas PoS estão ampliando a disparidade existente entre ricos e pobres nas criptomoedas, que já é significativamente maior do que a maior disparidade na história dos ativos fiduciários globalmente. ricos ficam mais ricos. Em vez disso, o que é necessário hoje é um sistema de verificação criptográfica básico e intensivo em recursos que já seja amplamente distribuído no mercado e não requeira a intervenção de hardware especializado.
Agora, para o conceito de armazenamento Proof of Capacity (PoC), que substitui a mineração que está abusando do poder de computação pelo cultivo de armazenamento, com até um único disco rígido. Um protocolo de consenso que depende de discos rígidos parece ser uma solução viável, pois o hardware de armazenamento há muito é estruturado como consumível, consome energia insignificante e existe fortemente em nossos dispositivos. Na verdade, implementar PoC de forma que não volte para PoW, sem usar um modelo permissionado, não é nada simples, como evidenciado pelo pequeno número de chains que sobreviveram até agora. Além disso, todos os projetos atuais de blockchain PoC falham em resolver um problema crítico no mecanismo que analisaremos em breve.
Por definição, podemos ver que em qualquer blockchain PoC, um minerador (agricultor) é incentivado a alocar tantos recursos de armazenamento quanto possível para consenso. Enquanto o oposto, deseja que todos os nós economizem armazenamento para manter o estado atual e o histórico do blockchain. Esses requisitos contraditórios representam um desafio para os mineradores: eles estão em conformidade com o mecanismo desejado do sistema, preservando o estado e a história da cadeia, ou devem encontrar uma maneira de maximizar a participação na cadeia? o protocolo de consenso?
Diante desse dilema, os mineradores sempre escolherão o último, operando de maneira suave e eficiente, mas ao mesmo tempo degradando a segurança e a descentralização da rede. O que significa que qualquer blockchain PoC eventualmente se fundirá em um grande pool de mineração, a uma taxa ainda maior do que as cadeias PoW e PoS.
Lembre-se que em qualquer blockchain estilo Nakamoto, um novo nó de consenso deve sincronizar o estado de uma cadeia desde a origem, para ter certeza de que eles estão de fato na cadeia válida mais longa, o que implica estar disponível o tempo todo. Se a maioria dos nós armazenar histórico, esses dados estarão sempre disponíveis e a rede pode ser considerada descentralizada. No entanto, conforme o tempo passa e o histórico cresce, a carga de armazenamento em todos os nós também aumenta, e alguns nós podem optar por truncar o histórico, armazenando apenas o estado atual da cadeia. Essa tendência ficou evidente na rede Bitcoin já em 2014.
Se os nós completos não armazenarem o histórico, os novos nós deverão contar com os nós de armazenamento ou armazenamentos de dados de terceiros para a sincronização inicial, resultando em uma rede mais centralizada. Em uma blockchain PoC, os mineradores não ganham nada com o armazenamento do histórico, mas claramente perdem recompensas de bloco ao realizar validações. Especialmente à medida que a história avança, mais e mais dados precisam ser armazenados em suas unidades.
Para estender a cadeia mais longa e cobrar por transações válidas, os mineradores devem manter o estado mnemônico da cadeia. Como o estado geralmente é muito grande para ser mantido na memória, ele deve competir com a necessidade de implementar o protocolo de consenso no precioso tráfego do disco rígido. Embora talvez insignificante para sequências de baixa taxa de transferência no estilo UTXO, o armazenamento de estado faz sentido para qualquer string no estilo EVM ou qualquer string voltada para estender a classe base.
Além disso, todos os mineradores também são obrigados a calcular a transição de estado para cada novo bloco como parte do processo de verificação, embora o custo computacional não seja pequeno, contrariando o desejo da variável de mineração, que se tornou uma tarefa leve. O dilema do minerador agrava ainda mais o dilema do verificador, aumentando o custo de oportunidade da verificação.
