Anwendungsspezifische Blockchains auf den Punkt gebracht

Hinweis: Im gesamten Artikel verwenden wir austauschbar zwei Begriffe, die dieselbe Bedeutung haben: anwendungsspezifische Blockchains und Multi-Blockchain-Netzwerke.

In unserem ersten Everscale Deep Tech-Artikel haben wir die drei Hauptnetzwerke verglichen, die die Erstellung anwendungsspezifischer Blockchains ermöglichen. Heute möchten wir dieses Thema näher beleuchten. Um besser zu verstehen, wie Multi-Blockchain-Plattformen entstanden sind, haben wir einen kurzen Überblick über die drei Blockchain-Kategorien gegeben, die den Weg zum aktuellen Status quo geebnet haben. Darüber hinaus skizzieren wir die Mängel von Single-Blockchain-Netzwerken und die Vorteile von Multi-Blockchain-Netzwerken. Außerdem haben wir zur Veranschaulichung eine Animation zusammengestellt, die zeigt, wie die anwendungsspezifischen Blockchains von Everscale in der Praxis funktionieren. Es unterstreicht den Wettbewerbsvorteil von Everscale im Vergleich zu anderen Multi-Blockchain-Plattformen in Bezug auf den Durchsatz, der durch die parallele Ausführung von Smart Contracts erreicht wird.

Blockchain-Kategorien

Blockchain-Plattformen werden in drei Kategorien eingeteilt. Jeder von ihnen hat seine eigenen Eigenschaften und löst ein bestimmtes Spektrum an Aufgaben.

Erstens – Bitcoin, Litecoin, ZCash

Der Hauptzweck dieser Plattformen bestand darin, eine Art dezentralisierte Version von Geld zu schaffen. Jede Plattform wählte ihren eigenen Weg und implementierte unterschiedliche technische Lösungen. Zum Beispiel bietet ZCash starke Datenschutzeigenschaften. Bitcoin ist trotz seiner starken Sicherheit aufgrund seines PoW-Konsensalgorithmus langsam und umweltschädlich. Litecoin seinerseits verlor die Konkurrenz in Bezug auf die Benutzerfreundlichkeit an seine Hauptkonkurrenten. Im Grunde hat trotz seines hohen Energieverbrauchs nur BTC den Status eines dezentralen Geldes erreicht. Es wurde in El Salvador offiziell als gesetzliches Zahlungsmittel anerkannt.

Zweitens – Ethereum, Tezos, EOS

Der Hauptzweck dieser Plattformen besteht darin, die Erstellung dezentraler Anwendungen über programmierbare Logik zu ermöglichen. Jede Plattform erreicht dies mit ihren eigenen spezifischen Merkmalen. Mit der wachsenden Popularität von Blockchain-Plattformen der zweiten Kategorie haben sich die Probleme, die die erste Kategorie plagten, jedoch erheblich verschlimmert. Die akutesten davon sind Leistung, Energieeffizienz und Kosten. Um diese Probleme zu lösen, wurde eine dritte Kategorie von Blockchain-Plattformen ins Leben gerufen.

Drittens – Everscale, Cosmos, Avalanche

Diese Plattformen bieten eine horizontale Skalierung über eine Multichain-Netzwerkarchitektur, was bedeutet, dass sie Entwicklern alle die Tools an die Hand geben, die sie zum Erstellen ihrer eigenen Blockchains benötigen. Bei Bedarf können diese neu erstellten Blockchains miteinander interagieren. Jedes Netzwerk hat seine eigenen Ansätze und Kompromisse, um eine kettenübergreifende Kommunikation zu erreichen. Sie zielen darauf ab, eine miteinander verbundene Blockchain zu schaffen, die Millionen aktiver Benutzer aufnehmen und die konzeptionelle Vision von Web3 als Internet, das vollständig im Besitz und unter der Kontrolle der Benutzer ist, vollständig verwirklichen kann.

SPITZE

Eine neue Version von Ethereum befindet sich in der Entwicklungsphase. Aufgrund seiner Konstruktionsmerkmale wird es auch zur dritten Kategorie von Plattformen gehören. Die Ergebnisse bleiben jedoch abzuwarten.

