**Pendahuluan:**Artikel ini secara prospektif akan memperkenalkan paradigma desain infrastruktur Web3 yang terlihat agak maverick - Storage Consensus Paradigm SCP (Storage-based Consensus Paradigm), meskipun model desain produk ini secara teoritis sangat berbeda dari solusi Blockchain modular arus utama seperti Ethereum Rollup, tetapi dalam kesederhanaan pendaratan dan kesulitan terhubung dengan platform Web2, kelayakannya sangat tinggi Karena dia tidak bermaksud membatasi dirinya pada jalur implementasi yang sempit seperti Rollup sejak awal, dia ingin menggunakan kerangka kerja yang lebih luas dan lebih terbuka untuk menggabungkan platform Web2 dengan infrastruktur Web3, yang dapat dikatakan sebagai pendekatan yang membuka otak dan imajinatif. Pendahuluan: Artikel ini secara prospektif akan memperkenalkan paradigma desain infrastruktur Web3 yang agak maverick - Storage Consensus Paradigm (SCP) Meskipun model desain produk ini secara teoritis sangat berbeda dari solusi Blockchain modular arus utama seperti Ethereum Rollup, sangat layak dalam hal kesederhanaan implementasi dan kesulitan terhubung dengan platform Web2, karena ia tidak bermaksud membatasi dirinya pada jalur implementasi yang sempit seperti Rollup sejak awal, dan ingin mengintegrasikan platform Web2 dan fasilitas Web3 dengan kerangka kerja yang lebih luas dan lebih terbuka, yang dapat dikatakan sebagai pendekatan yang membuka otak dan imajinatif.
Tubuh: Mari kita bayangkan skema penskalaan rantai publik dengan karakteristik sebagai berikut:
Ini memiliki kecepatan yang sebanding dengan aplikasi atau pertukaran Web2 tradisional, jauh melebihi rantai publik, L2, rollup, sidechain, dll.
Tidak ada biaya gas, dan biaya penggunaan hampir nol.
Keamanan dana yang tinggi, jauh melampaui fasilitas terpusat seperti bursa, lebih rendah dari Rollup tetapi lebih besar dari atau sama dengan Sidechain.
Pengalaman pengguna yang sama dengan Web2, tanpa pengetahuan tentang kunci publik dan pribadi Blockchain, dompet, infrastruktur, dll.
Solusi ini memang sangat menarik: di satu sisi, pada dasarnya telah mencapai penskalaan tertinggi, dan di sisi lain, ia telah meletakkan dasar yang kuat pada adopsi massal Web3, pada dasarnya menghilangkan kesenjangan antara pengalaman Web2 dan Web3.
Namun, sepertinya kita tidak bisa memikirkan banyak solusi yang bisa begitu lengkap, karena terlalu sedikit diskusi dan praktik arus utama.
Kami menggunakan topik penskalaan yang sangat akrab sebagai pengantar di atas, pada kenyataannya, **SCP tidak terbatas pada penskalaan, **inspirasi desainnya memang berasal dari Bitcoin, Ethereum dan solusi penskalaan rantai publik lainnya serta diskusi komunitas. Visi dan aplikasi praktisnya adalah untuk membangun generasi baru infrastruktur Trustless dan bahkan platform komputasi dengan struktur non-Blockchain. **
Komponen dasar SCP dan cara kerjanya
Secara umum, SCP juga seperti apa yang oleh komunitas Ethereum dan Celestia disebut “Blockchain modular”, dengan lapisan ketersediaan data, lapisan eksekusi, lapisan konsensus, lapisan Penyelesaian dan modul lainnya.
Lapisan ketersediaan data: Dilakukan oleh rantai publik yang diakui dan terbukti secara luas, atau fasilitas penyimpanan sebagai lapisan ketersediaan data, seperti Ethereum, Arweave, Celestia, dll.
Lapisan Eksekusi: Server yang menerima dan mengeksekusi transaksi pengguna, dan mengirimkan data transaksi yang ditandatangani oleh pengguna ke lapisan DA dalam batch, mirip dengan sequencer Rollup. Namun, lapisan eksekusi tidak harus memiliki struktur daftar tertaut bergaya Blockchain, itu bisa sepenuhnya berupa database Web2 + sistem komputasi, tetapi seluruh sistem komputasi harus open source dan transparan.
Lapisan konsensus: Ini terdiri dari sekelompok node yang menarik data yang dikirimkan ke lapisan DA oleh lapisan eksekusi dan menggunakan algoritma yang sama dengan lapisan eksekusi untuk menghitung data untuk mengkonfirmasi apakah output hasil dari lapisan eksekusi sudah benar, dan dapat digunakan sebagai redundansi pencegahan bencana dari lapisan eksekusi. Pengguna juga dapat membaca data yang dikembalikan oleh setiap Node di lapisan Konsensus untuk memastikan bahwa tidak ada penipuan di lapisan eksekusi.
Lapisan penyelesaian: terdiri dari sekelompok node dan kontrak atau alamat lain pada rantai, yang digunakan untuk memproses perilaku pengguna yang menyetor ke SCP atau menarik diri dari SCP, agak mirip dengan mode operasi jembatan interaksi lintas rantai. Node lapisan penyelesaian mengontrol fungsi penarikan Alamat deposit melalui kontrak multi-tanda tangan atau Alamat berbasis TSS. Saat menyetor, pengguna menyetor aset ke Alamat rantai yang ditentukan, mengirim permintaan saat menarik, dan Node lapisan Penyelesaian membaca data dan melepaskan aset melalui multisig atau TSS. Tingkat keamanan lapisan penyelesaian tergantung pada mekanisme interaksi lintas rantai yang diadopsi.
Kerangka kerja praktik SCP
Paradigma SCP dapat dipahami melalui kerangka kerja berikut. Produk yang memenuhi kerangka SCP dapat memiliki fungsi utama seperti deposit, transfer, penarikan, swap, dll., Dan dapat diperluas lebih lanjut atas dasar ini. ** Diagram berikut adalah diagram skematik dari produk tersebut: **
Lapisan DA proyek menggunakan fasilitas penyimpanan permanen Arweave, yang merupakan lingkaran besar dalam diagram.