Se um minerador estiver disposto a adotar um modelo de segurança mais fraco, ele pode ingressar em um pool de mineração confiável, no qual delega a verificação da transação e bloqueia as funções propostas para a execução de um único nó do operador, enquanto os mineradores se concentram apenas na avaliação de blocos. Isso tem o benefício adicional de reduzir significativamente o custo computacional necessário para participar do consenso, tornando-o ideal para muitos mineradores pequenos que usam apenas espaço de armazenamento não utilizado em seus computadores domésticos.
Quando um minerador encontra uma solução válida para o bloco, ele a envia para o nodo do operador do pool, que cunhará um novo bloco em troca de uma participação no bônus de criação do bloco. Desde que a taxa seja menor do que o custo de oportunidade da geração interna de blocos, um minerador razoável sempre optará por participar de um pool. Em blockchains PoW, essa escolha é amplamente ditada pelo desejo de uma função de recompensa mais suave, pois, ao contrário de ingressar em um pool de agricultura, ingressar em um pool de mineração não aumenta o número total de compartilhamentos.
O principal problema desse modelo é que ele não é descentralizado. Embora o hardware usado no protocolo de consenso real seja altamente distribuído em comparação com os pools de mineração PoW existentes, os mineradores ainda estão centralizados em um ponto, como validadores em protocolos PoS. autorizados ou nomeados. No entanto, os sistemas PoS que, pelo menos, fornecem penalidades pesadas para irregularidades funcionaram na prática até agora.
Como os mineradores em modelos de pool funcionam melhor quando são leves, o alcance de mineradores mal-intencionados ou em conluio é muito maior do que em um blockchain. Assumindo que a maioria dos operadores são honestos, isso também significa que a maioria dos nós operacionais são honestos. Se essa suposição estiver incorreta, os mineradores e a maioria dos usuários não conseguirão distinguir entre transações válidas e fraudulentas que ocorrem na cadeia mais longa, permitindo que os mineradores gerem dinheiro do nada, ou gastem o dinheiro dos operadores e usuários com suas próprias intenções.
O design de blockchains PoC parece estar preso no centro desse dilema. Por um lado, podemos renunciar ao objetivo de fazer com que os mineradores retenham o histórico, enquanto fazemos tudo o que podemos para minimizar o ônus da manutenção do estado, de modo que o custo de oportunidade de executar um nó completo o suficiente ainda seja insignificante, para que os mineradores menos motivados possam agrupar em um pool de mineração como o acima. Isso resulta em uma estrutura muito mais restritiva que exclui contratos inteligentes com estado completo e até mesmo a escalabilidade da classe base é minimizada.
Por outro lado, podemos abandonar a visão de Nakamoto e aceitar o consenso compartilhado como uma desvantagem necessária, já que a maioria dos blockchains foi implementada em comunidades PoW e PoS, embora pelo menos possivelmente satisfeitos com o fato de que a participação agora é justa e sustentável.
Neste projeto, a TraderH4 apresentará uma terceira opção que quebra o dilema dos mineradores, sem sacrificar a segurança ou a descentralização da rede, organizada da seguinte forma:
Para materializar, o TraderH4 demonstrará como o Subspace aborda esta solução em um modelo Polkadot de um blockchain baseado em conta programável abrangente que periodicamente confirma o estado de todas as contas no cabeçalho do bloco. , embora acreditemos que muitas das técnicas propostas por este projeto podem ser geralmente aplicado a qualquer blockchain estilo Nakamoto.
A Subspace Network é um produto focado em Polkadot desenvolvido pela Subspace Labs (com sede na área da Baía de São Francisco, Vale do Silício e Costa Oeste). A iniciativa de projeto baseada em pesquisa, originalmente financiada pela US National Science Foundation em 2018, está sendo construída usando a estrutura Substrate. A Subspace é composta por uma equipe de desenvolvimento global que inclui hackers de protocolo, desenvolvedores de blockchain e engenheiros de software. Seu objetivo é enfrentar os desafios sistêmicos no espaço blockchain em relação à sustentabilidade, escalabilidade e justiça, para que a indústria criptográfica possa retornar às suas raízes descentralizadas.
