Avalanche: новое семейство протоколов консенсуса
Resumo
Avalanche Plataforma 30/06/2020 Kevin Sekniqi, Daniel Laine, Stephen Buttolph e Emin G¨un Sirer Resumo. Este artigo fornece uma visão geral da arquitetura da primeira versão da plataforma Avalanche, codinome Avalanche Borealis. Para obter detalhes sobre a economia do nativo token, denominado $AVAX, nós 5 guie o leitor para o artigo de dinâmica token [2] que o acompanha. Divulgação: As informações descritas neste documento são preliminares e estão sujeitas a alterações a qualquer momento. Além disso, este documento pode conter “declarações prospectivas”.1 Confirmação do Git: 7497e4a4ba0a1ea2dc2a111bc6deefbf3023708e 1 Introdução 10 Este artigo fornece uma visão geral da arquitetura da plataforma Avalanche. O foco principal está nos três principais diferenciais da plataforma: o motor, o modelo arquitetônico e o mecanismo de governança. 1.1 Avalanche Metas e Princípios Avalanche é uma plataforma blockchain de alto desempenho, escalonável, personalizável e segura. Tem como alvo três amplos casos de uso: 15 – Construindo blockchains específicos do aplicativo, abrangendo com permissão (privado) e sem permissão (público) implantações. – Construir e lançar aplicativos altamente escaláveis e descentralizados (Dapps). – Construir ativos digitais arbitrariamente complexos com regras, acordos e acessórios personalizados (ativos inteligentes). 1 As declarações prospectivas geralmente estão relacionadas a eventos futuros ou ao nosso desempenho futuro. Isto inclui, mas não é limitado ao desempenho projetado de Avalanche; o desenvolvimento esperado dos seus negócios e projetos; execução da sua visão e estratégia de crescimento; e conclusão de projetos que estão atualmente em andamento, em desenvolvimento ou caso contrário, está em consideração. As declarações prospectivas representam as crenças e suposições de nossa administração somente a partir da data desta apresentação. Estas declarações não são garantias de desempenho futuro e não se deve confiar neles. Tais declarações prospectivas envolvem necessariamente riscos, que podem fazer com que o desempenho e os resultados reais em períodos futuros sejam materialmente diferentes de quaisquer projeções expressa ou implícita aqui. Avalanche não assume nenhuma obrigação de atualizar declarações prospectivas. Embora declarações prospectivas são nossa melhor previsão no momento em que são feitas, não pode haver garantia de que elas provará ser preciso, pois os resultados reais e eventos futuros podem diferir materialmente. O leitor é alertado para não confiar indevidamente em declarações prospectivas.
Аннотация
Avalanche Платформа 2020/06/30 Кевин Секники, Дэниел Лейн, Стивен Баттольф и Эмин Гюн Сирер Аннотация. В этом документе представлен обзор архитектуры первой версии платформы Avalanche. под кодовым названием Avalanche Borealis. Для получения подробной информации об экономике собственного token, помеченного как $AVAX, мы 5 направьте читателя к прилагаемой token статье по динамике [2]. Раскрытие информации: Информация, описанная в этом документе, является предварительной и может быть изменена в любое время. Кроме того, настоящий документ может содержать «заявления прогнозного характера».1 Git-коммит: 7497e4a4ba0a1ea2dc2a111bc6deefbf3023708e 1 Введение 10 В этом документе представлен архитектурный обзор платформы Avalanche. Основное внимание уделяется трем ключевым Отличительные особенности платформы: движок, архитектурная модель и механизм управления. 1.1 Avalanche Цели и принципы Avalanche — это высокопроизводительная, масштабируемая, настраиваемая и безопасная платформа blockchain. Он нацелен на три широкие варианты использования: 15 – Создание blockchain для конкретных приложений, охватывающих разрешенные (частные) и не требующие разрешений (публичные) развертывания. – Создание и запуск масштабируемых и децентрализованных приложений (Dapps). – Создание произвольно сложных цифровых активов с индивидуальными правилами, соглашениями и ограничениями (умные активы). 1 Заявления прогнозного характера обычно относятся к будущим событиям или нашим будущим результатам. Это включает, но не ограничено прогнозируемой производительностью Avalanche; ожидаемое развитие его бизнеса и проектов; исполнение своего видения и стратегии роста; и завершение проектов, которые в настоящее время реализуются, находятся в стадии разработки или в противном случае на рассмотрении. Заявления прогнозного характера отражают убеждения и предположения нашего руководства. только на дату настоящей презентации. Эти заявления не являются гарантией будущих результатов и не являются неправомерными. на них не следует полагаться. Такие прогнозные заявления обязательно включают в себя известные и неизвестные риски, которые могут привести к тому, что фактические показатели и результаты в будущих периодах будут существенно отличаться от любых прогнозов выраженные или подразумеваемые здесь. Avalanche не берет на себя никаких обязательств по обновлению прогнозных заявлений. Хотя прогнозные заявления являются нашим лучшим прогнозом на момент их составления, не может быть никакой гарантии, что они окажется точным, поскольку фактические результаты и будущие события могут существенно отличаться. Читателя предостерегают: не необоснованно полагаться на прогнозные заявления.
Introdução
10 Este artigo fornece uma visão geral da arquitetura da plataforma Avalanche. O foco principal está nos três principais diferenciais da plataforma: o motor, o modelo arquitetônico e o
Введение
10 В этом документе представлен архитектурный обзор платформы Avalanche. Основное внимание уделяется трем ключевым дифференциаторы платформы: движок, архитектурная модель и
O motor
60 A discussão da plataforma Avalanche começa com o componente principal que alimenta a plataforma: o mecanismo de consenso. Contexto Os pagamentos distribuídos e – mais geralmente – a computação, exigem acordo entre um conjunto de máquinas. Portanto, os protocolos de consenso, que permitem a um grupo de nós chegar a um acordo, estão no coração de blockchains, bem como quase todos os sistemas distribuídos industriais de grande escala implantados. O tópico 65 recebeu amplo escrutínio por quase cinco décadas, e esse esforço, até o momento, rendeu apenas duas famílias de protocolos: protocolos de consenso clássicos, que dependem da comunicação de todos para todos, e consenso de Nakamoto, que depende da mineração proof-of-work juntamente com a regra da cadeia mais longa. Embora os protocolos de consenso clássicos podem ter baixa latência e alto rendimento, eles não se adaptam a um grande número de participantes, nem são robusto na presença de mudanças de membros, o que os relegou principalmente a permissões, principalmente 70 implantações estáticas. Os protocolos de consenso de Nakamoto [5, 7, 4], por outro lado, são robustos, mas sofrem de altas latências de confirmação, baixo rendimento e exigem gasto constante de energia para sua segurança. A família de protocolos Snow, introduzida por Avalanche, combina as melhores propriedades dos protocolos de consenso clássicos com o melhor do consenso de Nakamoto. Com base em um mecanismo leve de amostragem de rede, eles alcançam baixa latência e alto rendimento sem a necessidade de concordar com a composição precisa do 75 sistema. Eles variam de milhares a milhões de participantes com participação direta no protocolo de consenso. Além disso, os protocolos não fazem uso da mineração PoW e, portanto, evitam sua exorbitante gasto de energia e subsequente vazamento de valor no ecossistema, produzindo energia leve, verde e inativa protocolos. Mecanismo e propriedades Os protocolos Snow operam por amostragem repetida da rede. Cada nó 80 pesquisa um conjunto pequeno, de tamanho constante e escolhido aleatoriamente de vizinhos e muda sua proposta se uma maioria absoluta suporta um valor diferente. As amostras são repetidas até que a convergência seja alcançada, o que acontece rapidamente em operações normais. Elucidamos o mecanismo de operação através de um exemplo concreto. Primeiro, uma transação é criada por um usuário e enviado para um nó de validação, que é um nó participante do procedimento de consenso. É então 85 propagado para outros nós da rede por meio de fofoca. O que acontece se esse usuário também emitir uma mensagem conflitante4 Kevin Sekniqi, Daniel Laine, Stephen Buttolph e Emin G¨un Sirer transação, ou seja, um gasto duplo? Para escolher entre as transações conflitantes e evitar o gasto duplo, cada nó seleciona aleatoriamente um pequeno subconjunto de nós e consulta quais das transações conflitantes os nós consultados acham que é o válido. Se o nó de consulta receber uma resposta majoritária a favor de uma transação, então o nó altera sua própria resposta a essa transação. Cada nó da rede 90 repete esse procedimento até que toda a rede chegue a um consenso sobre uma das transações conflitantes. Surpreendentemente, embora o mecanismo central de operação seja bastante simples, esses protocolos levam a resultados altamente dinâmica de sistema desejável que os torna adequados para implantação em larga escala. – Sem permissão, aberto à rotatividade e robusto. A última série de projetos blockchain empregam clássicos protocolos de consenso e, portanto, exigem pleno conhecimento dos membros. Conhecendo todo o conjunto do par95 participantes é suficientemente simples em sistemas fechados e autorizados, mas torna-se cada vez mais difícil em sistemas abertos e redes descentralizadas. Esta limitação impõe elevados riscos de segurança aos operadores existentes que empregam tais protocolos. Em contraste, os protocolos Snow mantêm altas garantias de segurança mesmo quando há discrepâncias bem quantificadas entre as visualizações de rede de dois nós quaisquer. Validadores de protocolos Snow aproveite a capacidade de validar sem conhecimento completo e contínuo de associação. São, portanto, robustos 100 e altamente adequado para blockchains públicos. – Escalável e Descentralizada Uma característica central da família Snow é sua capacidade de escalar sem incorrer em compensações fundamentais. Os protocolos Snow podem ser dimensionados para dezenas de milhares ou milhões de nós, sem delegação a subconjuntos de validators. Esses protocolos desfrutam da melhor descentralização de sistema da categoria, permitindo cada nó para validar totalmente. A participação contínua em primeira mão tem implicações profundas para a segurança 105 do sistema. Em quase todos os protocolos proof-of-stake que tentam escalar para um grande conjunto de participantes, o modo típico de operação é permitir o escalonamento delegando a validação a um subcomitê. Naturalmente, isto implica que a segurança do sistema é agora precisamente tão elevada quanto o custo da corrupção do subcomitê. Além disso, os subcomités estão sujeitos à formação de cartéis. Nos protocolos do tipo Snow, tal delegação não é necessária, permitindo que cada operador do nó tenha um primeiro110 dizer manualmente no sistema, em todos os momentos. Outro design, normalmente chamado de fragmentação de estado, tenta para fornecer escalabilidade paralelizando a serialização de transações para redes independentes de validators. Infelizmente, a segurança do sistema em tal projeto torna-se apenas tão alta quanto o mais fácil de ser corrompido. fragmento independente. Portanto, nem a eleição do subcomitê nem a fragmentação são estratégias de escalonamento adequadas para plataformas criptográficas. 