Автор: Polygon Компіляція: народний блокчейн
Сьогодні команда інженерів Polygon Labs ділиться запропонованою архітектурою Polygon 2.0, яка має на меті забезпечити нескінченну масштабованість і уніфіковану ліквідність, а також реалізувати бачення Polygon як цінного рівня Інтернету.
Протягом усієї своєї історії Web3 стикався зі складними проблемами масштабування. Хоча можна продовжувати додавати нові ланцюжки, щоб задовольнити попит на блоковий простір, це неминуче має свою ціну: фрагментація ліквідності та поганий досвід користувачів.
Рішення – Polygon 2.0. Подібно до того, як Інтернет є еластично масштабованим та уніфікованим середовищем доступу до інформації, Polygon 2.0 також є еластично масштабованим та уніфікованим середовищем доступу до цінностей: рівнем цінностей Інтернету.
Ми вважаємо, що ця пропозиція може і повинна керувати всіма зусиллями з розробки протоколу Polygon, як концептуальної північної зірки, так і як формальної основи розробки.
Фон: дивергенція та конвергенція
З моменту створення Polygon його розробники та спільнота прийняли дух експериментування. Замість того, щоб намагатися передбачити майбутнє і робити ставку на єдиний підхід, ми активно заохочуємо кілька підходів до створення наступного покоління інфраструктури блокчейну. Це узгоджується з типовим процесом творчого розв’язання проблем, у якому за розбіжною фазою дослідження багатьох ідей і підходів слідує конвергентна фаза, у якій ці ідеї та підходи консолідуються та виробляють рішення проблеми. Враховуючи, що блокчейн — це молода та дуже динамічна галузь, цей підхід був очевидним вибором.
Під час початкової фази розбіжності команда розробників Polygon експериментувала зі стеком технологій. Ось лише деякі з цих зусиль:
- Різні архітектури блокчейнів: сайдчейни, зведення, валідіуми тощо;
- Різні методи побудови середовища виконання, які підтримуються ZK: zkEVM типи 1-3, Polygon Miden;
- Кілька клієнтів блокчейну: Polygon Edge, існуючі клієнти Ethereum і користувацькі клієнти, такі як той, який зараз використовується зведеним пакетом Polygon zkEVM;
- Різноманітні рішення для інших частин стека, наприклад обмін повідомленнями між ланцюжками, стейкинг тощо.
Цей етап дуже корисний. Було випробувано різні підходи та техніки, і було винесено багато важливих уроків. Час почати фільтрувати та інтегрувати ідеї та зусилля.
Під час фази конвергенції команда протоколу Polygon та учасники поступово узгоджувалися з конкретною архітектурою протоколу (тобто технологічним стеком), який тепер ми із задоволенням використовуємо як оптимальну інфраструктуру для рівня цінності Інтернету.
Архітектура протоколу
Архітектура Polygon 2.0 формалізована як набір рівнів протоколу, призначених для спільної роботи. Мабуть, найвидатнішим прикладом такої багаторівневої архітектури є набір протоколів Інтернету, чотири рівні якого (з’єднання, мережа, транспорт і додаток) забезпечують живлення Інтернету. Кожен рівень протоколу має певний підпроцес, і це логічне розділення спрощує міркування, реалізацію та оновлення архітектури.
Polygon 2.0 складається з чотирьох рівнів протоколу, кожен з яких підтримує важливий процес у мережі:
- Шар застави
- Рівень сумісності
- Виконавчий шар
- Верифікаційний рівень
Шар застави
Рівень застави — це протокол на основі PoS (Proof of Stake), який використовує власний токен Polygon для забезпечення децентралізації ланцюжків Polygon, що беруть участь. Це робиться за допомогою загального децентралізованого пулу валідаторів і вбудованої моделі повторного стейкингу.
Рівень застави реалізовано на Ethereum через два типи смарт-контрактів:
Менеджер валідаторів: Менеджер валідаторів — це смарт-контракт, який керує загальнодоступним пулом валідаторів, які можуть використовувати всі ланцюжки Polygon. Він робить наступне:
- Ведення реєстрації верифікаторів;
- Обробляти запити на стейкинг і скасування від валідаторів;
- Дозволити валідаторам підписуватися, тобто повторно закладати будь-яку кількість ланцюжків Polygon;
- Обробляти події вирізання.
Chain Manager: контракт Chain Manager керує набором валідаторів для кожного ланцюжка Polygon. Кожен ланцюжок Polygon має свій контракт Chain Manager, який виконує такі функції:
- Визначити бажаний рівень децентралізації, тобто кількість валідаторів;
- (Необов’язково) Визначте додаткові вимоги для валідаторів (наприклад, відповідність GDPR, зберігання інших токенів на додаток до рідного токена Polygon тощо);
- (Необов’язково) Визначте критерії розрізу.
Як згадувалося вище, Stake Layer забезпечує децентралізацію ланцюжків Polygon «з коробки», таким чином дозволяючи командам цих ланцюжків зосередитися на сценаріях використання та спільнотах, а не на інфраструктурі. Для валідаторів він пропонує гарантовані винагороди в токенах Polygon, а також можливість отримувати додаткові потоки доходу, збираючи комісію за транзакції та додаткові винагороди за токени з ланцюжків, які вони перевіряють.
Рівень взаємодії
Рівень сумісності сприяє безпечному та безперебійному обміну повідомленнями між мережами в екосистемі Polygon. Він абстрагує складність перехресного зв’язку та робить всю мережу Polygon схожою на ланцюг для користувачів, дозволяючи:
- Спільний доступ до власних активів Ethereum: перехресні ланцюгові мости часто вимагають від користувачів карбувати синтетичні версії токенів Ethereum — це кошмар для користувачів. Рівень сумісності забезпечує спільний міст до Ethereum і забезпечує безперебійну передачу власних активів Ethereum між ланцюжками.