Subspace é o primeiro blockchain PoC a resolver o dilema dos mineradores, um conjunto de desafios complexos de design de mecanismos que mostram que os blockchains PoC atuais não são realmente compatíveis com a geração. motivação para ingressar na rede para os usuários.
O dilema dos mineradores determina que, em qualquer blockchain PoC, um nó de consenso deve escolher entre manter o estado e o histórico do blockchain ou maximizar a quantidade de espaço com o qual se compromete. vinculação para o protocolo de consenso. Em outras palavras, ao contrário das redes PoW e PoS, as redes PoC não têm fortes incentivos financeiros para os usuários operarem um nó completo, levando a uma situação mais centralizada.
No ecossistema Polkadot, o Subspace resolve 03 problemas importantes:
Proof of Capacity (PoC) é a principal alternativa aos protocolos de consenso baseados em Proof of Work (PoW) e Proof of Stake (PoS). Em uma blockchain PoC, a mineração abusiva do poder de computação é substituída pela agricultura intensiva que usa armazenamento (discos rígidos). O principal benefício é a mineração com economia de energia (ambientalmente amigável e sustentável), mantendo as mesmas características de segurança do PoW do que do PoS. A mineração também é resistente a ASIC, permitindo que usuários comuns participem do consenso com o hardware convencional, embora isso dependa fortemente da implementação subjacente de proof-of-stake.
Ao usar o Substrate, o Subspace será um parachain no Polkadot. O Substrate oferece suporte a protocolos de consenso que podem ser facilmente integrados e oferece vários algoritmos atualmente populares: Proof of Stake, Proof of Authority e proof of work (Proof of Work). Graças à concessão do W3F Grants, o projeto Subspace foi capaz de expandir a lista acima para suportar mais Proof of Capacity. Para atingir esse objetivo, a Subspace desenvolveu um conjunto de módulos Substrate, que suportam o protocolo de consenso PoC. Esses módulos são projetados para atuar como uma camada de middleware entre o PoC subjacente e o Substrate Pallet, abrangendo a definição da lógica específica da cadeia.
Recentemente, a Subspace ofereceu o Spartan V3 focado em analistas de segurança, aqui estão algumas suposições:
Subspace Labs Inc
A Subspace Labs é uma empresa descentralizada especializada na pesquisa e desenvolvimento do projeto Subspace Network. Embora baseados em Palo Alto, Califórnia, EUA, eles são uma equipe global de desenvolvimento remoto com uma linha inicial de hackers de protocolo e entusiastas de criptografia.
O projeto Subspace começou há alguns anos com a ideia de uma rede Layer 2, adequada para construir aplicações descentralizadas em escala. No processo, a equipe percebeu que o problema fundamental no espaço criptográfico está em projetar uma camada justa e sustentável, mantendo-se segura e descentralizada. Ao pesquisar muitos outros projetos, a equipe de desenvolvimento sentiu que todas as soluções existentes e propostas eram inadequadas. Eles passaram os últimos anos fazendo pesquisas, projetando e desenvolvendo um novo protocolo a partir do zero que se alinha com esses ideais.
Subspace Network é um protocolo de camada 0 que é totalmente interoperável com qualquer camada, permitindo que ela sirva como uma camada de infraestrutura para todo o ecossistema da Web 3.0. Com base em anos de pesquisa e desenvolvimento, o Subspace é o primeiro protocolo que realmente resolve os três dilemas do blockchain, fornecendo uma plataforma aberta e escalável para armazenamento e computação. Subspace está atualmente suportando Polkadot, Kusama e mais redes em um futuro próximo.
Equipe de desenvolvimento
Os dois cofundadores do projeto Subspace Network são Jeremiah Wagstaff e Nazar Mokrynskyi.
Jeremiah Wagstaff , natural de Palo Alto, Califórnia, Estados Unidos, é um militar veterano com mais de oito anos de serviço na Guarda Nacional do Texas. Antes de entrar no exército, ele defendeu com sucesso seu doutorado em ciências em 2006
Jeremiah Wagstaff começou a trabalhar na Subspace Labs de abril de 2018 até agora, como cofundador e CEO. Anteriormente, ele também fundou e administrou Omni Builds, Board Game Island e 3rdeye MobileVision.
