С недавнего времени, технологии распределенного реестра – децентрализованные и не нуждающиеся в доверии блокчейны (Bitcoin, Ethereum) начали обновлять основы нашей нынешней экономики, связи и знаний. Поскольку мировой объем транзакций во всех электронных платежных системах неуклонно растет, низкая пропускная способность существующих сетей, основанных на блокчейне, не может покрыть требования мировой экономики. Однако, в погоне за масштабируемостью мы жертвуем децентрализацией и безопасностью. Кроме того, конечная цель блокчейна – достичь максимально возможной масштабируемости, сохранив безопасность и децентрализацию на необходимом уровне.
QuarkChain – инновационный, не нуждающийся в разрешении блокчейн, целью которого является стать стандартом мировой экономики. Он представляет собой безопасный, децентрализованный и масштабируемый блокчейн, способный обрабатывать 1 000 000 TPS. Отличительными особенностями QuarkChain являются:
- Шардируемый двухуровневый блокчейн: QuarkChain состоит из двух уровней блокчейнов. На первом уровне мы создали гибкие блокчейны, поддерживающие шардинг, а на втором – корневой блокчейн, который подтверждает блоки первого уровня. Первый уровень гибкий и может быть изменен при необходимости без изменения корневого уровня.
- Гарантированная безопасность, обеспечивающаяся совместным майнингом: чтобы обеспечить безопасность всех транзакций, фреймворк был спроектирован для поощрения, где не менее 50% всех мощностей выделены корневой цепочке для предотвращения двойного расходования средств.
- Нецентрализованная горизонтальная масштабируемость: в любой блокчейн сети с высоким TPS полные узлы невероятно дороги, что влечет централизацию. Напротив, QuarkChain позволяет нескольким дешевым узлам объединиться в кластер и заменить полный узел.
- Эффективные транзакции между шардами: транзакции между шардами в QuarkChain могут произойти в любое время и подтверждаются в течение минут. Скорость транзакций между шардами линейно возрастает с ростом количества шардов.
- Простое управление аккаунтом: всего один аккаунт необходим для всех блокчейнов (шардов) в QuarkChain. Все криптовалюты из различных шардов хранятся в одном умном кошельке.
3.3 Совместный майнинг
Цель совместного майнинга – спроектировать механизмы поощрения и алгоритмы определения сложности таким образом, чтобы
- Хеш мощности распределяются равномерно по шардам. Это означает, что все шарды майнят равномерно и поэтому пропускная способность системы (т. е. TPS) растет с ростом количества шардов.
- Корневая цепочка имеет большую часть (более 50%) всех хеш мощностей сети. Это предотвращает двойное расходование средств, а злоумышленнику необходимо по меньшей мере 50% * 50% = 25% мощностей для совершения атаки.
Стоит отметить, что QuarkChain имеет несколько вспомогательных блокчейнов (шардов) и один корневой блокчейн. Каждый блокчейн имеет различные награду и сложность. Майнеры могут выбирать любой блокчейн, исходя из их мощностей, для оптимизации выгоды. Это создает открытый рынок, где блокчейн – это продавец с товарами в виде награды за блок, а майнер – покупатель с хеш мощностями в виде валюты. Мы хотели бы спроектировать экономическую модель, где, несмотря на то, что каждый преследует свои интересы, совместные действия приносят выгоду всем.
Финал:
• QuarkChain, далее QC – 2 уровневая архитектура.
• 1 уровень сети – шарды (вспомогательные блокчейны), 2 уровень – корневой блокчейн (root blockchain), в котором подтверждаются блоки транзакций из шардов.
• Заявленная производительность блокчейна – 100.000 TPS (транзакций в секунду) и больше.
• Что такое шардинг? Техника, которая пришла из менеджмента баз данных, когда одна большая база делилась на несколько более мелких частей.
• Главная проблема шардинга – транзакции между различными шардами и проблема захвата злоумышленником 1 шарда.
• Конфигурацию шардов можно менять без изменения корневого блокчейна (2го уровня)
• Минимум 50% вычислительной мощи блокчейна отдаётся корневому блокчейну, для предотвращения двойного расходования средств и др. атак.