Koordinator, yaitu lapisan eksekusi. **Pengguna mengirimkan transaksi ke koordinator, yang melakukan perhitungan dan menyajikan hasilnya, dan kemudian mengirimkan data input asli pengguna ke lapisan DA dalam batch.
Detektor, yang menarik data transaksi mentah yang dikirimkan oleh koordinator dari Arweave dan memvalidasi data dan hasil menggunakan Algoritma yang konsisten dengan koordinator. Klien detektor juga open source dan dapat dijalankan oleh siapa saja.
**Watchmen, sekelompok detektor yang bertanggung jawab atas multi-signature dari sistem penarikan. **Permintaan penarikan divalidasi dan dirilis berdasarkan data transaksi. Selain itu, penjaga juga bertanggung jawab untuk menandatangani proposal.
Kita dapat melihat keseluruhan sistem, dan Konsensus yang mereka capai semuanya off-chain, yang merupakan inti dari paradigma Konsensus penyimpanan - ia meninggalkan sistem NodeConsensus gaya Blockchain, dan memungkinkan lapisan eksekusi untuk menyingkirkan komunikasi Konsensus yang berat dan proses konfirmasi, dan hanya perlu melakukan pekerjaan server, sehingga mencapai TPS dan ekonomi yang hampir tidak terbatas. Ini sangat mirip dengan Rollup, tetapi SCP telah mengambil jalur yang berbeda dari Rollup, mencoba beralih dari kasus penggunaan khusus skala ke model transisi baru dari Web2 ke Web3. **
Koordinator yang disebutkan di atas adalah server, tetapi ini tidak berarti bahwa koordinator dapat melakukan apapun yang dia inginkan. Mirip dengan sequencer Rollup, setelah mengirimkan data mentah yang dikirimkan pengguna ke Arweave dalam batch, siapa pun dapat menjalankan program penguji untuk memverifikasinya dan membandingkannya dengan status yang dikembalikan oleh koordinator. Sampai batas tertentu, ini adalah ide yang sama dengan penerapan prasasti. **
Dalam arsitektur ini, server atau database terpusat tidak menimbulkan tantangan mendasar. Ini adalah poin lain dari paradigma SCP, yang mengikat dan memisahkan dua konsep “sentralisasi” dan “entitas tunggal” - ** dalam sistem tanpa kepercayaan, dapat ada komponen terpusat, ** bahkan komponen inti, tetapi ini tidak mempengaruhi keseluruhan tanpa kepercayaan.
Kita dapat meneriakkan slogan seperti itu - “** Generasi berikutnya dari infrastruktur tanpa kepercayaan tidak harus bergantung pada protokol konsensus, tetapi harus sistem open source dan jaringan node P2P **”.
Tujuan awal orang untuk menciptakan dan menggunakan Blockchain adalah untuk Trustless, buku besar konsisten, tidak dapat dipalsukan, dapat dilacak dan fundamental klise lainnya, yang dinyatakan dengan jelas dalam BitcoinWhite Paper. Tetapi setelah Ethereum, apakah itu skema penskalaan rantai publik lama, atau Rollup atau Blockchain modular, semua orang telah membentuk pola pikir: apa yang kita lakukan haruslah Blockchain (terdiri dari Protokol Konsensus Node), atau Rollup, yang tampaknya menjadi solusi rantai (hanya ada struktur data Blockchain, tetapi Node tidak memiliki pertukaran pesan Konsensus langsung).
Tapi sekarang, berdasarkan kerangka kerja SCP, bahkan jika itu bukan Blockchain, serangkaian persyaratan seperti buku besar yang tidak dapat dipercaya, konsisten, non-forge, keterlacakan, dll. dapat direalisasikan, tentu saja, premisnya adalah bahwa ada detail implementasi yang lebih jelas.
Lapisan eksekusi
Lapisan eksekusi sangat penting dalam keseluruhan sistem, ia melakukan proses komputasi dari seluruh sistem, dan juga menentukan jenis aplikasi apa yang dapat dijalankan pada sistem.
Lingkungan Eksekusi Kemungkinan Tak Terbatas
Secara teoritis, lingkungan eksekusi dalam lapisan eksekusi dapat dibuat dalam bentuk apa pun, dan kemungkinannya tidak terbatas, tergantung pada bagaimana tim proyek memposisikan proyeknya:
*Pertukaran. Berdasarkan SCP, pertukaran TPS terbuka, transparan, dan tinggi dapat dibangun, yang dapat memiliki karakteristik kecepatan CEX dan biaya nol, sambil mempertahankan desentralisasi DEX. Perbedaan antara CEX dan DEX menjadi kabur di sini.
Jaringan Pembayaran. Mirip dengan Alipay, PayPal, dll.
Dukungan untuk mesin virtual / Blockchain loader / kontrak. Setiap pengembang dapat menyebarkan aplikasi apa pun di dalamnya, berbagi semua data pengguna dengan program lain, dan beroperasi sesuai dengan instruksi pengguna.
SCP, pola desain yang mendukung lingkungan eksekusi sewenang-wenang, memiliki manfaat uniknya sendiri: tidak lagi harus bergantung pada komponen tertentu dengan bagasi historis, terutama konsep “abstraksi akun” yang dibuat oleh komunitas Ethereum, yang secara inheren tidak diinginkan untuk SCP.
Di bawah arsitektur SCP, tidak ada konsep abstraksi akun - Anda dapat dengan bebas mengadopsi akun standar Web2 dan akun Blockchain. Dari perspektif ini, banyak kasus penggunaan Web2 yang matang tidak perlu dipikirkan ulang dan dibangun untuk bekerja secara langsung di SCP. Ini mungkin manfaat SCP dibandingkan Rollups. **
Transparansi & Asimetri
Sistem akun yang disebutkan di atas, dan pembaca yang sensitif seharusnya memperhatikan bahwa meskipun SCP dapat memanfaatkan sistem akun Web2, tampaknya bermasalah untuk menggunakannya apa adanya.