Die Mängel von One-Blockchain-Netzwerken

Blockchains virtueller Maschinen wie Ethereum traten mit neuen Funktionen in den Vordergrund. Diese neue Funktionalität bestand in ihren Zustandsmaschinen, einschließlich einer virtuellen Maschine, die Smart Contracts verarbeiten kann. Obwohl Smart Contracts für bestimmte Anwendungsfälle (einmalige Prozesse) äußerst nützlich sind, können sie komplexe dezentrale Anwendungen nicht effizient handhaben. Mal sehen warum:

• Smart Contracts werden hauptsächlich mit Hilfe bestimmter Programmiersprachen geschrieben, die von der zugrunde liegenden virtuellen Maschine interpretiert werden können. Diese Programmiersprachen sind oft durch die Beschränkungen der virtuellen Maschine selbst eingeschränkt. Beispielsweise erlaubt EVM Entwicklern nicht, die automatische Ausführung von Code zu implementieren. Entwickler sind auch auf das kontobasierte System der EVM beschränkt. Außerdem können sie nur aus einer begrenzten Anzahl von Funktionen für ihre kryptografischen Operationen auswählen. Zusammengenommen zeigen diese Probleme den Mangel an Flexibilität, den diese Art von intelligenter Vertragsumgebung mit sich bringt.
• Alle Smart Contracts werden von derselben virtuellen Maschine verarbeitet und müssen um Rechenressourcen konkurrieren. Dies wiederum kann die Leistung kritisch einschränken. Dies gilt insbesondere in Zeiten erhöhter Netzwerkaktivität. Selbst wenn die Zustandsmaschine per Sharding geteilt würde, müssten Smart Contracts immer noch von einer virtuellen Maschine verarbeitet werden. Dies würde die Leistung im Vergleich zu einer auf Zustandsmaschinenebene implementierten nativen Anwendung einschränken.
• Smart Contracts, die sich dasselbe Netzwerk teilen, führen auch zu Einschränkungen der Souveränität. Eine dApp ist eine Einheit, die mehrere Spieler umfasst. Wenn es auf einer Single-Blockchain aufbaut, haben seine Entwickler nur eine sehr begrenzte Kontrolle über ihre Anwendung. Sie werden durch die Governance der zugrunde liegenden Blockchain eingeschränkt, und wenn es einen Fehler in der Anwendung gibt, kann nur sehr wenig dagegen unternommen werden.
• Anwendungsspezifische Blockchains wurden entwickelt, um diese Mängel zu beheben.

Anwendungsspezifische Blockchains bieten maximale Flexibilität. Ihre Vorteile drehen sich im Wesentlichen um Leistung, Sicherheit und Souveränität. Wir haben sie in unserem letzten Artikel kurz besprochen. Bitte folgen Sie diesem Link , falls Sie ihn verpasst haben. Jetzt werden wir sie genauer untersuchen.

Leistung

Die Leistung dezentraler Anwendungen, die mit Smart Contracts erstellt wurden, wird durch das zugrunde liegende Netzwerk begrenzt. Damit eine dezentrale Anwendung ihre Leistung verbessern kann, sollte sie also auf einer anwendungsspezifischen Blockchain aufbauen. Die Vorteile, die eine anwendungsspezifische Blockchain in Bezug auf die Leistung bringt, sind die folgenden:

• Die Entwickler von anwendungsspezifischen Blockchains können sich dafür entscheiden, mit einem innovativen Konsensalgorithmus wie Catchain von Everscale zu arbeiten. Neben seinen vielen anderen Stärken bietet es enorme Vorteile in Bezug auf den Durchsatz. Eine anwendungsspezifische Blockchain muss nicht mit anderen dApps im Netzwerk um Berechnung und Speicherung konkurrieren. Dies ist das Gegenteil der meisten nicht-geteilten Blockchains virtueller Maschinen, bei denen alle Smart Contracts um Berechnung und Speicherung konkurrieren.
• Selbst wenn wir die Möglichkeit eines anwendungsbasierten Shardings in Verbindung mit einem effizienten Konsensalgorithmus in Betracht ziehen, würde die Leistung immer noch durch die virtuelle Maschine selbst reduziert. Dies liegt daran, dass die Hauptursache für Überlastung (reduzierter Durchsatz) die Zustandsmaschine ist. Das Erfordernis, dass Transaktionen von einer virtuellen Maschine interpretiert werden müssen, erhöht die Rechenkomplexität, um sie zu verarbeiten, erheblich.