Ele também foi um dos hackers veteranos no campo de quebra de protocolos. Jeremiah também é um empresário talentoso e paciente, com uma mistura notável de inteligência empresarial e tecnológica. Seu trabalho ao longo dos anos ajuda a capacitar os usuários a se apropriarem de seus dados para que possam se tornar produtores e consumidores de serviços ponto a ponto.
Ele está construindo tecnologias que permitem que as pessoas ajudem umas às outras sem procurar terceiros. Ele também é alguém com uma abordagem prática para o desenvolvimento de tecnologia, sempre mantendo um certo grau de ceticismo sobre a viabilidade e as intenções das tecnologias e padrões de segurança emergentes de hoje.
Nazar Mokrynskyi , natural de Kiev, Kyyivs'ka Oblast', Ucrânia. Ele se formou em tecnologia de automação e deixou a Universidade Nacional de Aviação da Ucrânia em 2014, quando estava prestes a se formar para abrir uma empresa.
Nazar Mokrynskyi está na Subspace Labs desde agosto de 2018, com o cargo atual de cofundador e diretor de tecnologia. Além disso, ele cofundou anteriormente, trabalhou como diretor de tecnologia e engenheiro de desenvolvimento de back-end e front-end na Ecoisme. Antes de ingressar na Subspace Labs, ele foi engenheiro-chefe de software, liderando a equipe da empresa Restream por mais de 3 anos.
De julho de 2010 a janeiro de 2020, Nazar também foi membro da equipe CleverStyle com paixão por hackear projetos da web de código aberto e algumas ferramentas de administração de sistema.
O projeto de rede descentralizada Detox e tecnologias subjacentes adicionais, como ES-DHT e Ronion, são talvez as coisas mais interessantes sobre a tecnologia que ele construiu. Além disso, Nazar melhorou muitas ferramentas como Emscripten e trouxe várias ferramentas criptográficas para a comunidade de código aberto (desde a contribuição para bibliotecas populares como jQuery e até mesmo o Linux Kernel) ao longo do caminho, tornando a plataforma web capaz de desenvolver para todos os tipos de aplicações.
Outros membros e mentores da equipe de desenvolvimento do Subspace Labs
A Subspace Labs levantou um total de US$ 4,5 milhões em financiamento após duas rodadas. Seu último financiamento foi levantado em 02/06/2021 a partir da rodada inicial. Subspace Labs é financiado por 14 investidores. NEO Global Capital (NGC) e Cabin VC são os investidores mais recentes.
Na qual, os investidores participantes das 02 rodadas são:
Atualmente, o projeto Subspace Network está realizando backups para todos os novos blocos em toda a rede Kusama como uma forma de serviço comunitário, contribuindo para o desenvolvimento do ecossistema.
As redes que foram hospedadas no Aries Testnet incluem:
O plano de desenvolvimento do projeto incluirá 3 fases da rede:
Por mecanismo de consenso por meio de Prova de Capacidade, o Subspace capacita os usuários a ingressar na rede verdadeiramente descentralizada, mais justa e ecológica. Nele, as pessoas podem “votar com seu próprio disco rígido”, ao invés de “votar com CPU/GPU” ou “votar com dinheiro”, com a situação atual dos dispositivos de armazenamento seguindo gradativamente atingindo a maioria dos usuários porque está ficando mais barato. Graças a um mecanismo de desafio projetado exclusivamente, o Subspace resolve o dilema dos mineradores ao desacoplar os processos de consenso e computação. Além disso, o Subspace fornece aos usuários uma maneira simples de incorporar dados diretamente em uma transação na memória descentralizada escalável para aplicativos baseados em blockchain.
Caso o leitor queira mais informações sobre o projeto Subspace Network, acesse os canais de comunicação do projeto:
Site | Documento técnico | Twitter | Telegrama | Reddit | discórdia | Github | Médio | LinkedIn
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