• Каждый шард подтверждает свои транзакции независимо от других. Поэтому при увеличении числа шардов растёт производительность (TPS – количество транзакций в секунду) всей сети.
• Алгоритм корневого блокчена QC – PoW Prof of Work, такой же, как в сети биткойн.
• Алгоритм шардов – на основе PoW, но называется root-chain-first PoW. Алгоритмы ASIC-резистентные (нельзя майнить при помощи асиков).
• Архитектура сети QC позволяет майнерам выбирать любой шард и заниматься майнингом без традиционных для сетей биткойна и эфириума майнинг-пулов. Таким образом достигается большая степень децентрализации сети.
• Экосистема QC основана на стимуляции инициативы участников сети.
• Тесты сети проводились на 18 нодах с 8 шардами.
• В этом случае производительность сети составляет 8Х (в 8 раз больше) чем сеть с 1 блокчейном (без шардов) блоки в разных шардах формируются равномерно.
• Время формирования блока в шардах – 10 сек. Время блока корневого блокчейна – 150 сек.
• Частота формирования блоков в корневом блокчейне в 15 раз дольше, чем в шардах.
• Для совершение атаки на сеть QC необходимо минимум 25% мощности сети.
• Возможна реконфигурация вычислительной мощности между корневым блокчейном и шардами. Например, если корневой блокчейн получит 100% вычислительной мощьности сети, то это станет стандартным блокчейном без шардов. Если шарды получат 100% мощности, то сеть станет множеством независимых блокчейнов.
• Корневой блокчейн не подтверждает каждую единичную транзакцию всех шардов, так как это экономически не выгодно.
• Тип блокчена – публичный (permissionless).
• Сеть QC имеет большую степень децентрализации, чем стандартные блокчейны без шардов.
• Масштабирование сети QC происходит за счет увеличения количества шардов.
• QC предлагает децентрализованное горизонтальное масштабирование сети.
• QC допускает использование недорогого железа (компьютеров), которые формируют кластер, заменяющий суперноду (высокопроизводительный сервер).
• Для высокопроизводительной сети, как QC держать супер-ноду может быть весьма не дешево. 1М транзакций по 250 байт = 2 Гбайта в секунду, что становится существенным барьером с технической стороны. За 1 день треффик составит 20 терабайт данных или 7 Перабайт (Perabytes) в год. Я думаю здесь у них опечатка в виталисте, так как есть только Петабайт и это составляет 1 и 15 нулей. Поэтому предпочтение в сети получат кластеры из отдельных нод, а не единичные суперноды, для распределения нагрузки на вычисления, треффик и подтверждение транзакций.
• Эффективные транзакции между шардами. Подтверждение транзаций в несколько минут.
• Время транзакций между шардами увеличивается пропорционально их числу. Чем больше число шардов, тем дольше время подтверждения транзакций.
• Нужен только 1 адрес (счет) для всех шардов в блокчейне QC.
• Все токены из разных шардов могут храниться в 1 смарт кошельке.
• В сети QC может быть 2 типа аккаунтов:
a. основной эккаунт – адрес в дефолтном шарде (шарде по умолчанию)
b. вторичный эккаунт, который управляет остальными адресами во всех шардах
• Большинство транзакций инициируется из основного эккаунта, далее баланс временно переносится во вторичный эккаунт, если, например, требуется взаимодействие с другим шардом или смарт-контрактом. И далее остаточный баланс возвращается в основной эккаунт после подтверждения произведенной транзакции. Таким образом управление эккаунтами во всех шардах сети QC производится с одного основного эккаунта.
• Этот функционал будет поддерживаться смарт-кошельком, который будет разработан на основе проекта с открытым кодом.
• Для смарт-контрактов QC использует виртуальный движок Эфира - EVM (Etherium Virtual Machine).
• Простая миграция приложений (DAPPs) из сети Эфира в сеть QC.
• На базе QC можно будет строить децентрализованные социальные сети, приложения для эл. коммерции и торговли с высоким количеством транзакций, игровые приложения, платежные системы.
• В отличии от многих существующих блокчейнов, в дизайн QC изначально закладывается архитектура, которая позволяет создавать высокопроизводительную сеть.