115 – Adaptativo. Ao contrário de outros sistemas baseados em votação, os protocolos Snow alcançam maior desempenho quando o O adversário é pequeno e, ainda assim, altamente resiliente sob grandes ataques. – Assincronamente seguro. Os protocolos Snow, diferentemente dos protocolos de cadeia mais longa, não exigem sincronicidade para operar com segurança e, portanto, evitar gastos duplos, mesmo diante de partições de rede. Em Bitcoin, por exemplo, se a suposição de sincronicidade for violada, é possível operar para bifurcações independentes do 120 Bitcoin rede por períodos prolongados de tempo, o que invalidaria qualquer transação uma vez que os forks curar. – Baixa latência. A maioria dos blockchains hoje não são capazes de oferecer suporte a aplicativos de negócios, como negociação ou pagamentos de varejo. É simplesmente impraticável esperar minutos, ou mesmo horas, pela confirmação das transações. Portanto, uma das propriedades mais importantes, e ainda assim altamente negligenciadas, dos protocolos de consenso é a 125 tempo para a finalidade. Os protocolos Snow atingem a finalização normalmente em ≤1 segundo, o que é significativamente menor do que protocolos de cadeia mais longa e blockchains fragmentados, ambos os quais normalmente abrangem a finalidade de um assunto de minutos.Avalanche Plataforma 30/06/2020 5 – Alto rendimento. Os protocolos Snow, que podem construir uma cadeia linear ou um DAG, alcançam milhares de transações por segundo (mais de 5.000 tps), mantendo a descentralização total. Novas soluções blockchain que afirmam 130 alto TPS normalmente negocia descentralização e segurança e opta por sistemas mais centralizados e inseguros mecanismos de consenso. Alguns projetos relatam números provenientes de ambientes altamente controlados, reportando assim verdadeiros resultados de desempenho. Os números relatados para $AVAX são obtidos diretamente de uma rede Avalanche real e totalmente implementada, executada em 2.000 nós na AWS, distribuída geograficamente em todo o mundo em redes de baixo custo. máquinas. Resultados de desempenho mais altos (10.000+) podem ser alcançados assumindo maior largura de banda 135 provisionamento para cada nó e hardware dedicado para verificação de assinatura. Por fim, notamos que o as métricas mencionadas acima estão na camada base. As soluções de escalonamento da camada 2 aumentam imediatamente esses resultados consideravelmente. Gráficos Comparativos de Consenso A Tabela 1 descreve as diferenças entre as três famílias conhecidas de protocolos de consenso através de um conjunto de 8 eixos críticos. 140 Nakamoto Clássico Neve Robusto (adequado para configurações abertas) + - + Altamente descentralizado (permite muitos validadores) + - + Baixa latência e finalização rápida (confirmação rápida de transação) - + + Alto rendimento (permite muitos clientes) - + + Leve (baixos requisitos de sistema) - + + Quiescente (não ativo quando nenhuma decisão é executada) - + + Segurança parametrizável (além de 51% de presença adversária) - - + Altamente escalável - - + Tabela 1. Gráfico comparativo entre as três famílias conhecidas de protocolos de consenso. Avalanche, boneco de neve e Todos Frosty pertencem à família Snow.
Двигатель
60 Обсуждение платформы Avalanche начинается с основного компонента, который обеспечивает работу платформы: механизм консенсуса. Предыстория Распределенные платежи и, в более общем плане, вычисления требуют согласования между набором машин. Таким образом, протоколы консенсуса, которые позволяют группе узлов достичь соглашения, лежат в основе сердце blockchains, а также почти каждой развернутой крупномасштабной промышленной распределенной системы. Тема 65 подвергался тщательному изучению на протяжении почти пяти десятилетий, и в результате этих усилий на сегодняшний день только две семьи протоколов: классические протоколы консенсуса, которые полагаются на связь «все со всеми», и консенсус Накамото, который основан на майнинге proof-of-work в сочетании с правилом самой длинной цепочки. В то время как классические протоколы консенсуса могут иметь низкую задержку и высокую пропускную способность, они не масштабируются для большого количества участников и не устойчивы в условиях изменений в членстве, что отнесло их в основном к разрешенным, в основном 70 статические развертывания. С другой стороны, протоколы консенсуса Накамото [5, 7, 4] надежны, но страдают от высокие задержки подтверждения, низкая пропускная способность и требуют постоянных затрат энергии для обеспечения своей безопасности. Семейство протоколов Snow, представленное Avalanche, сочетает в себе лучшие свойства классических протоколов консенсуса с лучшими качествами консенсуса Накамото. Основанный на легком механизме выборки сети, они достигают низкой задержки и высокой пропускной способности без необходимости согласования точного членства 75 система. Они хорошо масштабируются от тысяч до миллионов участников при непосредственном участии в протоколе консенсуса. Кроме того, протоколы не используют PoW-майнинг и, следовательно, избегают его непомерных размеров. расход энергии и последующая утечка ценности в экосистему, в результате чего получается легкий, зеленый и тихий протоколы. Механизм и свойства Протоколы Snow работают путем повторной выборки сети. Каждый узел 80 опрашивает небольшой случайно выбранный набор соседей постоянного размера и меняет свое предложение, если подавляющее большинство поддерживает другое значение. Выборки повторяются до тех пор, пока не будет достигнута сходимость, что происходит быстро в нормальные операции. Поясним механизм работы на конкретном примере. Сначала транзакция создается пользователя и отправляется на проверяющий узел, который является узлом, участвующим в процедуре консенсуса. Это тогда 85 распространяется на другие узлы сети посредством сплетен. Что произойдет, если этот пользователь также выдаст конфликтующее4 Кевин Секники, Дэниел Лейн, Стивен Баттольф и Эмин Гюн Сирер транзакция, то есть двойная трата? Чтобы выбрать среди конфликтующих транзакций и предотвратить двойную трату, каждый узел случайным образом выбирает небольшое подмножество узлов и запрашивает, какие из конфликтующих транзакций запрошенные узлы считают его действительным. Если запрашивающий узел получает ответ квалифицированного большинства в пользу одной транзакции, то узел меняет свой ответ на эту транзакцию. Каждый узел сети 90 повторяет эту процедуру до тех пор, пока вся сеть не придет к консенсусу по одной из конфликтующих транзакций. Удивительно, но хотя основной механизм работы довольно прост, эти протоколы приводят к очень высокой эффективности. желательная системная динамика, которая делает их пригодными для крупномасштабного развертывания. – Без разрешения, открыт для изменений и надежен. В последних проектах blockchain используются классические протоколы консенсуса и, следовательно, требуют полного знания членов. Зная весь набор пар95 участников достаточно проста в закрытых, разрешенных системах, но становится все более сложной в открытых, децентрализованные сети. Это ограничение создает высокие риски для безопасности существующих операторов, использующих такие протоколы. Напротив, протоколы Snow сохраняют высокие гарантии безопасности даже при наличии четко определенных расхождений между представлениями сети любых двух узлов. Валидаторы протоколов Snow наслаждайтесь возможностью проверки без постоянного полного знания членства. Поэтому они устойчивы 100 и очень подходит для общедоступных blockchain. – Масштабируемость и децентрализованность. Основной особенностью семейства Snow является его способность масштабироваться без каких-либо затрат. фундаментальные компромиссы. Протоколы Snow могут масштабироваться до десятков тысяч или миллионов узлов без делегирования подмножествам validator. Эти протоколы обладают лучшей в своем классе децентрализацией системы, что позволяет каждый узел для полной проверки. Непрерывное участие из первых рук имеет глубокие последствия для безопасности 105 системы. Почти в каждом протоколе proof-of-stake, который пытается масштабироваться до большого набора участников, типичный режим работы — обеспечить масштабирование путем делегирования проверки подкомитету. Естественно, это означает, что безопасность системы сейчас точно равна коррупционным издержкам системы. подкомитет. Кроме того, подкомитеты могут образовывать картели. В протоколах типа Snow такое делегирование не является необходимым, что позволяет каждому оператору узла иметь первый110 рука говорит в системе, в любое время. Другая конструкция, обычно называемая сегментированием состояния, пытается для обеспечения масштабируемости путем распараллеливания сериализации транзакций в независимые сети validators. К сожалению, безопасность системы в такой конструкции становится настолько же высокой, насколько высока самая простая испорченная система. независимый осколок. Следовательно, ни выборы в подкомитеты, ни сегментирование не являются подходящими стратегиями масштабирования. для криптоплатформ. 115 – Адаптивный. В отличие от других систем, основанных на голосовании, протоколы Snow достигают более высокой производительности, когда Противник небольшой, но при этом очень устойчивый к крупным атакам. – Асинхронно безопасно. Протоколы Snow, в отличие от протоколов с самой длинной цепочкой, не требуют синхронности для работать безопасно и, следовательно, предотвращать двойные расходы даже при наличии сетевых разделов. В Bitcoin, например, если предположение синхронности нарушено, можно работать с независимыми вилками 120 Bitcoin сети в течение длительных периодов времени, что приведет к аннулированию любых транзакций после разветвления исцелиться. - Низкая задержка. Большинство blockchain сегодня не могут поддерживать бизнес-приложения, такие как торговые или ежедневные розничные платежи. Ждать минут, а то и часов подтверждения транзакции просто невозможно. Таким образом, одним из наиболее важных, но часто упускаемых из виду свойств протоколов консенсуса является 125 время до окончательности. Протоколы Snow завершаются обычно менее чем за 1 секунду, что значительно ниже, чем как протоколы с самой длинной цепочкой, так и сегментированные blockchain, оба из которых обычно приводят к завершению дела минут.Avalanche Платформа 30.06.2020 5 – Высокая пропускная способность. Протоколы Snow, которые могут создавать линейную цепочку или DAG, достигают тысяч транзакций в секунду (5000+ tps), сохраняя при этом полную децентрализацию. Новые blockchain решения, утверждающие 130 высокий TPS обычно отказывается от децентрализации и безопасности и выбирает более централизованный и небезопасный вариант. механизмы консенсуса. Некоторые проекты сообщают о цифрах, полученных в строго контролируемых условиях, тем самым предоставляя неверные данные. реальные результаты производительности. Сообщенные цифры для $AVAX взяты непосредственно из реальной, полностью реализованной сети Avalanche, работающей на 2000 узлах на AWS, географически распределенной по всему миру на низкоуровневом уровне. машины. Более высокие результаты производительности (10 000+) могут быть достигнуты за счет более высокой пропускной способности. 135 обеспечение каждого узла и выделенного оборудования для проверки подписи. Наконец, отметим, что вышеупомянутые метрики находятся на базовом уровне. Решения для масштабирования уровня 2 немедленно дополняют эти результаты. значительно. Сравнительные диаграммы консенсуса. В таблице 1 описаны различия между тремя известными семействами. консенсусных протоколов через набор из 8 критических осей. 140 Накамото Классический Снег Надежный (подходит для открытых настроек) + - + Высокая децентрализация (позволяет использовать множество валидаторов) + - + Низкая задержка и быстрая завершенность (быстрое подтверждение транзакции) - + + Высокая пропускная способность (позволяет использовать множество клиентов) - + + Легкий вес (низкие системные требования) - + + Неподвижный (не активен, если не принято никаких решений) - + + Параметрируемая безопасность (присутствие состязателей более 51%) - - + Высокая масштабируемость - - + Таблица 1. Сравнительная таблица трех известных семейств консенсусных протоколов. Avalanche, Снеговик и Все Фрости принадлежат к семье Сноу.