Karena seluruh sistem benar-benar transparan, menggunakan model interaksi pengguna-ke-server secara langsung akan menyebabkan masalah serius, sehingga tidak ada keamanan sama sekali. Mari kita tinjau cara kerja model pengguna server tradisional:**
Pendaftaran Akun: Pengguna memasukkan nama pengguna dan kata sandi pada halaman pendaftaran aplikasi. Untuk melindungi kata sandi pengguna, server akan memproses kata sandi melalui fungsi hash setelah menerimanya. Untuk meningkatkan kompleksitas hash dan bertahan dari serangan tabel pelangi, kata sandi setiap pengguna biasanya terhubung ke string string yang dihasilkan secara acak (disebut “salt”) dan di-hash bersama. **Nama pengguna, salt, hash disimpan dalam teks biasa di database penyedia layanan dan tidak tersedia untuk umum. Namun meski begitu, perlu ditambahkan garam dan perawatan yang aman, satu untuk mencegah hantu internal, dan yang lainnya untuk mencegah serangan.
Login Pengguna: Pengguna memasukkan nama pengguna dan kata sandi mereka pada formulir login. Sistem membandingkan hash kata sandi yang diproses dengan nilai hash yang disimpan dalam database. Jika kedua hash cocok, menunjukkan bahwa pengguna telah memberikan kata sandi yang benar, proses login berlanjut.
Otentikasi operasi: Setelah verifikasi login dilewati, sistem akan membuat sesi untuk pengguna. Biasanya, informasi sesi disimpan di server, dan server mengirimkan pengidentifikasi (misalnya, atau token) ke browser atau aplikasi pengguna. Pengguna tidak perlu lagi memasukkan kembali nama pengguna dan sandi untuk langkah berikutnya: browser atau aplikasi menyimpan ID dan melampirkan ID ke setiap permintaan, yang menunjukkan bahwa mereka memiliki izin dari server terkait.
Mari kita tinjau sistem interaksi pengguna Blockchain Web3 yang khas:
Pendaftaran Akun: Hampir tidak ada proses pendaftaran akun, dan tidak ada sistem nama pengguna-kata sandi. Akun (alamat) tidak memerlukan pendaftaran, itu ada secara alami, dan siapa pun yang memegang kunci pribadinya mengendalikan akun. Kunci Pribadi dihasilkan secara acak secara lokal oleh Dompet dan tidak melibatkan proses jaringan.
Login pengguna: Penggunaan Blockchain tidak memerlukan login, dan sebagian besar dApps tidak memiliki proses login, tetapi terhubung ke Dompet. Beberapa dApps akan mengharuskan pengguna untuk menandatangani dan memverifikasi setelah terhubung ke Dompet untuk memastikan bahwa pengguna benar-benar memegang Kunci Pribadi, daripada hanya meneruskan WalletAddress ke frontend.
Otentikasi operasi: Pengguna langsung mengirimkan data yang ditandatangani ke Node, dan Node akan menyiarkan transaksi ke seluruh jaringan Blockchain setelah verifikasi, dan operasi pengguna akan dikonfirmasi setelah memenuhi Konsensus jaringan Blockchain.
Perbedaan antara kedua mode disebabkan oleh simetri dan asimetri. Dalam arsitektur server-user, kedua belah pihak memegang rahasia yang sama. Dalam arsitektur Blockchain-User, hanya pengguna yang memegang rahasia.
Meskipun lapisan eksekusi SCP tidak dapat menjadi Blockchain, semua data perlu disinkronkan ke lapisan DA yang terlihat publik, sehingga metode otentikasi login dan operasi yang digunakan oleh SCP harus asimetris. Namun, karena kami tidak ingin memiliki tindakan rumit dan pengalaman buruk yang memengaruhi adopsi massal, seperti membiarkan pengguna menyimpan kunci pribadi dan menggunakan dompet, aplikasi yang dibangun di SCP juga memiliki kebutuhan yang kuat untuk menggunakan kata sandi ID tradisional atau login otentikasi tiga pihak OAuth, jadi bagaimana cara menggabungkan keduanya?
Karena sifat asimetris kriptografi asimetris dan pasangan bukti tanpa pengetahuan, saya membayangkan dua skenario yang mungkin:
Jika Anda ingin menggunakan sistem ID-password, Anda dapat meninggalkan modul penyimpanan password ini dari SCP, sehingga tidak ada orang lain yang dapat melihatnya. Lapisan eksekusi SCP masih menggunakan akun kunci publik dan pribadi Blockchain dan logika operasi, tanpa registrasi, login, dll. ID pengguna sebenarnya sesuai dengan kunci privat. ** Tentu saja, kunci pribadi ini tidak dapat disimpan di sisi proyek, dan solusi yang lebih layak adalah menggunakan 2-3 MPC untuk menyelesaikan masalah penyimpanan terpusat, sementara tidak memungkinkan pengguna untuk menggunakan kunci pribadi.
Saat mengandalkan login OAuth, JWT (Json Web Token) dapat digunakan sebagai sarana autentikasi. **Metode ini akan sedikit lebih terpusat daripada yang di atas, karena pada dasarnya perlu bergantung pada layanan login pihak ketiga yang disediakan oleh produsen Web2 sebagai otentikasi identitas.
Saat Anda masuk dengan pihak ketiga untuk pertama kalinya, daftarkan bidang di JWT yang mewakili identitas pengguna dan identitas penyedia layanan di sistem. Dalam operasi pengguna selanjutnya, instruksi operasi digunakan sebagai input publik, dan JWT secara keseluruhan digunakan sebagai saksi rahasia untuk memverifikasi setiap transaksi pengguna dengan ZKP.