Die Möglichkeit, Sicherheit zu messen, ist begrenzt. Dies liegt an den vielen nicht quantifizierbaren Faktoren, die sich darauf auswirken. Lassen Sie uns jedoch sehen, welche wichtigen Vorteile eine anwendungsspezifische Blockchain in Bezug auf die Sicherheit bringen kann:

• Im Fall von Everscale können Entwickler bewährte Programmiersprachen wie Solidity und C++ auswählen, um ihre anwendungsspezifischen Blockchains zu erstellen. Dies steht im Gegensatz zu Programmiersprachen für intelligente Verträge, die noch nicht so ausgereift sind. Entwickler sind nicht durch die kryptografischen Funktionen eingeschränkt, die von den zugrunde liegenden virtuellen Maschinen bereitgestellt werden. Darüber hinaus können sie ihre eigene benutzerdefinierte Kryptographie verwenden und gut geprüfte Kryptobibliotheken verwenden. Entwickler müssen sich auch keine Gedanken über potenzielle Fehler in der zugrunde liegenden virtuellen Maschine machen. Dies wiederum macht es einfacher, über die Sicherheit der Anwendung nachzudenken.

Eine dezentrale Anwendung ist eine Einheit, an der viele Akteure wie Benutzer, Entwickler und andere miteinander verbundene dApps beteiligt sind. Wenn Entwickler auf Blockchains virtueller Maschinen wie Ethereum aufbauen, wo viele dezentrale Anwendungen nebeneinander existieren, unterscheidet sich die Community der Anwendung von der Community der zugrunde liegenden Blockchain. Wenn es also einen Fehler gibt oder eine neue Funktion benötigt wird, haben die Entwickler der Anwendung nur sehr wenige Möglichkeiten, den Code zu aktualisieren, und es sind keine Änderungen möglich, wenn die Community der zugrunde liegenden Blockchain sie ablehnt.

Dieses Problem wird mit maximaler Effizienz durch anwendungsspezifische Blockchains gelöst. Da anwendungsspezifische Blockchains die Möglichkeit bieten, eine einzelne Anwendung zu betreiben, haben Stakeholder der Anwendung die volle Kontrolle über die gesamte Blockchain (Workchain). Dies garantiert, dass die Community nicht hängen bleibt, wenn ein Fehler entdeckt wird. Außerdem kann die Community entscheiden, wie die jeweilige Blockchain in Zukunft weiterentwickelt wird.

Der Wettbewerbsvorteil von Everscale gegenüber anderen anwendungsspezifischen Blockchains

In der folgenden Animation zeigen wir drei verschiedene Szenarien für anwendungsspezifische Blockchains.

Exchange – jede Handelsplattform kann unabhängig von ihrem Handelsvolumen als anwendungsspezifische Blockchain existieren. Auf Everscale kann eine separate Blockchain namens Workchain eine nahezu unendliche Anzahl von Transaktionen verarbeiten. Dies liegt an der parallelen Ausführung von Smart Contracts. Wie wir unten zeigen, platzt die Workchain, wenn die Anzahl der Transaktionen erheblich ansteigt, beispielsweise bei starken Marktschwankungen, und zwei neue Threads kommen ins Spiel, um die steigende Anzahl von Nachrichten zu verarbeiten. Der gesamte Prozess kann bis zu 256 Threads andauern, was bedeutet, dass alle Engpassrisiken praktisch eliminiert werden, selbst wenn sich die Marktturbulenzen verstärken und länger als erwartet andauern.

Social-Media-App – ein Messenger- oder E-Mail-Dienst kann problemlos als separate Blockchain existieren. Damit Sie besser verstehen, wie die parallele Ausführung von Smart Contracts funktioniert, stellen wir uns einen anderen Fall vor. Stellen wir uns vor, es gibt aktuelle globale Nachrichten, die Diskussionen in unserem Messenger (Workchain) auslösen. Wenn die Anzahl der Nachrichten zunimmt, platzt die Arbeitskette und es kommen zwei Threads ins Spiel, um sie verarbeiten zu können. Wie in den meisten Fällen haben die Nachrichten jedoch keine nachhaltige Wirkung, und die Diskussion auf dem Messenger verlangsamt sich mit dem Nachrichtenfluss zu den Threads. Sobald die Aktivität nachlässt, werden die jeweiligen Threads nach und nach wieder in den Ausgangszustand mit einer Workchain zusammengeführt.

Lokale App für die Lieferung von Lebensmitteln – zur Veranschaulichung haben wir auch einen Fall dargestellt, in dem keine parallele Ausführung von Smart Contracts erforderlich ist. Ein perfektes Beispiel dafür sind Essenslieferdienste. Obwohl sie mit großen Kundendatenbanken arbeiten, gibt es in den meisten Fällen keine unerwarteten Aktivitäten, die plötzlich zu einer erhöhten Anzahl von Bestellungen führen können. Grundsätzlich gibt es einen stabilen Fluss von Transaktionen (Bestellungen), die die Workchain perfekt verarbeiten kann.

Bleiben Sie dran! Im nächsten Artikel werden wir einige Parallelen zwischen der Entwicklung der Computertechnologie und Blockchains ziehen.