Visão geral da plataforma
Nesta seção, fornecemos uma visão geral da arquitetura da plataforma e discutimos várias implementações detalhes. A plataforma Avalanche separa claramente três preocupações: cadeias (e ativos construídos em cima), execução ambientes e implantação. 3.1 Arquitetura 145 Sub-redes Uma sub-rede, ou sub-rede, é um conjunto dinâmico de validators trabalhando juntos para alcançar consenso no estado de um conjunto de blockchains. Cada blockchain é validado por uma sub-rede e uma sub-rede pode validar arbitrariamente muitos blockchains. Um validator pode ser membro de muitas sub-redes arbitrariamente. Uma sub-rede decide quem pode entrar nele e pode exigir que seus validators constituintes tenham certas propriedades. O Avalanche plataforma suporta a criação e operação de muitas sub-redes arbitrariamente. Para criar uma nova sub-rede 150 ou para ingressar em uma sub-rede é necessário pagar uma taxa denominada em $AVAX.
6 Kevin Sekniqi, Daniel Laine, Stephen Buttolph e Emin G¨un Sirer O modelo de sub-rede oferece uma série de vantagens: – Se um validator não se importa com os blockchains em uma determinada sub-rede, ele simplesmente não ingressará nessa sub-rede. Isso reduz o tráfego de rede, bem como os recursos computacionais exigidos dos validators. Isto está em contraste com outros projetos blockchain, nos quais cada validator deve validar todas as transações, mesmo 155 aqueles com quem eles não se importam. – Como as sub-redes decidem quem pode entrar nelas, é possível criar sub-redes privadas. Ou seja, cada blockchain em a sub-rede é validada apenas por um conjunto de validators confiáveis. – Pode-se criar uma sub-rede onde cada validator possui certas propriedades. Por exemplo, pode-se criar um sub-rede onde cada validator está localizado em uma determinada jurisdição ou onde cada validator está vinculado a algum 160 contrato do mundo real. Isto pode ser benéfico por razões de conformidade. Existe uma sub-rede especial chamada Sub-rede Padrão. É validado por todos os validators. (Isto é, para para validar qualquer sub-rede, é necessário também validar a sub-rede padrão.) A sub-rede padrão valida um conjunto de blockchains predefinidos, incluindo o blockchain onde $AVAX reside e é negociado. Máquinas Virtuais Cada blockchain é uma instância de uma Máquina Virtual (VM). Uma VM é um modelo para um 165 blockchain, assim como uma classe, é um projeto para um objeto em uma linguagem de programação orientada a objetos. O interface, estado e comportamento de um blockchain são definidos pela VM que o blockchain executa. O seguinte propriedades de um blockchain e outras são definidas por uma VM: – O conteúdo de um bloco – A transição de estado que ocorre quando um bloco é aceito 170 – As APIs expostas pelo blockchain e seus endpoints – Os dados que são persistidos no disco Dizemos que um blockchain “usa” ou “executa” uma determinada VM. Ao criar um blockchain, especifica-se a VM ele é executado, bem como o estado de gênese do blockchain. Um novo blockchain pode ser criado usando um pré-existente VM ou um desenvolvedor pode codificar um novo. Pode haver muitos blockchains arbitrariamente executando a mesma VM. 175 Cada blockchain, mesmo aqueles que executam a mesma VM, é logicamente independente dos outros e mantém sua próprio estado. 3.2 Inicialização O primeiro passo para participar do Avalanche é o bootstrapping. O processo ocorre em três etapas: conexão para semear âncoras, descoberta de rede e estado e se tornar um validator. 180 Âncoras de sementes Qualquer sistema de rede de pares que opera sem permissão (ou seja, codificado) conjunto de identidades requer algum mecanismo para descoberta de pares. Nas redes de compartilhamento de arquivos peer-to-peer, um conjunto de rastreadores são usados. Em redes criptográficas, um mecanismo típico é o uso de nós de sementes DNS (aos quais nos referimosAvalanche Plataforma 30/06/2020 7 como âncoras iniciais), que compreendem um conjunto de endereços IP iniciais bem definidos a partir dos quais outros membros do a rede pode ser descoberta. A função dos nós iniciais do DNS é fornecer informações úteis sobre o conjunto 185 de participantes ativos no sistema. O mesmo mecanismo é empregado em Bitcoin Core [1], em que o O arquivo src/chainparams.cpp do código-fonte contém uma lista de nós iniciais codificados. A diferença entre BTC e Avalanche é que o BTC requer apenas um nó inicial DNS correto, enquanto Avalanche requer um simples maioria das âncoras está correta. Por exemplo, um novo usuário pode optar por inicializar a visualização da rede através de um conjunto de bolsas bem estabelecidas e respeitáveis, nenhuma das quais individualmente não é confiável. 190 Observamos, no entanto, que o conjunto de nós de bootstrap não precisa ser codificado ou estático e pode ser fornecido pelo usuário, embora, para facilidade de uso, os clientes possam fornecer uma configuração padrão que inclua economia atores importantes, como bolsas, com os quais os clientes desejam compartilhar uma visão de mundo. Não há barreira para tornar-se uma âncora de semente, portanto, um conjunto de âncoras de semente não pode ditar se um nó pode ou não entrar a rede, uma vez que os nós podem descobrir a rede mais recente de Avalanche pares anexando-se a qualquer conjunto de sementes 195 âncoras. Descoberta de rede e estado Uma vez conectado às âncoras de semente, um nó consulta o conjunto mais recente de transições de estado. Chamamos esse conjunto de transições de estado de fronteira aceita. Para uma cadeia, a fronteira aceita é o último bloco aceito. Para um DAG, a fronteira aceita é o conjunto de vértices que são aceitos, mas possuem não há filhos aceitos. Depois de coletar as fronteiras aceitas das âncoras de sementes, as transições de estado que 200 são aceitos pela maioria das âncoras de sementes é definido como aceito. O estado correto é então extraído sincronizando com os nós amostrados. Contanto que haja uma maioria de nós corretos na âncora de semente definido, então as transições de estado aceitas devem ter sido marcadas como aceitas por pelo menos um nó correto. Este processo de descoberta de estado também é usado para descoberta de rede. O conjunto de membros da rede é definido na cadeia validator. Portanto, a sincronização com a cadeia validator permite que o nó descubra 205 o conjunto atual de validators. A cadeia validator será discutida mais detalhadamente na próxima seção. 3.3 Controle e adesão de Sybil Os protocolos de consenso fornecem suas garantias de segurança sob a suposição de que até um número limite dos membros do sistema pode ser contraditório. Um ataque Sybil, em que um nó inunda a rede de forma barata com identidades maliciosas, podem invalidar trivialmente essas garantias. Fundamentalmente, tal ataque só pode ser 210 dissuadido pela troca de presença com a prova de um recurso difícil de falsificar [3]. Sistemas anteriores exploraram o uso de mecanismos de dissuasão Sybil que abrangem proof-of-work (PoW), proof-of-stake (PoS), prova de tempo decorrido (POET), prova de espaço e tempo (PoST) e prova de autoridade (PoA). Na sua essência, todos estes mecanismos têm uma função idêntica: exigem que cada participante tenha alguma “pele no jogo” na forma de algum compromisso económico, que por sua vez proporciona uma vantagem económica 215 barreira contra o mau comportamento desse participante. Todos eles envolvem uma forma de aposta, seja na forma de plataformas de mineração e hash energia (PoW), espaço em disco (PoST), hardware confiável (POET) ou uma identidade aprovada (PoA). Esta aposta constitui a base de um custo económico que os participantes devem suportar para adquirir voz. Para por exemplo, em Bitcoin, a capacidade de contribuir com blocos válidos é diretamente proporcional ao poder hash do participante proponente. Infelizmente, também tem havido uma confusão substancial entre protocolos de consenso8 Kevin Sekniqi, Daniel Laine, Stephen Buttolph e Emin G¨un Sirer versus mecanismos de controle Sybil. Observamos que a escolha de protocolos de consenso é, em sua maior parte, ortogonal à escolha do mecanismo de controle Sybil. Isto não quer dizer que os mecanismos de controlo da Sybil sejam substituições imediatas entre si, uma vez que uma escolha específica pode ter implicações sobre o garantias do protocolo de consenso. No entanto, a família Snow* pode ser associada a muitos destes conhecidos mecanismos, sem modificação significativa. 225 Em última análise, por questões de segurança e para garantir que os incentivos dos participantes estejam alinhados em benefício da a rede, $AVAX escolhe PoS para o mecanismo central de controle Sybil. Algumas formas de participação são inerentemente centralizado: a fabricação de plataformas de mineração (PoW), por exemplo, é inerentemente centralizada nas mãos de alguns pessoas com o conhecimento adequado e acesso às dezenas de patentes necessárias para VLSI competitivo fabricação. Além disso, a mineração PoW perde valor devido aos grandes subsídios anuais aos mineradores. Da mesma forma, 230 o espaço em disco é propriedade em grande parte de grandes operadores de datacenter. Além disso, todos os mecanismos de controle Sybil que acumulam custos contínuos, por ex. custos de eletricidade para hashing, vazamento de valor do ecossistema, sem mencionar destruir o meio ambiente. Isto, por sua vez, reduz o envelope de viabilidade para o token, em que um evento adverso a mudança de preços em um pequeno período de tempo pode tornar o sistema inoperante. A prova de trabalho seleciona inerentemente mineiros que têm conexões para adquirir eletricidade barata, o que tem pouco a ver com a capacidade dos mineiros 235 para serializar transações ou suas contribuições para o ecossistema geral. Dentre essas opções, escolhemos proof-of-stake, porque é verde, acessível e aberto a todos. Notamos, no entanto, que embora o $AVAX use PoS, a rede Avalanche permite que sub-redes sejam lançadas com PoW e PoS. O staking é um mecanismo natural de participação numa rede aberta porque permite um impacto económico direto. argumento: a probabilidade de sucesso de um ataque é diretamente proporcional a um custo monetário bem definido 240 função. Em outras palavras, os nós que apostam são motivados economicamente para não se envolverem em comportamentos que pode prejudicar o valor da sua participação. Adicionalmente, esta participação não incorre em quaisquer custos adicionais de manutenção (outros depois o custo de oportunidade de investir em outro ativo), e possui a propriedade que, diferentemente dos equipamentos de mineração, é totalmente consumido se usado em um ataque catastrófico. Para operações PoW, o equipamento de mineração pode ser simplesmente reutilizados ou – se o proprietário decidir – totalmente vendidos de volta ao mercado. 