• Главные принципы архитектуры сети QC:
a. Юзабилити (быстрая и простая сеть)
b. Децентрализация (публичный блокчейн)
c. Безопасность
d. Масштабируемость сети, при этом обеспечивая безопасность и децентрализацию.
e. Простое управление эккаунтом пользователя.
f. Экосистема, стимулирующаяя её участников.
g. Открытые стандарты для различных приложений.
• Транзакции в сети QC бывают 2 варианта транзакций:
a. транзакция в одном шарде, где входной и выходной адреса находятся в одном и том же шарде.
b. транзакция между различными шардами, когда входной и выходной адреса находятся в разных шардах.
• Транзакции внутри одного шарда – простые, так как шард содержит всю цепочку блоков транзакций и всю необходимую информацию для подтверждения транзакции.
• Транзакции между различными шардами более сложные так как требуют синхронизацию и обмен информацией между 2 разными цепочками блоков транзакций (блокчейнами или шардами).
• Сеть QC полностью поддерживает эти оба типа транзакций. Любой пользователь может создать транзакцию любого типа в любой момент времени.
• Подтверждение транзакции между шардами происходит в течении нескольких минут.
• Пропускная способность сети по кросс-шардовым транзакциям масштабируется линейно при увеличении количества шардов.
• Сеть QC поддерживает транзакции On-chain и Off-chain, так как некоторые приложения требуют доступа к информации, которая находится вне блокчейна QC.
• Поддержка смарт-контрактов сети QC осуществляется благодаря виртуальному движку Эфириума, поэтому существующие в приложения (DAPPs) построенные под сеть эфира могут быть легко развернуты в сети QC.
• В сети QC будет 2 основных типа транзакций:
a. Перевод токенов с 1 адреса на другой в одном или разных шардах.
b. Выполнение смарт-контракта в каком-то конкретном шарде.
• Смарт-кошелек сделает управление эккаунтом простым и понятным. Пользователю не нужно будет разбираться в технических деталях транзакций.
• Для транзакции по переводу токенов смарт-кошелек автоматически определит основной эккаунт пользователя (адрес в дефолном шарде или шарде по умолчанию) и далее будет осуществлена транзакция по переводу.
• Для транзакции со смарт-контрактом, если он не находится в дефолтном шарде эккаунта, смарт-кошелек автоматически переведет средства на вспомогательный эккаунт пользователя в том шарде, где находится данный смарт-контракт. Далее осуществляется взаимодействие со смарт-контрактом и после этого, если имеется плюсовой баланс, остаток средств переводится обратно в основной эккаунт в дефолтном шарде.
• Монета сети QC будет иметь тикер QKC. Изначально это будет стандартный ERC-20 токен сети Эфира. После запуска сети QC будет произведет обмен на нативные токены QKC.
• Токен QKC – ютилити токен, который будет использоваться в сети QC.
• QKC не представляет никаких прав или интереса по владению компаниями.
• QKC не является секюрити токеном в Сингапуре и др. юристикциях.
• QKC – виртуальное топливо для сети QC. Токен является средством обмена и вознаграждения для майнеров, которые поддерживают в сеть QC.
• Архитектура QC изначально проектируется для поддержки мобильных приложений DAPPs2go. Инфраструктура сети будет ориентирована на создание контента для мобильных приложений.
• Разработка мобильных приложений будет простой благодаря созданию среды, благоприятной для Android приложений.
• Идут разработки по использованию QC c технологиями IoT (интернет вещей). Сеть QC может играть важную роль, как платформа поддержки IoT приложений с большим количеством быстрых транзакций.
• По роудмепу:
февраль 2018 – вайтпейпер и доказательство концепции проекта
март 2018 – Тестнет 1.0 и кошелек 1.0.
2й квартал 2018 – Тестнет 1.0 и поддержка смарт-контрактов 1.0
4й квартал 2018 – QuarkChain Core 1.0, основная сеть и смарт-кошелек 1.0
2й квартал 2019 - QuarkChain Core 2.0, основная сеть и смарт-кошелек 2.0. Поддержка кластеров вместо супер-ноды.