Setiap JWT memiliki tanggal kedaluwarsa, dan pengguna akan mengajukan JWT baru saat berikutnya mereka masuk, jadi tidak perlu menyimpannya selamanya. Selain itu, sistem ini juga perlu mengandalkan JWK, yang dapat dipahami sebagai kunci publik yang disediakan oleh pabrik besar untuk memverifikasi JWK. Jadi bagaimana memasukkan Desentralisasi JWK ke dalam sistem, dan bagaimana menangani rotasi kunci privat di masa depan, juga perlu ditelusuri.
Either way, itu lebih mahal untuk mengembangkan dan menghitung daripada metode tradisional, tetapi juga harga yang diperlukan untuk membayar desentralisasi. ** Tentu saja, jika tim proyek tidak percaya bahwa Desentralisasi akhir diperlukan, atau ada tonggak yang berbeda pada berbagai tahap pengembangan, tidak apa-apa untuk memiliki desain ini, karena Desentralisasi tidak hitam dan putih, tetapi ada area abu-abu di tengah.
Privasi
Masalah transparansi yang disebutkan di atas berdampak tidak hanya pada paradigma interaksi pengguna, tetapi juga pada data pengguna. Data pengguna langsung terekspos. Meskipun ini bukan masalah di Blockchain, itu sangat tidak dapat diterima di beberapa aplikasi, sehingga pengembang juga dapat membangun sistem transaksi pribadi.
Biaya
Bagaimana biaya lapisan eksekusi adalah titik perhatian lain. Ini karena ada juga biaya yang terkait dengan pengiriman data ke lapisan DA, termasuk pengoperasian servernya sendiri. Tujuan inti pertama dari Blockchain tradisional untuk membebankan biaya gas kepada pengguna adalah untuk menghindari pengguna menggesek sejumlah besar transaksi berulang untuk mengganggu jaringan transaksi, dan yang kedua adalah untuk mengurutkan transaksi menurut gas. Web2 tidak memiliki masalah serupa, jadi hanya ada konsep dasar seperti banjir dan DDoS.
Lapisan eksekusi dapat menyesuaikan berbagai strategi pengisian, seperti pengisian sepenuhnya gratis atau sebagian, dan juga dapat memonetisasi perilaku lain seperti MEV (yang sangat matang dalam sequencer), aktivitas pemasaran, dll.
Perlawanan sensor
Lapisan eksekusi tidak tahan sensor, dan secara teoritis dapat menolak transaksi pengguna tanpa batas. Di Rollup, resistensi sensor dapat dijamin oleh fungsi agregasi paksa dari kontrak L1, sedangkan Sidechain atau rantai publik adalah jaringan Blockchain terdistribusi lengkap, yang juga sulit untuk ditinjau.
**Saat ini tidak ada solusi yang jelas untuk masalah resistensi sensor, yang merupakan masalah dengan paradigma SCP. **
Lapisan Konsensus
Lapisan ini terdiri dari Node longgar, dan Node ini tidak secara aktif membentuk jaringan, sehingga tidak sepenuhnya merupakan lapisan Konsensus, tetapi hanya digunakan untuk mengkonfirmasi keadaan lapisan eksekusi saat ini ke dunia luar (seperti pengguna).
Misalnya, jika Anda ragu tentang status kesehatan node ini, Anda dapat mengunduh klien detektor mereka, yang menjalankan kode program yang sama dengan koordinator. **
Namun, ini mirip dengan Rollup, karena data dikirimkan dalam batch, lapisan eksekusi selalu mengembalikan status yang lebih baru kepada pengguna daripada lapisan DA. Ini melibatkan masalah pra-konfirmasi:
Lapisan eksekusi memberi pengguna hasil pra-konfirmasi dan finalitas lunak, karena belum diserahkan ke lapisan DA;
** Lapisan Konsensus memberi pengguna finalitas yang sulit. Pengguna mungkin tidak terlalu peduli tentang hal ini, tetapi untuk aplikasi seperti jembatan interaksi lintas rantai, finalitas yang sulit harus diikuti. Misalnya, sistem setoran dan penarikan pertukaran tidak akan mempercayai data yang disiarkan oleh serializer Rollup off-chain, dan harus menunggu data ini diunggah ke Ethereum sebelum dikenali.
Selain digunakan untuk mengkonfirmasi hasil, lapisan Konsensus juga memainkan peran penting, yaitu redundansi bencana sebagai lapisan eksekusi. Jika lapisan eksekusi menyerang secara permanen dan melakukan kejahatan serius, pada saat ini, secara teoritis setiap lapisan Konsensus dapat mengambil alih pekerjaan lapisan eksekusi dan menerima permintaan pengguna. Jika situasi serius seperti itu terjadi, komunitas harus memilih Node yang stabil dan andal sebagai server untuk lapisan eksekusi.
Lapisan Penyelesaian
Karena SCP bukan Rollup, SCP tidak dapat mencapai penarikan Trustless sepenuhnya berdasarkan Kriptografi dan kode Kontrak Cerdas tanpa campur tangan manusia seperti lapisan penyelesaian penarikan Rollup. Jembatan Interaksi Lintas Rantai SCP sama dengan Jembatan Interaksi Lintas Rantai Sidechain atau Saksi Pihak Ketiga, dan perlu mengandalkan manajer multi-tanda tangan resmi untuk melepaskan aset, yang kami sebut model saksi.
Desentralisasi jembatan saksi sebanyak mungkin adalah subjek dari banyak studi interaksi lintas rantai. Karena keterbatasan ruang, saya tidak akan mengembangkannya di sini. Platform SCP yang dirancang dengan baik juga harus memiliki mitra multisig Jembatan Desentralisasi yang memiliki reputasi baik dalam praktiknya.
** Orang mungkin bertanya mengapa SCP tidak menggunakan rantai dengan kontrak pintar sebagai lapisan DA? ** Ini dapat membuat lapisan penyelesaian yang memberikan kontrak dan sama sekali tidak dapat dipercaya.