245 Um nó que deseja entrar na rede pode fazê-lo livremente, primeiro colocando uma aposta que está imobilizada durante a duração da participação na rede. O usuário determina o valor da duração da aposta. Uma vez aceita, uma aposta não pode ser revertida. O principal objetivo é garantir que os nós compartilhem substancialmente o mesma visão praticamente estável da rede. Prevemos definir o tempo mínimo staking na ordem de um semana. 250 Ao contrário de outros sistemas que também propõem um mecanismo PoS, $AVAX não faz uso de slashing, e portanto, toda a aposta será devolvida quando o período staking expirar. Isso evita cenários indesejados, como uma falha de software ou hardware cliente levando à perda de moedas. Isso se encaixa com nossa filosofia de design de construção de tecnologia previsível: os tokens apostados não correm risco, mesmo na presença de software ou falhas de hardware. 255 Em Avalanche, um nó que deseja participar emite uma transação de participação especial para a cadeia validator. As transações de staking nomeiam um valor para apostar, a chave staking do participante que é staking, a duração, e a hora em que a validação começará. Assim que a transação for aceita, os fundos ficarão bloqueados até o final do período staking. O valor mínimo permitido é decidido e aplicado pelo sistema. A aposta quantia colocada por um participante tem implicações tanto para a quantidade de influência que o participante tem noAvalanche Plataforma 30/06/2020 9 processo de consenso, bem como a recompensa, conforme discutido posteriormente. A duração staking especificada deve estar entre δmin e δmax, os prazos mínimo e máximo para os quais qualquer aposta pode ser bloqueada. Tal como acontece com o staking valor, o período staking também tem implicações para a recompensa no sistema. Perda ou roubo do A chave staking não pode levar à perda de ativos, pois a chave staking é usada apenas no processo de consenso, não para ativos transferência. 265 3.4 Contratos inteligentes em $AVAX No lançamento, Avalanche suporta smart contracts padrão baseados em Solidity por meio da máquina virtual Ethereum (EVM). Prevemos que a plataforma suportará um conjunto mais rico e poderoso de smart contract ferramentas, incluindo: – Contratos inteligentes com execução off-chain e verificação on-chain. 270 – Contratos inteligentes com execução paralela. Quaisquer smart contracts que não operem no mesmo estado em qualquer sub-rede em Avalanche poderá ser executada em paralelo. – Um Solidity melhorado, chamado Solidity++. Esta nova linguagem suportará versionamento e matemática segura e aritmética de ponto fixo, um sistema de tipos aprimorado, compilação para LLVM e execução just-in-time. Se um desenvolvedor precisar de suporte EVM, mas quiser implantar smart contracts em uma sub-rede privada, ele 275 pode criar uma nova sub-rede diretamente. É assim que Avalanche permite a fragmentação específica de funcionalidade por meio de as sub-redes. Além disso, se um desenvolvedor precisar de interações com o Ethereum smart atualmente implantado contratos, eles podem interagir com a sub-rede Athereum, que é uma colher de Ethereum. Finalmente, se um desenvolvedor requer um ambiente de execução diferente da máquina virtual Ethereum, eles podem optar por implantar seu smart contract através de uma sub-rede que implementa um ambiente de execução diferente, como DAML 280 ou WASM. As sub-redes podem suportar recursos adicionais além do comportamento da VM. Por exemplo, as sub-redes podem impor requisitos de desempenho para nós validator maiores que mantêm smart contracts por períodos de tempo mais longos, ou validators que mantêm estado de contrato de forma privada. 4 Governança e o token $AVAX 4.1 O token nativo $AVAX 285 Política Monetária O token nativo, $AVAX, é de fornecimento limitado, onde o limite é definido em 720.000.000 tokens, com 360.000.000 tokens disponíveis no lançamento da mainnet. No entanto, ao contrário de outros tokens de fornecimento limitado que asse a taxa de cunhagem perpetuamente, \(AVAX is designed to react to changing economic conditions. In particular, the objective of \)A política monetária da AVAX é equilibrar os incentivos dos usuários para apostar no token em vez de usá-lo para interagir com a variedade de serviços disponíveis na plataforma. Participantes da plataforma 290 actuar colectivamente como um banco de reserva descentralizado. As alavancas disponíveis em Avalanche são staking recompensas, taxas, e lançamentos aéreos, todos influenciados por parâmetros governáveis. As recompensas de aposta são definidas pela governança em cadeia e são governadas por uma função projetada para nunca ultrapassar o fornecimento limitado. O piqueteamento pode ser induzido aumentando as taxas ou aumentando as recompensas staking. Por outro lado, podemos induzir um maior envolvimento com os serviços da plataforma Avalanche, reduzindo as taxas e diminuindo a recompensa staking.10 Kevin Sekniqi, Daniel Laine, Stephen Buttolph e Emin G¨un Sirer Usos Pagamentos Os verdadeiros pagamentos descentralizados peer-to-peer são em grande parte um sonho não realizado para a indústria devido a a actual falta de desempenho dos titulares. $AVAX é tão poderoso e fácil de usar quanto pagamentos usando Visa, permitindo milhares de transações globalmente a cada segundo, de maneira descentralizada e totalmente sem confiança. Além disso, para comerciantes de todo o mundo, a $AVAX oferece uma proposta de valor direta em relação à Visa, nomeadamente menor 300 taxas. Staking: Protegendo o Sistema Na plataforma Avalanche, o controle Sybil é obtido via staking. Em ordem para validar, o participante deve trancar moedas ou apostar. Os validadores, às vezes chamados de stakers, são compensados por seus serviços de validação com base no valor de staking e duração de staking, entre outros propriedades. A função de compensação escolhida deve minimizar a variância, garantindo que os grandes apostadores não 305 recebem desproporcionalmente mais compensação. Os participantes também não estão sujeitos a nenhum fator de “sorte”, como em Mineração PoW. Tal esquema de recompensa também desencoraja a formação de pools de mineração ou staking que possibilitem verdadeiramente participação descentralizada e sem confiança na rede. Swaps atômicos Além de fornecer a segurança central do sistema, o $AVAX token serve como unidade universal de troca. A partir daí, a plataforma Avalanche será capaz de suportar swaps atômicos confiáveis nativamente em 310 a plataforma que permite trocas nativas e verdadeiramente descentralizadas de qualquer tipo de ativo diretamente em Avalanche. 4.2 Governança A governança é fundamental para o desenvolvimento e adoção de qualquer plataforma porque – como acontece com todos os outros tipos de sistemas – Avalanche também enfrentará evolução e atualizações naturais. $AVAX fornece governança na cadeia para parâmetros críticos da rede onde os participantes podem votar em alterações na rede e 315 resolver decisões de atualização de rede democraticamente. Isso inclui fatores como o valor mínimo de staking, taxa de cunhagem, bem como outros parâmetros econômicos. Isso permite que a plataforma execute com eficácia a otimização dinâmica de parâmetros por meio de uma multidão oracle. No entanto, ao contrário de algumas outras plataformas de governação por aí, Avalanche não permite alterações ilimitadas em aspectos arbitrários do sistema. Em vez disso, apenas um um número predeterminado de parâmetros pode ser modificado através da governança, tornando o sistema mais previsível 320 e aumentando a segurança. Além disso, todos os parâmetros governáveis estão sujeitos a limites dentro de prazos específicos, introduzindo histerese e garantindo que o sistema permaneça previsível em curtos intervalos de tempo. Um processo viável para encontrar valores globalmente aceitáveis para os parâmetros do sistema é fundamental para sistemas descentralizados sem custodiantes. Avalanche pode usar seu mecanismo de consenso para construir um sistema que permita ninguém proponha transações especiais que são, em essência, pesquisas que abrangem todo o sistema. Qualquer nó participante pode 325 emitir tais propostas. A taxa de recompensa nominal é um parâmetro importante que afeta qualquer moeda, seja ela digital ou fiduciária. Infelizmente, as criptomoedas que fixam esse parâmetro podem enfrentar vários problemas, incluindo deflação ou inflação. Para tal, a taxa de recompensa nominal está sujeita a governação, dentro de limites pré-estabelecidos. Isto irá permitir que os detentores de token escolham se $AVAX será eventualmente limitado, ilimitado ou mesmo deflacionário.Avalanche Plataforma 