Свежее обновление Shapella в сети криптовалюты Ethereum стало самой обсуждаемой темой криптоиндустрии. В качестве лидера среди публичных цепей (блокчейнов) Ethereum привнес на рынок множество инновационного и революционного. Отдельные новые проекты, которые ставят те же задачи, что и Ethereum, пытаются с ним соревноваться. Принимая во внимание, что все открытые цепи подкреплены особенностями блокчейн-технологии, суть соревнования сводится к оптимизации, разработке архитектуры уровней и последующих улучшениях производительности.

История развития технологии началась с криптовалюты Биткоин (Bitcoin) и продолжилась в Ethereum с внедрением технологии смарт-контрактов. Развитие новых публичных цепей, нацелено на различные приложения и новые решения в индустрии. Хотя все они различаются по своей специфике, в целом архитектура всех публичных цепей состоит из нескольких уровней, которые можно условно разделить на: аппаратный уровень с инфраструктурой (hardware infrastructure layer), уровень данных (data layer), сетевой уровень (network layer), уровень консенсуса (consensus layer), стимулирующий уровень (incentive layer), уровень смарт-контрактов (smart contracts) и прикладной уровень (applicationg layer).

Аппаратный уровень инфраструктуры

Данные в блокчейне хранятся безопасно на сервере в дата-центре. Когда пользователи получают доступ к приложениям на блокчейне, клиент отправляет запрос на сервер. Простыми словами, аппаратный уровень инфраструктуры — это сеть устройств, которые находятся на связи друг с другом и обмениваются данными.

Уровень данных

Уровень данных, который также называют уровнем их передачи, стабильно и безопасно хранит всю информацию о транзакциях в цепи, функционирующей наподобие базы данных. Когда определенное количество транзакций подтверждается узлами (нодами), данные прикрепляются к блоку и соединяются с предыдущим блоком данных на блокчейне, за исключением генезис-блока (так называется хронологически первый блок в цепи блоков). Подобным образом выглядит процесс хранения на «уровне данных». Помимо прочего он включает два важных элемента: дерево Меркла (хеш-дерево) и собственно хеш-функцию. Они оба подтверждают, что данные являются неизменными, полными и защищенными.

Сетевой уровень

P2P-уровень блокчейна позволяет нодам (узлам) обмениваться данными о транзакции и достигать консенсуса по поводу ее валидности (достоверности). Сетевой уровень оформлен таким образом, чтобы способствовать P2P-обмену информацией и ведению взаимодействия между нодами (узлами). Этот уровень также известен, как «уровень разветвления». По большей части он включает в себя механизм сети P2P, механизм передачи данных и подтверждения их достоверности.

Уровень консенсуса

В качестве наиболее важного уровня блокчейн-операций уровень консенсуса предназначен для проверки валидности транзакций. Подтверждение одной транзакции требует задействовать определенное количество нод (узлов). Таким образом, каждая транзакция обрабатывается множеством нод (узлов), которые должны прийти к одному результату и согласиться по поводу ее валидности. Уровень опирается на механизм консенсуса для подтверждения транзакций и добавления их в блокчейн.

Наиболее часто используемые механизмы консенсуса: доказательство выполнения работы – Proof-of-Work (PoW), доказательство доли владения – Proof-of-Stake (PoS), делегированное доказательство доли владения – Delegated Proof of Stake (DPoS). В последнее время большинство публичных цепей на рынке используют механизм консенсуса – PoS. На нем в числе прочих работают Ethereum, Fantom и CoinEx Smart Chain (CSC).

Стимулирующий уровень

Публичным сетям необходима своя система поощрений, которая побуждала бы ноды и пользователей к активному участию в подтверждении транзакций. Это то, для чего и предназначен стимулирующий уровень (уровень вознаграждения). Он состоит из нескольких показателей, включая награды для нод и комиссию за транзакции. Делается это для того, чтобы вовлечь ноды в процесс регистрации транзакций и убедиться в безопасности функционирования всей сети.

Например, у CSC есть 101 валидитор. За то что держатели токенов становятся валидаторами, их награждают токенами.

Уровень контрактов

Открытый исходный код и программируемые характеристики публичных цепей обеспечивают «уровень контрактов», который содержит все виды кодов, алгоритмов и смарт-контрактов. На этом уровне представлено широкое разнообразие компонентов и услуг для публичных цепей. К ним относятся: смарт-контракты, обмен данными, криптокошельки, децентрализованные автономные организации (DAO).

Прикладной уровень

Уровень предназначен для функционирования смарт-контрактов, децентрализованных приложений и тому подобного. Ключевыми компонентами уровня являются: пользовательский интерфейс, скрипты, API и общие принципы. На этом уровне смарт-контракты запускаются при достижении определенных оговоренных условий. Ими могут быть дата истечения контракта и реализация спотовых цен. После этого смарт-контракты исполняются через децентрализованные приложения.

Развившаяся публичная сеть обычно состоит из: уровня аппаратной инфраструктуры, уровня данных, сетевого уровня, уровня консенсуса, стимулирующего уровня, уровня смарт-контрактов и прикладного уровня. Понимание уровней и их приложений является важным для разработчиков, которые находятся в поисках улучшения масштабируемости публичных сетей с помощью технологических инноваций. Улучшая архитектуру, разработчики смогут построить более защищенную, децентрализованную и эффективную экосистему публичной сети.

*Данный материал подготовлен совместно с экспертами крипто биржи CoinEX.