Dalam jangka panjang, selama beberapa kesulitan teknis diatasi, jika lapisan DA ditempatkan pada lapisan DA dengan kontrak seperti Ethereum, dan kontrak yang sesuai untuk verifikasi dapat dibangun, SCP juga dapat memperoleh keamanan penyelesaian yang sama dengan Rollup, tanpa perlu menggunakan multi-tanda tangan.
Namun dalam praktiknya hal ini belum tentu optimal:**
Ethereum tidak secara khusus digunakan untuk pelestarian data, dan harganya terlalu tinggi dibandingkan dengan rantai publik penyimpanan data murni. Untuk paradigma SCP, biaya penyimpanan yang cukup rendah atau tetap sangat penting. Hanya dengan cara ini throughput tingkat Web2 dapat didukung.
Buktikan bahwa sistem ini sangat sulit untuk dikembangkan, karena SCP tidak hanya dapat mensimulasikan EVM, tetapi juga menerapkan logika apa pun. ** Melihat fakta bahwa tim seperti Optimism masih belum online untuk bukti penipuan, dan kesulitan pengembangan zkEVM, kita dapat membayangkan bahwa sangat sulit untuk menerapkan bukti berbagai sistem di Ethereum.
Oleh karena itu, solusi Rollup hanya lebih praktis dalam situasi tertentu, dan jika Anda berencana untuk menerapkan pendekatan yang lebih luas dan lebih terbuka yang menjauh dari sistem EVM dan menjadi lebih banyak fitur Web2, gagasan Ethereum Rollup tidak tepat.
**SCP bukan skema penskalaan rantai publik, tetapi arsitektur platform komputasi Web3 yang lebih besar, jadi jelas tidak perlu mengikuti gagasan Ethereum Layer 2. **
Diagram yang Membandingkan SCP dengan Paradigma Lain
Lihat Asli
Halaman ini mungkin berisi konten pihak ketiga, yang disediakan untuk tujuan informasi saja (bukan pernyataan/jaminan) dan tidak boleh dianggap sebagai dukungan terhadap pandangannya oleh Gate, atau sebagai nasihat keuangan atau profesional. Lihat Penafian untuk detailnya.
Menafsirkan SCP: Paradigma Infrastruktur Tanpa Kepercayaan di Luar Formula Rollup
Penulis: Wuyue, Geek Web3
**Pendahuluan:**Artikel ini secara prospektif akan memperkenalkan paradigma desain infrastruktur Web3 yang terlihat agak maverick - Storage Consensus Paradigm SCP (Storage-based Consensus Paradigm), meskipun model desain produk ini secara teoritis sangat berbeda dari solusi Blockchain modular arus utama seperti Ethereum Rollup, tetapi dalam kesederhanaan pendaratan dan kesulitan terhubung dengan platform Web2, kelayakannya sangat tinggi Karena dia tidak bermaksud membatasi dirinya pada jalur implementasi yang sempit seperti Rollup sejak awal, dia ingin menggunakan kerangka kerja yang lebih luas dan lebih terbuka untuk menggabungkan platform Web2 dengan infrastruktur Web3, yang dapat dikatakan sebagai pendekatan yang membuka otak dan imajinatif. Pendahuluan: Artikel ini secara prospektif akan memperkenalkan paradigma desain infrastruktur Web3 yang agak maverick - Storage Consensus Paradigm (SCP) Meskipun model desain produk ini secara teoritis sangat berbeda dari solusi Blockchain modular arus utama seperti Ethereum Rollup, sangat layak dalam hal kesederhanaan implementasi dan kesulitan terhubung dengan platform Web2, karena ia tidak bermaksud membatasi dirinya pada jalur implementasi yang sempit seperti Rollup sejak awal, dan ingin mengintegrasikan platform Web2 dan fasilitas Web3 dengan kerangka kerja yang lebih luas dan lebih terbuka, yang dapat dikatakan sebagai pendekatan yang membuka otak dan imajinatif.
Tubuh: Mari kita bayangkan skema penskalaan rantai publik dengan karakteristik sebagai berikut:
Solusi ini memang sangat menarik: di satu sisi, pada dasarnya telah mencapai penskalaan tertinggi, dan di sisi lain, ia telah meletakkan dasar yang kuat pada adopsi massal Web3, pada dasarnya menghilangkan kesenjangan antara pengalaman Web2 dan Web3.
Namun, sepertinya kita tidak bisa memikirkan banyak solusi yang bisa begitu lengkap, karena terlalu sedikit diskusi dan praktik arus utama.
Kami menggunakan topik penskalaan yang sangat akrab sebagai pengantar di atas, pada kenyataannya, **SCP tidak terbatas pada penskalaan, **inspirasi desainnya memang berasal dari Bitcoin, Ethereum dan solusi penskalaan rantai publik lainnya serta diskusi komunitas. Visi dan aplikasi praktisnya adalah untuk membangun generasi baru infrastruktur Trustless dan bahkan platform komputasi dengan struktur non-Blockchain. **
Komponen dasar SCP dan cara kerjanya
Secara umum, SCP juga seperti apa yang oleh komunitas Ethereum dan Celestia disebut “Blockchain modular”, dengan lapisan ketersediaan data, lapisan eksekusi, lapisan konsensus, lapisan Penyelesaian dan modul lainnya.