30/06/2020 11 As taxas de transação, indicadas pelo conjunto F, também estão sujeitas à governança. F é efetivamente uma tupla que descreve as taxas associadas às diversas instruções e transações. Finalmente, staking horários e valores também são governáveis. A lista desses parâmetros está definida na Figura 1. – ∆: Valor do staking, denominado em $AVAX. Este valor define a aposta mínima necessária para ser colocada como vínculo antes de participar do sistema. – δmin: A quantidade mínima de tempo necessária para um nó fazer piquetagem no sistema. – δmax: A quantidade máxima de tempo que um nó pode apostar. – ρ: (π∆, τδmin) →R: A função de taxa de recompensa, também conhecida como taxa de cunhagem, determina a recompensa a o participante pode reivindicar em função de seu valor staking dado um certo número de nós π divulgados publicamente sob sua propriedade, durante um período de τ intervalos de tempo δmin consecutivos, de modo que τδmin ≤δmax. – F: a estrutura de taxas, que é um conjunto de parâmetros de taxas governáveis que especificam custos para diversas transações. Figura 1. Principais parâmetros não consensuais usados em Avalanche. Toda a notação é redefinida na primeira utilização. Em linha com o princípio da previsibilidade num sistema financeiro, a governação no $AVAX tem histerese, o que significa que as alterações nos parâmetros são altamente dependentes de suas alterações recentes. Existem dois limites 335 associado a cada parâmetro governável: tempo e intervalo. Depois que um parâmetro é alterado usando uma governança transação, torna-se muito difícil alterá-la novamente imediatamente e em grande quantidade. Essas dificuldades e as restrições de valor diminuem à medida que o tempo passa desde a última alteração. No geral, isso evita que o sistema mudando drasticamente em um curto período de tempo, permitindo aos usuários prever com segurança os parâmetros do sistema no curto prazo, ao mesmo tempo em que possui forte controle e flexibilidade no longo prazo. 340
Обзор платформы
В этом разделе мы даем обзор архитектуры платформы и обсуждаем различные варианты реализации. детали. Платформа Avalanche четко разделяет три задачи: цепочки (и активы, построенные на их основе), исполнение среды и развертывание. 3.1 Архитектура 145 Подсети Подсеть или подсеть — это динамический набор validator, работающих вместе для достижения консенсуса. о состоянии набора blockchains. Каждый blockchain проверяется одной подсетью, и подсеть может проверять произвольное количество blockchains. validator может быть членом произвольного числа подсетей. Подсеть решает кто может войти в него и может потребовать, чтобы составляющие его validator имели определенные свойства. Avalanche Платформа поддерживает создание и работу произвольного количества подсетей. Чтобы создать новую подсеть 150 или для присоединения к подсети необходимо заплатить комиссию, выраженную в $AVAX.
6 Кевин Секники, Дэниел Лейн, Стивен Баттольф и Эмин Гюн Сирер Модель подсети предлагает ряд преимуществ: – Если validator не заботится о blockchain в данной подсети, он просто не присоединится к этой подсети. Это уменьшает сетевой трафик, а также вычислительные ресурсы, необходимые для validators. Это в в отличие от других проектов blockchain, в которых каждый validator должен проверять каждую транзакцию, даже 155 те, о ком они не заботятся. – Поскольку подсети решают, кто может входить в них, можно создавать частные подсети. То есть каждый blockchain в подсеть проверяется только набором доверенных validator. – Можно создать подсеть, в которой каждый validator имеет определенные свойства. Например, можно создать подсеть, в которой каждый validator расположен в определенной юрисдикции или где каждый validator привязан к какой-либо 160 реальный контракт. Это может быть выгодно с точки зрения соблюдения требований. Существует одна специальная подсеть, называемая подсетью по умолчанию. Это подтверждено всеми validator. (то есть для того, чтобы для проверки любой подсети необходимо также проверить подсеть по умолчанию.) Подсеть по умолчанию проверяет набор заранее определенные blockchain, включая blockchain, где живет и торгуется $AVAX. Виртуальные машины. Каждый blockchain является экземпляром виртуальной машины (ВМ). 165 blockchain, так же, как класс — это проект объекта в объектно-ориентированном языке программирования. интерфейс, состояние и поведение blockchain определяются виртуальной машиной, на которой работает blockchain. Следующие свойства blockchain и другие определяются виртуальной машиной: – Содержимое блока – Переход состояния, который происходит, когда блок принят. 170 – API-интерфейсы, предоставляемые blockchain, и их конечные точки. – Данные, которые сохраняются на диске Мы говорим, что blockchain «использует» или «запускает» данную виртуальную машину. При создании blockchain указывается виртуальная машина. он работает, а также исходное состояние blockchain. Новый blockchain можно создать, используя уже существующий VM или разработчик могут написать новый код. Может быть произвольное количество blockchain, на которых работает одна и та же виртуальная машина. 175 Каждый blockchain, даже тот, на котором работает одна и та же виртуальная машина, логически независим от других и сохраняет свои собственное государство. 3.2 Начальная загрузка Первым шагом в участии в Avalanche является начальная загрузка. Процесс происходит в три этапа: подключение чтобы засеять якоря, открыть сеть и состояние и стать validator. 180 Начальные якоря Любая сетевая система одноранговых узлов, работающая без разрешения (т. е. жестко запрограммированного) набор идентификаторов требует некоторого механизма обнаружения одноранговых узлов. В одноранговых сетях обмена файлами набор используются трекеры. В криптосетях типичным механизмом является использование начальных узлов DNS (которые мы называемAvalanche Платформа 30.06.2020 7 в качестве начальных якорей), которые включают в себя набор четко определенных начальных IP-адресов, с которых другие члены сеть может быть обнаружена. Роль начальных узлов DNS заключается в предоставлении полезной информации о наборе 185 активных участников системы. Тот же механизм используется в Bitcoin Core [1], где Файл исходного кода src/chainparams.cpp содержит список жестко закодированных начальных узлов. Разница между BTC и Avalanche заключается в том, что для BTC требуется только один правильный начальный узел DNS, а для Avalanche требуется простой большинство якорей верны. Например, новый пользователь может выбрать загрузку представления сети. через ряд хорошо зарекомендовавших себя и авторитетных бирж, ни одна из которых по отдельности не заслуживает доверия. 190 Однако отметим, что набор узлов начальной загрузки не обязательно должен быть жестко закодирован или статичен, и его можно предоставляется пользователем, однако для простоты использования клиенты могут предоставить настройку по умолчанию, включающую экономичные важных участников, таких как биржи, с которыми клиенты хотят поделиться мировоззрением. Нет никаких препятствий для стать исходным якорем, поэтому набор начальных якорей не может определять, может или не может узел входить сети, поскольку узлы могут обнаружить последнюю сеть пиров Avalanche, подключившись к любому набору начальных значений 195 якоря. Обнаружение сети и состояния. После подключения к начальным якорям узел запрашивает последний набор переходы состояний. Мы называем этот набор переходов состояний принятой границей. Для цепи принятая граница это последний принятый блок. Для DAG принятая граница — это набор вершин, которые приняты, но имеют нет принятых детей. После сбора принятых границ из начальных якорей происходит переход состояния, который 200 принимаются большинством исходных якорей, считается принятым. Затем извлекается правильное состояние. путем синхронизации с выбранными узлами. Пока в исходном якоре имеется большинство правильных узлов. установлено, то принятые переходы состояний должны быть помечены как принятые хотя бы одним правильным узлом. Этот процесс обнаружения состояния также используется для обнаружения сети. Набор членов сети определено в цепочке validator. Таким образом, синхронизация с цепочкой validator позволяет узлу обнаружить 205 текущий набор validators. Цепочка validator будет обсуждаться далее в следующем разделе. 3.3 Сибил Контроль и членство Протоколы консенсуса предоставляют свои гарантии безопасности при условии, что до порогового числа участников системы могут быть враждебными. Атака Сивиллы, при которой узел дешево заливает сеть. со злонамеренными личностями, могут тривиально лишить эти гарантии законной силы. По сути, такая атака может быть только 210 сдерживается обменом присутствия с доказательством трудно подделанного ресурса [3]. Предыдущие системы исследовали использование механизмов сдерживания Сивиллы, которые охватывают PH_0001 (PoW), proof-of-stake (PoS), доказательство прошедшего времени (POET), доказательство пространства и времени (PoST) и доказательство авторитетности (PoA). По своей сути все эти механизмы выполняют одну и ту же функцию: они требуют, чтобы каждый участник имел некоторую «скину в игре» в виде некоторых экономических обязательств, которые, в свою очередь, обеспечивают экономическую выгоду. 