- Бездоганна компонування: рівень взаємодії може підтримувати майже миттєві атомарні міжланцюгові транзакції, що є основною частиною уніфікованого бачення ліквідності Polygon 2.0.
Рівень сумісності розширює дизайн протоколу LxLy, який зараз використовується зведеним пакетом Polygon zkEVM, і його концепцію черг повідомлень. Кожен ланцюжок Polygon підтримує локальну чергу вихідних повідомлень у попередньо визначеному форматі, що містить: повідомлення (цифровий актив, тобто маркер або довільне повідомлення), ланцюжок призначення, адресу призначення та метадані. Черги повідомлень мають відповідні докази ZK. Після перевірки ZK-доказу, що посилається на певну чергу, на Ethereum, будь-яке повідомлення з цієї черги може безпечно споживатися його ланцюгом отримання та адресою.
На основі цього дизайну ми пропонуємо запровадити унікальний компонент-агрегатор для подальшого вдосконалення крос-ланцюжкових транзакцій, роблячи їх майже миттєвими та атомарними. Агрегатор розташований між мережею Polygon і Ethereum і надає дві послуги:
- приймати докази ZK і представлення черг повідомлень (наприклад, коріння Merkle);
- Об’єднайте докази ZK в єдиний доказ ZK і надішліть його в Ethereum для перевірки.
Щойно ZK-підтвердження буде прийнято агрегатором, приймальний ланцюжок може почати оптимістично приймати вхідні повідомлення (знаючи, що остаточна глобальна узгодженість гарантується ZK-доказом), що робить взаємодію між ланцюжками безперебійною. Агрегуючи докази ZK, агрегатор значно зменшує споживання газу Ethereum для перевірки доказів.
Щоб забезпечити живучість і стійкість до цензури, агрегатор повинен працювати децентралізовано валідаторами Polygon із загальнодоступного пулу валідаторів, згаданого вище.
Рівень виконання
Рівень виконання дозволяє будь-якому ланцюжку Polygon генерувати пакети впорядкованих транзакцій, також відомих як блоки. Цей рівень протоколу є відносно комерційним; більшість блокчейн-мереж (Ethereum, Bitcoin тощо) використовують його в подібному форматі.
Рівень виконання має кілька компонентів, таких як:
- P2P: дозволяє вузлам (валідаторам і повним вузлам) виявляти один одного й обмінюватися повідомленнями;
- Консенсус: дозволяє валідаторам узгодити єдиний світогляд (тобто блокчейн);
- Mempool: збирайте транзакції, надіслані користувачами, і синхронізуйте їх між валідаторами;
- База даних: зберігати історію транзакцій;
- Генератор свідків: генеруйте дані свідків, необхідні для перевірки ZK.
З огляду на те, що цей рівень є комерційним, але відносно складним для впровадження, існуючі високопродуктивні реалізації (такі як Erigon) слід використовувати повторно, наскільки це можливо.
Рівень перевірки
Proof Layer — це високопродуктивний гнучкий протокол ZK proof. Він генерує докази для всіх транзакцій (внутрішніх і зовнішніх (тобто крос-ланцюжків)) для кожного ланцюга Polygon.
Доказовий шар складається з таких компонентів:
- Універсальний прувер: високопродуктивний прувер ZK, розроблений дослідниками ZK у Polygon, як наступник Plonky2, рекурсивного SNARK, який сам по собі підвищує межі ефективності доказу на два порядки та демонструє, що Polygon ZK Експертиза команди . Програма перевірки надає чистий інтерфейс, розроблений для підтримки довільних типів транзакцій, формат кінцевого автомата. Крім того, використання єдиного прувера робить агрегацію доказів і перевірку простими та дуже ефективними.
- (Необов’язково) Конструктор кінцевих автоматів: структура для визначення кінцевих автоматів, розроблена дослідниками Polygon ZK як наступник PIL, використана для створення початкової реалізації Polygon zkEVM. Конструктор абстрагує складність механізму доказу та дозволяє розробникам створювати кінцеві автомати через простий у використанні інтерфейс. Він є модульним; дозволяє розробникам визначати параметризовані кінцеві автомати, полегшуючи створення, тестування та аудит великих і складних кінцевих автоматів.
- Машина стану: моделювання середовища виконання та формату транзакцій, які перевіряє перевірка. Кінцевий автомат може бути реалізований за допомогою наведених вище конструкторів, або його можна повністю налаштувати, наприклад, за допомогою Rust. Команда Polygon ZK надає дві реалізації кінцевих машин — zkEVM і MidenVM — і спільнота може створити інші реалізації кінцевих машин (наприклад, zkWASM).
Пробний шар і його високопродуктивний, гнучкий прувер забезпечують кілька основних переваг,
В основному: (i) проста та ефективна генерація доказів, агрегація та перевірка, (ii) перехресний зв’язок між різними кінцевими автоматами.
Погляд у майбутнє
Протягом наступних кількох днів і тижнів ми зануримося в рівні протоколу Polygon 2.0. Ми дослідимо, як кожен із них працює на нижчому рівні та як вони об’єднуються, щоб сформувати унікальну оптимальну архітектуру рівня цінностей Інтернету.
Як завжди, ми запрошуємо спільноту переглянути та надіслати відгуки про цю пропозицію та майбутній глибокий аналіз. Давайте досягнемо Polygon 2.0 разом!