Lapisan ketersediaan data: Dilakukan oleh rantai publik yang diakui dan terbukti secara luas, atau fasilitas penyimpanan sebagai lapisan ketersediaan data, seperti Ethereum, Arweave, Celestia, dll. Lapisan Eksekusi: Server yang menerima dan mengeksekusi transaksi pengguna, dan mengirimkan data transaksi yang ditandatangani oleh pengguna ke lapisan DA dalam batch, mirip dengan sequencer Rollup. Namun, lapisan eksekusi tidak harus memiliki struktur daftar tertaut bergaya Blockchain, itu bisa sepenuhnya berupa database Web2 + sistem komputasi, tetapi seluruh sistem komputasi harus open source dan transparan. Lapisan konsensus: Ini terdiri dari sekelompok node yang menarik data yang dikirimkan ke lapisan DA oleh lapisan eksekusi dan menggunakan algoritma yang sama dengan lapisan eksekusi untuk menghitung data untuk mengkonfirmasi apakah output hasil dari lapisan eksekusi sudah benar, dan dapat digunakan sebagai redundansi pencegahan bencana dari lapisan eksekusi. Pengguna juga dapat membaca data yang dikembalikan oleh setiap Node di lapisan Konsensus untuk memastikan bahwa tidak ada penipuan di lapisan eksekusi. Lapisan penyelesaian: terdiri dari sekelompok node dan kontrak atau alamat lain pada rantai, yang digunakan untuk memproses perilaku pengguna yang menyetor ke SCP atau menarik diri dari SCP, agak mirip dengan mode operasi jembatan interaksi lintas rantai. Node lapisan penyelesaian mengontrol fungsi penarikan Alamat deposit melalui kontrak multi-tanda tangan atau Alamat berbasis TSS. Saat menyetor, pengguna menyetor aset ke Alamat rantai yang ditentukan, mengirim permintaan saat menarik, dan Node lapisan Penyelesaian membaca data dan melepaskan aset melalui multisig atau TSS. Tingkat keamanan lapisan penyelesaian tergantung pada mekanisme interaksi lintas rantai yang diadopsi.
Kerangka kerja praktik SCP
Paradigma SCP dapat dipahami melalui kerangka kerja berikut. Produk yang memenuhi kerangka SCP dapat memiliki fungsi utama seperti deposit, transfer, penarikan, swap, dll., Dan dapat diperluas lebih lanjut atas dasar ini. ** Diagram berikut adalah diagram skematik dari produk tersebut: **
Kita dapat melihat keseluruhan sistem, dan Konsensus yang mereka capai semuanya off-chain, yang merupakan inti dari paradigma Konsensus penyimpanan - ia meninggalkan sistem NodeConsensus gaya Blockchain, dan memungkinkan lapisan eksekusi untuk menyingkirkan komunikasi Konsensus yang berat dan proses konfirmasi, dan hanya perlu melakukan pekerjaan server, sehingga mencapai TPS dan ekonomi yang hampir tidak terbatas. Ini sangat mirip dengan Rollup, tetapi SCP telah mengambil jalur yang berbeda dari Rollup, mencoba beralih dari kasus penggunaan khusus skala ke model transisi baru dari Web2 ke Web3. **
Koordinator yang disebutkan di atas adalah server, tetapi ini tidak berarti bahwa koordinator dapat melakukan apapun yang dia inginkan. Mirip dengan sequencer Rollup, setelah mengirimkan data mentah yang dikirimkan pengguna ke Arweave dalam batch, siapa pun dapat menjalankan program penguji untuk memverifikasinya dan membandingkannya dengan status yang dikembalikan oleh koordinator. Sampai batas tertentu, ini adalah ide yang sama dengan penerapan prasasti. **
Dalam arsitektur ini, server atau database terpusat tidak menimbulkan tantangan mendasar. Ini adalah poin lain dari paradigma SCP, yang mengikat dan memisahkan dua konsep “sentralisasi” dan “entitas tunggal” - ** dalam sistem tanpa kepercayaan, dapat ada komponen terpusat, ** bahkan komponen inti, tetapi ini tidak mempengaruhi keseluruhan tanpa kepercayaan.
Kita dapat meneriakkan slogan seperti itu - “** Generasi berikutnya dari infrastruktur tanpa kepercayaan tidak harus bergantung pada protokol konsensus, tetapi harus sistem open source dan jaringan node P2P **”.
Tujuan awal orang untuk menciptakan dan menggunakan Blockchain adalah untuk Trustless, buku besar konsisten, tidak dapat dipalsukan, dapat dilacak dan fundamental klise lainnya, yang dinyatakan dengan jelas dalam BitcoinWhite Paper. Tetapi setelah Ethereum, apakah itu skema penskalaan rantai publik lama, atau Rollup atau Blockchain modular, semua orang telah membentuk pola pikir: apa yang kita lakukan haruslah Blockchain (terdiri dari Protokol Konsensus Node), atau Rollup, yang tampaknya menjadi solusi rantai (hanya ada struktur data Blockchain, tetapi Node tidak memiliki pertukaran pesan Konsensus langsung).
Tapi sekarang, berdasarkan kerangka kerja SCP, bahkan jika itu bukan Blockchain, serangkaian persyaratan seperti buku besar yang tidak dapat dipercaya, konsisten, non-forge, keterlacakan, dll. dapat direalisasikan, tentu saja, premisnya adalah bahwa ada detail implementasi yang lebih jelas.
Lapisan eksekusi
Lapisan eksekusi sangat penting dalam keseluruhan sistem, ia melakukan proses komputasi dari seluruh sistem, dan juga menentukan jenis aplikasi apa yang dapat dijalankan pada sistem.
Lingkungan Eksekusi Kemungkinan Tak Terbatas
Secara teoritis, lingkungan eksekusi dalam lapisan eksekusi dapat dibuat dalam bentuk apa pun, dan kemungkinannya tidak terbatas, tergantung pada bagaimana tim proyek memposisikan proyeknya:
*Pertukaran. Berdasarkan SCP, pertukaran TPS terbuka, transparan, dan tinggi dapat dibangun, yang dapat memiliki karakteristik kecepatan CEX dan biaya nol, sambil mempertahankan desentralisasi DEX. Perbedaan antara CEX dan DEX menjadi kabur di sini.
SCP, pola desain yang mendukung lingkungan eksekusi sewenang-wenang, memiliki manfaat uniknya sendiri: tidak lagi harus bergantung pada komponen tertentu dengan bagasi historis, terutama konsep “abstraksi akun” yang dibuat oleh komunitas Ethereum, yang secara inheren tidak diinginkan untuk SCP.