215 барьер против неправомерного поведения этого участника. Все они предполагают ту или иную форму ставки, будь то в форме майнинговых установок и hash мощности (PoW), дискового пространства (PoST), доверенного оборудования (POET) или утвержденного удостоверения. (ПоА). Эта ставка формирует основу экономических затрат, которые участники должны нести, чтобы получить право голоса. Для например, в Bitcoin способность вносить действительные блоки прямо пропорциональна hash-мощности предлагающий участник. К сожалению, существует также существенная путаница между протоколами консенсуса.8 Кевин Секники, Дэниел Лейн, Стивен Баттольф и Эмин Гюн Сирер против механизмов контроля Сивиллы. Мы отмечаем, что выбор протоколов консенсуса, по большей части, ортогонально выбору механизма управления Сивиллы. Это не означает, что механизмы контроля Сивиллы взаимозаменяемые замены, поскольку конкретный выбор может иметь последствия для основного гарантии протокола консенсуса. Однако семейство Сноу* можно связать со многими из этих известных механизмы без существенных модификаций. 225 В конечном счете, в целях безопасности и обеспечения того, чтобы стимулы участников были согласованы на благо общества. сети $AVAX выбирает PoS для основного механизма управления Сивиллы. Некоторые формы ставок по своей сути централизовано: например, производство горнодобывающих установок (PoW) по своей сути централизовано и находится в руках нескольких люди с соответствующими ноу-хау и доступом к десяткам патентов, необходимых для конкурентоспособной СБИС. производство. Кроме того, стоимость майнинга PoW снижается из-за крупных ежегодных субсидий майнерам. Аналогично, 230 Дисковое пространство в наибольшей степени принадлежит операторам крупных центров обработки данных. Кроме того, все механизмы контроля Сивиллы которые накапливают текущие затраты, например. затраты на электроэнергию для hashing, утечка стоимости из экосистемы, не говоря уже о уничтожить окружающую среду. Это, в свою очередь, снижает технико-экономическое обоснование token, при этом неблагоприятный движение цены в течение небольшого периода времени может привести к неработоспособности системы. Доказательство работы по своей сути выбирает майнеры, у которых есть связи для приобретения дешевой электроэнергии, что не имеет ничего общего с способностями майнеров 235 для сериализации транзакций или их вклада в общую экосистему. Среди этих вариантов мы выбираем proof-of-stake, потому что он зеленый, доступный и открытый для всех. Однако отметим, что хотя $AVAX использует PoS, сеть Avalanche позволяет запускать подсети с помощью PoW и PoS. Стейкинг — это естественный механизм участия в открытой сети, поскольку он обеспечивает прямую экономическую выгоду. аргумент: вероятность успеха атаки прямо пропорциональна четко определенным денежным затратам. 240 функция. Другими словами, узлы, которые делают ставку, экономически мотивированы не участвовать в поведении, которое может повредить стоимости их доли. Кроме того, эта доля не требует каких-либо дополнительных затрат на содержание (другие тогда альтернативная стоимость инвестирования в другой актив) и обладает имуществом, которое, в отличие от горнодобывающего оборудования, полностью расходуется при использовании при катастрофической атаке. Для операций PoW оборудование для майнинга может быть просто использовать повторно или – если владелец решит – полностью продать обратно на рынок. 245 Узел, желающий войти в сеть, может сделать это свободно, сначала разместив обездвиженную ставку. в течение всего времени участия в сети. Пользователь определяет сумму, продолжительность ставки. После принятия ставка не может быть возвращена. Основная цель — обеспечить, чтобы узлы в значительной степени разделяли же в основном стабильный вид в сети. Мы предполагаем установить минимальное время staking для заказа неделя. 250 В отличие от других систем, которые также предлагают механизм PoS, $AVAX не использует косую черту и поэтому вся ставка возвращается по истечении периода staking. Это предотвращает нежелательные сценарии, такие как сбой программного или аппаратного обеспечения клиента, приводящий к потере монет. Это соответствует нашей философии дизайна. создания предсказуемых технологий: поставленные на карту token не подвергаются риску даже при наличии программного обеспечения или аппаратные недостатки. 255 В Avalanche узел, желающий принять участие, отправляет специальную транзакцию доли в цепочку validator. В транзакциях ставок указывается сумма ставки, staking ключ участника staking, продолжительность, и время начала проверки. Как только транзакция будет принята, средства будут заблокированы до тех пор, пока конец периода staking. Минимально допустимая сумма определяется и соблюдается системой. Ставка Сумма, размещенная участником, влияет как на степень влияния участника наAvalanche Платформа 30.06.2020 9 процесс достижения консенсуса, а также вознаграждение, как обсуждается позже. Указанная продолжительность staking должна быть между δmin и δmax — минимальный и максимальный таймфреймы, на которые можно заблокировать любую ставку. Как и в случае Сумма staking, период staking также влияет на вознаграждение в системе. Потеря или кража Ключ staking не может привести к потере актива, поскольку ключ staking используется только в процессе консенсуса, а не для актива. трансфер. 265 3.4 Смарт-контракты в $AVAX При запуске Avalanche поддерживает стандартные smart contract на основе Solidity через виртуальную машину Ethereum (EVM). Мы предполагаем, что платформа будет поддерживать более богатый и мощный набор smart contract. инструменты, в том числе: – Смарт-контракты с исполнением вне сети и проверкой в сети. 270 – Смарт-контракты с параллельным исполнением. Любые smart contract, которые не работают в одном и том же состоянии в любая подсеть в Avalanche сможет выполняться параллельно. – Улучшенная Solidity под названием Solidity++. Этот новый язык будет поддерживать управление версиями и безопасную математику. арифметика с фиксированной запятой, улучшенная система типов, компиляция в LLVM и своевременное выполнение. Если разработчику требуется поддержка EVM, но он хочет развернуть smart contract в частной подсети, он 275 можно напрямую развернуть новую подсеть. Вот как Avalanche позволяет выполнять сегментирование с учетом функциональности посредством подсети. Кроме того, если разработчику требуется взаимодействие с развернутым в данный момент Ethereum smart контракты, они могут взаимодействовать с подсетью Athereum, которая представляет собой ложку Ethereum. Наконец, если разработчик требуется среда выполнения, отличная от виртуальной машины Ethereum, они могут выбрать развертывание их smart contract через подсеть, реализующую другую среду выполнения, например DAML 280 или ВАСМ. Подсети могут поддерживать дополнительные функции, помимо поведения виртуальной машины. Например, подсети могут обеспечивать принудительное требования к производительности для более крупных узлов validator, которые содержат smart contract в течение более длительных периодов времени, или validators, которые хранят состояние контракта в частном порядке. 4 Управление и токен $AVAX 4.1 Собственный токен $AVAX 285 Денежно-кредитная политика Собственный token, $AVAX, имеет ограниченное предложение, где ограничение установлено на уровне 720 000 000 tokens, с 360 000 000 token, доступных при запуске основной сети. Однако, в отличие от других token с ограниченным предложением, которые постоянно запекать скорость чеканки, \(AVAX is designed to react to changing economic conditions. In particular, the objective of \)денежная политика AVAX заключается в том, чтобы сбалансировать стимулы пользователей делать ставки на token вместо использования его для взаимодействия с различными сервисами, доступными на платформе. Участники платформы 290 коллективно действовать как децентрализованный резервный банк. Рычаги, доступные на Avalanche, представляют собой staking вознаграждения, комиссии, и сбросы с воздуха, на все из которых влияют управляемые параметры. Вознаграждения за стейкинг устанавливаются внутрисетевым управлением и управляются функцией, предназначенной для того, чтобы никогда не превышать ограниченное предложение. Ставка может быть стимулирована путем увеличения комиссий или увеличения staking вознаграждений. С другой стороны, мы можем стимулировать более активное участие с услугами платформы Avalanche, снизив комиссию и уменьшив вознаграждение staking.10 Кевин Секники, Дэниел Лейн, Стивен Баттольф и Эмин Гюн Сирер Использование Платежи Настоящие децентрализованные одноранговые платежи в значительной степени являются неосуществленной мечтой для отрасли из-за нынешнее отсутствие производительности со стороны действующих компаний. $AVAX столь же мощный и простой в использовании инструмент, как и платежи с помощью Visa, позволяющая совершать тысячи транзакций по всему миру каждую секунду полностью безопасным и децентрализованным способом. Кроме того, для продавцов по всему миру $AVAX предлагает прямое ценностное предложение по сравнению с Visa, а именно более низкую цену. 300 сборы. Стейкинг: защита системы На платформе Avalanche контроль Сивиллы осуществляется через staking. В порядке для проверки участник должен заблокировать монеты или сделать ставку. Валидаторы, иногда называемые стейкерами, компенсировали свои услуги по проверке на основе суммы staking и продолжительности staking, среди прочего свойства. Выбранная компенсационная функция должна минимизировать дисперсию, гарантируя, что крупные игроки не будут 305 получают непропорционально большую компенсацию. Участники также не подвержены каким-либо факторам «удачи», как в PoW-майнинг. Такая схема вознаграждения также препятствует созданию пулов для майнинга или staking, позволяющих по-настоящему децентрализованное, не требующее доверия участие в сети. Атомарные свопы Помимо обеспечения базовой безопасности системы, $AVAX token служит универсальным блоком. обмена. После этого платформа Avalanche сможет поддерживать не требующие доверия атомарные свопы изначально на 310 платформа, позволяющая осуществлять по-настоящему децентрализованный обмен активами любого типа непосредственно на Avalanche. 