Di bawah arsitektur SCP, tidak ada konsep abstraksi akun - Anda dapat dengan bebas mengadopsi akun standar Web2 dan akun Blockchain. Dari perspektif ini, banyak kasus penggunaan Web2 yang matang tidak perlu dipikirkan ulang dan dibangun untuk bekerja secara langsung di SCP. Ini mungkin manfaat SCP dibandingkan Rollups. **
Transparansi & Asimetri
Sistem akun yang disebutkan di atas, dan pembaca yang sensitif seharusnya memperhatikan bahwa meskipun SCP dapat memanfaatkan sistem akun Web2, tampaknya bermasalah untuk menggunakannya apa adanya.
Karena seluruh sistem benar-benar transparan, menggunakan model interaksi pengguna-ke-server secara langsung akan menyebabkan masalah serius, sehingga tidak ada keamanan sama sekali. Mari kita tinjau cara kerja model pengguna server tradisional:**
Login Pengguna: Pengguna memasukkan nama pengguna dan kata sandi mereka pada formulir login. Sistem membandingkan hash kata sandi yang diproses dengan nilai hash yang disimpan dalam database. Jika kedua hash cocok, menunjukkan bahwa pengguna telah memberikan kata sandi yang benar, proses login berlanjut.
Otentikasi operasi: Setelah verifikasi login dilewati, sistem akan membuat sesi untuk pengguna. Biasanya, informasi sesi disimpan di server, dan server mengirimkan pengidentifikasi (misalnya, atau token) ke browser atau aplikasi pengguna. Pengguna tidak perlu lagi memasukkan kembali nama pengguna dan sandi untuk langkah berikutnya: browser atau aplikasi menyimpan ID dan melampirkan ID ke setiap permintaan, yang menunjukkan bahwa mereka memiliki izin dari server terkait.
Mari kita tinjau sistem interaksi pengguna Blockchain Web3 yang khas:
Pendaftaran Akun: Hampir tidak ada proses pendaftaran akun, dan tidak ada sistem nama pengguna-kata sandi. Akun (alamat) tidak memerlukan pendaftaran, itu ada secara alami, dan siapa pun yang memegang kunci pribadinya mengendalikan akun. Kunci Pribadi dihasilkan secara acak secara lokal oleh Dompet dan tidak melibatkan proses jaringan.
Login pengguna: Penggunaan Blockchain tidak memerlukan login, dan sebagian besar dApps tidak memiliki proses login, tetapi terhubung ke Dompet. Beberapa dApps akan mengharuskan pengguna untuk menandatangani dan memverifikasi setelah terhubung ke Dompet untuk memastikan bahwa pengguna benar-benar memegang Kunci Pribadi, daripada hanya meneruskan WalletAddress ke frontend.
Otentikasi operasi: Pengguna langsung mengirimkan data yang ditandatangani ke Node, dan Node akan menyiarkan transaksi ke seluruh jaringan Blockchain setelah verifikasi, dan operasi pengguna akan dikonfirmasi setelah memenuhi Konsensus jaringan Blockchain.
Perbedaan antara kedua mode disebabkan oleh simetri dan asimetri. Dalam arsitektur server-user, kedua belah pihak memegang rahasia yang sama. Dalam arsitektur Blockchain-User, hanya pengguna yang memegang rahasia.
Meskipun lapisan eksekusi SCP tidak dapat menjadi Blockchain, semua data perlu disinkronkan ke lapisan DA yang terlihat publik, sehingga metode otentikasi login dan operasi yang digunakan oleh SCP harus asimetris. Namun, karena kami tidak ingin memiliki tindakan rumit dan pengalaman buruk yang memengaruhi adopsi massal, seperti membiarkan pengguna menyimpan kunci pribadi dan menggunakan dompet, aplikasi yang dibangun di SCP juga memiliki kebutuhan yang kuat untuk menggunakan kata sandi ID tradisional atau login otentikasi tiga pihak OAuth, jadi bagaimana cara menggabungkan keduanya?
Karena sifat asimetris kriptografi asimetris dan pasangan bukti tanpa pengetahuan, saya membayangkan dua skenario yang mungkin:
Setiap JWT memiliki tanggal kedaluwarsa, dan pengguna akan mengajukan JWT baru saat berikutnya mereka masuk, jadi tidak perlu menyimpannya selamanya. Selain itu, sistem ini juga perlu mengandalkan JWK, yang dapat dipahami sebagai kunci publik yang disediakan oleh pabrik besar untuk memverifikasi JWK. Jadi bagaimana memasukkan Desentralisasi JWK ke dalam sistem, dan bagaimana menangani rotasi kunci privat di masa depan, juga perlu ditelusuri.
Either way, itu lebih mahal untuk mengembangkan dan menghitung daripada metode tradisional, tetapi juga harga yang diperlukan untuk membayar desentralisasi. ** Tentu saja, jika tim proyek tidak percaya bahwa Desentralisasi akhir diperlukan, atau ada tonggak yang berbeda pada berbagai tahap pengembangan, tidak apa-apa untuk memiliki desain ini, karena Desentralisasi tidak hitam dan putih, tetapi ada area abu-abu di tengah.
Privasi
Masalah transparansi yang disebutkan di atas berdampak tidak hanya pada paradigma interaksi pengguna, tetapi juga pada data pengguna. Data pengguna langsung terekspos. Meskipun ini bukan masalah di Blockchain, itu sangat tidak dapat diterima di beberapa aplikasi, sehingga pengembang juga dapat membangun sistem transaksi pribadi.
Biaya
Bagaimana biaya lapisan eksekusi adalah titik perhatian lain. Ini karena ada juga biaya yang terkait dengan pengiriman data ke lapisan DA, termasuk pengoperasian servernya sendiri. Tujuan inti pertama dari Blockchain tradisional untuk membebankan biaya gas kepada pengguna adalah untuk menghindari pengguna menggesek sejumlah besar transaksi berulang untuk mengganggu jaringan transaksi, dan yang kedua adalah untuk mengurutkan transaksi menurut gas. Web2 tidak memiliki masalah serupa, jadi hanya ada konsep dasar seperti banjir dan DDoS.
Lapisan eksekusi dapat menyesuaikan berbagai strategi pengisian, seperti pengisian sepenuhnya gratis atau sebagian, dan juga dapat memonetisasi perilaku lain seperti MEV (yang sangat matang dalam sequencer), aktivitas pemasaran, dll.
Perlawanan sensor
Lapisan eksekusi tidak tahan sensor, dan secara teoritis dapat menolak transaksi pengguna tanpa batas. Di Rollup, resistensi sensor dapat dijamin oleh fungsi agregasi paksa dari kontrak L1, sedangkan Sidechain atau rantai publik adalah jaringan Blockchain terdistribusi lengkap, yang juga sulit untuk ditinjau.
**Saat ini tidak ada solusi yang jelas untuk masalah resistensi sensor, yang merupakan masalah dengan paradigma SCP. **
Lapisan Konsensus
Lapisan ini terdiri dari Node longgar, dan Node ini tidak secara aktif membentuk jaringan, sehingga tidak sepenuhnya merupakan lapisan Konsensus, tetapi hanya digunakan untuk mengkonfirmasi keadaan lapisan eksekusi saat ini ke dunia luar (seperti pengguna).
Misalnya, jika Anda ragu tentang status kesehatan node ini, Anda dapat mengunduh klien detektor mereka, yang menjalankan kode program yang sama dengan koordinator. **
Namun, ini mirip dengan Rollup, karena data dikirimkan dalam batch, lapisan eksekusi selalu mengembalikan status yang lebih baru kepada pengguna daripada lapisan DA. Ini melibatkan masalah pra-konfirmasi:
Lapisan eksekusi memberi pengguna hasil pra-konfirmasi dan finalitas lunak, karena belum diserahkan ke lapisan DA;
** Lapisan Konsensus memberi pengguna finalitas yang sulit. Pengguna mungkin tidak terlalu peduli tentang hal ini, tetapi untuk aplikasi seperti jembatan interaksi lintas rantai, finalitas yang sulit harus diikuti. Misalnya, sistem setoran dan penarikan pertukaran tidak akan mempercayai data yang disiarkan oleh serializer Rollup off-chain, dan harus menunggu data ini diunggah ke Ethereum sebelum dikenali.
Selain digunakan untuk mengkonfirmasi hasil, lapisan Konsensus juga memainkan peran penting, yaitu redundansi bencana sebagai lapisan eksekusi. Jika lapisan eksekusi menyerang secara permanen dan melakukan kejahatan serius, pada saat ini, secara teoritis setiap lapisan Konsensus dapat mengambil alih pekerjaan lapisan eksekusi dan menerima permintaan pengguna. Jika situasi serius seperti itu terjadi, komunitas harus memilih Node yang stabil dan andal sebagai server untuk lapisan eksekusi.
Lapisan Penyelesaian
Karena SCP bukan Rollup, SCP tidak dapat mencapai penarikan Trustless sepenuhnya berdasarkan Kriptografi dan kode Kontrak Cerdas tanpa campur tangan manusia seperti lapisan penyelesaian penarikan Rollup. Jembatan Interaksi Lintas Rantai SCP sama dengan Jembatan Interaksi Lintas Rantai Sidechain atau Saksi Pihak Ketiga, dan perlu mengandalkan manajer multi-tanda tangan resmi untuk melepaskan aset, yang kami sebut model saksi.
Desentralisasi jembatan saksi sebanyak mungkin adalah subjek dari banyak studi interaksi lintas rantai. Karena keterbatasan ruang, saya tidak akan mengembangkannya di sini. Platform SCP yang dirancang dengan baik juga harus memiliki mitra multisig Jembatan Desentralisasi yang memiliki reputasi baik dalam praktiknya.
** Orang mungkin bertanya mengapa SCP tidak menggunakan rantai dengan kontrak pintar sebagai lapisan DA? ** Ini dapat membuat lapisan penyelesaian yang memberikan kontrak dan sama sekali tidak dapat dipercaya.
Dalam jangka panjang, selama beberapa kesulitan teknis diatasi, jika lapisan DA ditempatkan pada lapisan DA dengan kontrak seperti Ethereum, dan kontrak yang sesuai untuk verifikasi dapat dibangun, SCP juga dapat memperoleh keamanan penyelesaian yang sama dengan Rollup, tanpa perlu menggunakan multi-tanda tangan.
Namun dalam praktiknya hal ini belum tentu optimal:**
Ethereum tidak secara khusus digunakan untuk pelestarian data, dan harganya terlalu tinggi dibandingkan dengan rantai publik penyimpanan data murni. Untuk paradigma SCP, biaya penyimpanan yang cukup rendah atau tetap sangat penting. Hanya dengan cara ini throughput tingkat Web2 dapat didukung.
Buktikan bahwa sistem ini sangat sulit untuk dikembangkan, karena SCP tidak hanya dapat mensimulasikan EVM, tetapi juga menerapkan logika apa pun. ** Melihat fakta bahwa tim seperti Optimism masih belum online untuk bukti penipuan, dan kesulitan pengembangan zkEVM, kita dapat membayangkan bahwa sangat sulit untuk menerapkan bukti berbagai sistem di Ethereum.
Oleh karena itu, solusi Rollup hanya lebih praktis dalam situasi tertentu, dan jika Anda berencana untuk menerapkan pendekatan yang lebih luas dan lebih terbuka yang menjauh dari sistem EVM dan menjadi lebih banyak fitur Web2, gagasan Ethereum Rollup tidak tepat.
**SCP bukan skema penskalaan rantai publik, tetapi arsitektur platform komputasi Web3 yang lebih besar, jadi jelas tidak perlu mengikuti gagasan Ethereum Layer 2. **
Diagram yang Membandingkan SCP dengan Paradigma Lain