4.2 Управление Управление имеет решающее значение для разработки и внедрения любой платформы, потому что, как и в случае со всеми другими типами систем – Avalanche также столкнется с естественной эволюцией и обновлениями. $AVAX обеспечивает управление в цепочке для критических параметров сети, где участники могут голосовать за изменения в сети и 315 принимать решения по модернизации сети демократическим путем. Сюда входят такие факторы, как минимальная сумма staking, курс чеканки, а также другие экономические параметры. Это позволяет платформе эффективно выполнять динамическую оптимизацию параметров с помощью множества oracle. Однако, в отличие от некоторых других платформ управления там, Avalanche не допускает неограниченных изменений в произвольных аспектах системы. Вместо этого только заранее определенное количество параметров может быть изменено посредством управления, что делает систему более предсказуемой 320 и повышение безопасности. Кроме того, все регулируемые параметры подлежат ограничениям в пределах определенных временных рамок. введение гистерезиса и обеспечение предсказуемости системы в коротких временных диапазонах. Работоспособный процесс поиска глобально приемлемых значений системных параметров имеет решающее значение для децентрализованных систем без хранителей. Avalanche может использовать свой механизм консенсуса для создания системы, которая позволяет любой, кто может предложить специальные транзакции, которые, по сути, представляют собой общесистемные опросы. Любой участвующий узел может 325 выдвигать такие предложения. Номинальная ставка вознаграждения — важный параметр, влияющий на любую валюту, будь то цифровую или бумажную. К сожалению, криптовалюты, которые фиксируют этот параметр, могут столкнуться с различными проблемами, включая дефляцию или инфляцию. С этой целью номинальная ставка вознаграждения подлежит регулированию в заранее установленных границах. Это будет позволить держателям token выбирать, будет ли $AVAX в конечном итоге ограничен, не ограничен или даже будет дефляционным.Avalanche Платформа 30.06.2020 11 Комиссии за транзакции, обозначаемые набором F, также подлежат управлению. F фактически представляет собой кортеж, описывающий комиссии, связанные с различными инструкциями и транзакциями. Наконец, staking раз и суммы также являются управляемыми. Список этих параметров определен на рисунке 1. – ∆: сумма ставки, выраженная в $AVAX. Это значение определяет минимальную ставку, которую необходимо разместить в качестве залог перед участием в системе. – δmin: минимальное время, необходимое узлу для подключения к системе. – δmax: максимальное количество времени, в течение которого узел может делать ставку. – ρ : (π∆, τδmin) →R : Функция ставки вознаграждения, также называемая ставкой чеканки, определяет вознаграждение участник может требовать в зависимости от своей суммы staking при наличии некоторого количества π публично раскрытых узлов под его собственностью в течение периода τ последовательных δmin таймфреймов, так что τδmin ≤δmax. – F: структура комиссий, которая представляет собой набор регулируемых параметров комиссий, определяющих затраты на различные транзакции. Рис. 1. Ключевые несогласованные параметры, используемые в Avalanche. Все обозначения переопределяются при первом использовании. В соответствии с принципом предсказуемости финансовой системы управление в $AVAX имеет гистерезис. это означает, что изменения параметров сильно зависят от их недавних изменений. Есть два предела 335 связанный с каждым управляемым параметром: временем и диапазоном. После изменения параметра с помощью управления транзакции, становится очень сложно поменять ее сразу и на большую сумму. Эти трудности и ценностные ограничения ослабляются по мере того, как проходит больше времени с момента последнего изменения. В целом, это удерживает систему от радикально меняются за короткий период времени, что позволяет пользователям безопасно прогнозировать параметры системы в в краткосрочной перспективе, сохраняя при этом сильный контроль и гибкость в долгосрочной перспективе. 340
Governança
1.1 Avalanche Metas e Princípios Avalanche é uma plataforma blockchain segura, escalonável, personalizável e de alto desempenho. Tem como alvo três amplos casos de uso: 15 – Construindo blockchains específicos do aplicativo, abrangendo com permissão (privado) e sem permissão (público) implantações. – Construir e lançar aplicativos altamente escaláveis e descentralizados (Dapps). – Construir ativos digitais arbitrariamente complexos com regras, acordos e acessórios personalizados (ativos inteligentes). 1 As declarações prospectivas geralmente estão relacionadas a eventos futuros ou ao nosso desempenho futuro. Isto inclui, mas não é limitado ao desempenho projetado de Avalanche; o desenvolvimento esperado dos seus negócios e projetos; execução da sua visão e estratégia de crescimento; e conclusão de projetos que estão atualmente em andamento, em desenvolvimento ou caso contrário, está em consideração. As declarações prospectivas representam as crenças e suposições de nossa administração somente a partir da data desta apresentação. Estas declarações não são garantias de desempenho futuro e não se deve confiar neles. Tais declarações prospectivas envolvem necessariamente riscos, que podem fazer com que o desempenho e os resultados reais em períodos futuros sejam materialmente diferentes de quaisquer projeções expressa ou implícita aqui. Avalanche não assume nenhuma obrigação de atualizar declarações prospectivas. Embora declarações prospectivas são nossa melhor previsão no momento em que são feitas, não pode haver garantia de que elas provará ser preciso, pois os resultados reais e eventos futuros podem diferir materialmente. O leitor é alertado para não confiar indevidamente em declarações prospectivas.2 Kevin Sekniqi, Daniel Laine, Stephen Buttolph e Emin G¨un Sirer O objetivo geral de Avalanche é fornecer uma plataforma unificadora para a criação, transferência e comércio de 20 ativos digitais. Por construção, Avalanche possui as seguintes propriedades: Escalável Avalanche foi projetado para ser extremamente escalável, robusto e eficiente. O principal mecanismo de consenso é capaz de suportar uma rede global de potencialmente centenas de milhões de dispositivos conectados à Internet, de baixa e alta potência, que operam perfeitamente, com baixas latências e transações muito altas por segundo. 25 O Secure Avalanche foi projetado para ser robusto e atingir alta segurança. Os protocolos de consenso clássicos são projetado para suportar até f atacantes e falhar completamente quando confrontado com um invasor de tamanho f + 1 ou maior, e o consenso de Nakamoto não oferece segurança quando 51% dos mineiros são bizantinos. Em contraste, Avalanche fornece uma garantia de segurança muito forte quando o invasor está abaixo de um determinado limite, que pode ser parametrizado pelo projetista do sistema e fornece degradação elegante quando o invasor excede 30 esse limite. Ele pode manter garantias de segurança (mas não de vivacidade) mesmo quando o invasor excede 51%. É o primeiro sistema sem permissão a fornecer garantias de segurança tão fortes. O Avalanche descentralizado foi projetado para fornecer descentralização sem precedentes. Isto implica um compromisso para múltiplas implementações de clientes e nenhum tipo de controle centralizado. O ecossistema é projetado para evitar divisões entre classes de usuários com interesses diferentes. Crucialmente, não há distinção entre mineiros, 35 desenvolvedores e usuários. Governável e Democrático $AVAX é uma plataforma altamente inclusiva, que permite que qualquer pessoa se conecte ao seu rede e participar na validação e em primeira mão na governança. Qualquer titular de token pode votar em na seleção dos principais parâmetros financeiros e na escolha de como o sistema evolui. Interoperável e flexível Avalanche foi projetado para ser uma infraestrutura universal e flexível para uma infinidade 40 de blockchains/assets, onde a base $AVAX é usada para segurança e como unidade de conta para troca. O O sistema destina-se a suportar, de uma forma neutra em termos de valor, muitos blockchains a serem construídos em cima. A plataforma foi projetado desde o início para facilitar a portabilidade de blockchains existentes para ele, para importar saldos, para oferecer suporte a diversas linguagens de script e máquinas virtuais e oferecer suporte significativo a diversas implantações cenários. 45 Esboço O restante deste documento está dividido em quatro seções principais. A seção 2 descreve os detalhes do motor que alimenta a plataforma. A Seção 3 discute o modelo arquitetônico por trás da plataforma, incluindo sub-redes, máquinas virtuais, inicialização, associação e staking. A Seção 4 explica a governança modelo que permite mudanças dinâmicas nos principais parâmetros económicos. Finalmente, na Seção 5 explora vários tópicos periféricos de interesse, incluindo otimizações potenciais, criptografia pós-quântica e sistemas realistas 50 adversários.
Avalanche Plataforma 30/06/2020 3 Convenção de nomenclatura O nome da plataforma é Avalanche e normalmente é chamada de “Avalanche plataforma”, e é intercambiável/sinônimo de “a rede Avalanche”, ou – simplesmente – Avalanche. As bases de código serão lançadas usando três identificadores numéricos, rotulados como “v.[0-9].[0-9].[0-100]”, onde o O primeiro número identifica os lançamentos principais, o segundo número identifica os lançamentos secundários e o terceiro número 55 identifica manchas. O primeiro lançamento público, codinome Avalanche Borealis, é v. O nativo token da plataforma é chamado “$AVAX”. A família de protocolos de consenso usados pela plataforma Avalanche é conhecida como família Snow*. Existem três instanciações concretas, chamadas Avalanche, Snowman e Gelado.
Управление
1.1 Avalanche Цели и принципы Avalanche — это высокопроизводительная, масштабируемая, настраиваемая и безопасная платформа blockchain. Он нацелен на три широкие варианты использования: 15 – Создание blockchain для конкретных приложений, охватывающих разрешенные (частные) и не требующие разрешений (публичные) развертывания. – Создание и запуск масштабируемых и децентрализованных приложений (Dapps). – Создание произвольно сложных цифровых активов с индивидуальными правилами, соглашениями и ограничениями (умные активы). 1 Заявления прогнозного характера обычно относятся к будущим событиям или нашим будущим результатам. Это включает, но не ограничено прогнозируемой производительностью Avalanche; ожидаемое развитие его бизнеса и проектов; исполнение своего видения и стратегии роста; и завершение проектов, которые в настоящее время реализуются, находятся в стадии разработки или в противном случае на рассмотрении. Заявления прогнозного характера отражают убеждения и предположения нашего руководства. только на дату настоящей презентации. Эти заявления не являются гарантией будущих результатов и не являются неправомерными. на них не следует полагаться. Такие прогнозные заявления обязательно включают в себя известные и неизвестные риски, которые могут привести к тому, что фактические показатели и результаты в будущих периодах будут существенно отличаться от любых прогнозов выраженные или подразумеваемые здесь. Avalanche не берет на себя никаких обязательств по обновлению прогнозных заявлений. Хотя прогнозные заявления являются нашим лучшим прогнозом на момент их составления, не может быть никакой гарантии, что они окажется точным, поскольку фактические результаты и будущие события могут существенно отличаться. Читателя предостерегают: не необоснованно полагаться на прогнозные заявления.2 Кевин Секники, Дэниел Лейн, Стивен Баттольф и Эмин Гюн Сирер Основная цель Avalanche — предоставить объединяющую платформу для создания, передачи и торговли 20 цифровые активы. По конструкции Avalanche обладает следующими свойствами: Масштабируемый Avalanche спроектирован таким образом, чтобы быть масштабируемым, надежным и эффективным. Основной механизм консенсуса способен поддерживать глобальную сеть, потенциально состоящую из сотен миллионов подключенных к Интернету устройств с низким и высоким энергопотреблением, которые работают бесперебойно, с низкими задержками и очень высокой скоростью транзакций в секунду. 25 Secure Avalanche спроектирован так, чтобы быть надежным и обеспечивать высокий уровень безопасности. Классические протоколы консенсуса разработан, чтобы противостоять атакам до f и полностью потерпеть неудачу при столкновении с атакующим размером f + 1 или больше, а консенсус Накамото не обеспечивает безопасности, когда 51% майнеров являются византийцами. Напротив, Avalanche обеспечивает очень надежную гарантию безопасности, когда злоумышленник находится ниже определенного порога, который может быть параметризован разработчиком системы и обеспечивает постепенное снижение производительности, когда злоумышленник превышает 30 этот порог. Он может поддерживать гарантии безопасности (но не живучести), даже если уровень злоумышленника превышает 51%. Это первая несанкционированная система, обеспечивающая такие надежные гарантии безопасности. Децентрализованный Avalanche предназначен для обеспечения беспрецедентной децентрализации. Это подразумевает обязательство к множественным клиентским реализациям и отсутствию какого-либо централизованного контроля. Экосистема спроектирована таким образом, чтобы избежать разделение между классами пользователей с разными интересами. Важно отметить, что нет никакого различия между майнерами, 35 разработчики и пользователи. Управляемая и демократичная $AVAX — это инклюзивная платформа, которая позволяет каждому подключиться к ее сети и участвовать в проверке и непосредственном управлении. Любой владелец token может иметь право голоса. выбор ключевых финансовых параметров и выбор пути развития системы. Совместимая и гибкая Avalanche спроектирована как универсальная и гибкая инфраструктура для множества 40 из blockchains/assets, где базовый $AVAX используется для обеспечения безопасности и в качестве расчетной единицы для обмена. Система предназначена для нейтральной по стоимости поддержки многих blockchain, которые будут построены поверх нее. Платформа разработан с нуля, чтобы можно было легко переносить на него существующие blockchain, импортировать балансы, поддерживать несколько языков сценариев и виртуальных машин, а также осмысленно поддерживать множественное развертывание. сценарии. 45 Краткое содержание Оставшаяся часть данного документа разбита на четыре основных раздела. В разделе 2 изложены подробности двигатель, приводящий в движение платформу. В разделе 3 обсуждается архитектурная модель платформы, включая подсети, виртуальные машины, загрузка, членство и staking. Раздел 4 объясняет управление модель, которая обеспечивает динамические изменения ключевых экономических параметров. Наконец, в разделе 5 рассматриваются различные периферийные темы, представляющие интерес, включая потенциальную оптимизацию, постквантовую криптографию и реалистичные 50 противники.
Avalanche Платформа 30.06.2020 3 Соглашение об именовании. Название платформы — Avalanche, обычно его называют «Avalanche». платформа» и является взаимозаменяемым/синонимом «сети Avalanche» или – просто – Avalanche. Базы кода будут выпускаться с использованием трех числовых идентификаторов, помеченных как «v.[0-9].[0-9].[0-100]», где первая цифра обозначает основные выпуски, вторая цифра обозначает второстепенные выпуски, а третья цифра 55 идентифицирует патчи. Первый общедоступный выпуск под кодовым названием Avalanche Borealis — это версия 1.0.0. Родной token платформы называется «$AVAX». Семейство консенсусных протоколов, используемых платформой Avalanche, называемые семьей Сноу*. Существует три конкретных экземпляра: Avalanche, Снеговик и Морозный.
Discussão
5.1 Otimizações Removendo muitas plataformas blockchain, especialmente aquelas que implementam o consenso Nakamoto, como Bitcoin, sofrem com o crescimento perpétuo do Estado. Isto porque – por protocolo – eles têm que armazenar todo o histórico de transações. No entanto, para que um blockchain cresça de forma sustentável, deve ser capaz de podar a velha história. 345 Isto é especialmente importante para blockchains que suportam alto desempenho, como Avalanche. A poda é simples na família Snow*. Ao contrário de Bitcoin (e protocolos semelhantes), onde a poda não é possível de acordo com os requisitos algorítmicos, em $AVAX os nós não precisam manter partes do DAG que são profundos e altamente comprometidos. Esses nós não precisam provar nenhum histórico passado para nova inicialização nós e, portanto, simplesmente precisa armazenar o estado ativo, ou seja, os saldos atuais, bem como os não confirmados 350 transações. Os tipos de cliente Avalanche podem suportar três tipos diferentes de clientes: arquivamento, completo e leve. Arquivo os nós armazenam todo o histórico da sub-rede $AVAX, da sub-rede staking e da sub-rede smart contract, todos os12 Kevin Sekniqi, Daniel Laine, Stephen Buttolph e Emin G¨un Sirer caminho para a gênese, o que significa que esses nós servem como nós de inicialização para novos nós de entrada. Além disso esses nós podem armazenar o histórico completo de outras sub-redes para as quais escolhem ser validators. Arquivo 355 nós são normalmente máquinas com alta capacidade de armazenamento que são pagas por outros nós durante o download estado antigo. Os nós completos, por outro lado, participam da validação, mas em vez de armazenar todo o histórico, eles simplesmente armazene o estado ativo (por exemplo, conjunto UTXO atual). Finalmente, para aqueles que simplesmente precisam interagir com segurança com a rede usando a quantidade mínima de recursos, Avalanche oferece suporte a clientes leves que podem provar que alguma transação foi confirmada sem a necessidade de baixar ou sincronizar o histórico. Luz 360 os clientes se envolvem na fase de amostragem repetida do protocolo para garantir o compromisso seguro e toda a rede consenso. Portanto, os clientes leves em Avalanche fornecem as mesmas garantias de segurança que os nós completos. Sharding Sharding é o processo de particionar vários recursos do sistema para aumentar o desempenho e reduzir a carga. Existem vários tipos de mecanismos de fragmentação. No sharding de rede, o conjunto de participantes é dividido em sub-redes separadas para reduzir a carga algorítmica; na fragmentação de estado, os participantes concordam em 365 armazenar e manter apenas subpartes específicas de todo o estado global; por último, na fragmentação de transações, os participantes concordam em separar o processamento das transações recebidas. No Avalanche Borealis, a primeira forma de sharding existe através da funcionalidade de sub-redes. Para por exemplo, pode-se lançar uma sub-rede ouro e outra sub-rede imobiliária. Essas duas sub-redes podem existir inteiramente em paralelo. As sub-redes interagem apenas quando um usuário deseja comprar contratos imobiliários usando suas posses de ouro, 370 ponto em que Avalanche permitirá uma troca atômica entre as duas sub-redes. 5.2 Preocupações Criptografia pós-quântica A criptografia pós-quântica ganhou recentemente ampla atenção devido aos avanços no desenvolvimento de computadores e algoritmos quânticos. A preocupação com a quântica computadores é que eles podem quebrar alguns dos protocolos criptográficos atualmente implantados, especificamente 375 assinaturas. O modelo de rede Avalanche permite qualquer número de VMs, por isso suporta uma rede resistente a quantum máquina virtual com um mecanismo de assinatura digital adequado. Prevemos vários tipos de assinatura digital esquemas a serem implantados, incluindo assinaturas baseadas em RLWE com resistência quântica. O mecanismo de consenso não assume nenhum tipo de criptografia pesada para sua operação principal. Dado esse design, é fácil ampliar o sistema com uma nova máquina virtual que fornece primitivas criptográficas seguras quânticas. 380 Adversários realistas O artigo Avalanche [6] fornece garantias muito fortes na presença de um adversário poderoso e hostil, conhecido como adversário adaptável a rodadas no modelo ponto a ponto completo. Em outros termos, o adversário tem acesso total ao estado de cada nó correto em todos os momentos, conhece o escolhas aleatórias de todos os nós corretos, bem como pode atualizar seu próprio estado a qualquer momento, antes e depois do o nó correto tem a chance de atualizar seu próprio estado. Efetivamente, este adversário é todo-poderoso, exceto 385 a capacidade de atualizar diretamente o estado de um nó correto ou modificar a comunicação entre o nó correto nós. No entanto, na realidade, tal adversário é puramente teórico, uma vez que as implementações práticas do o adversário mais forte possível é limitado a aproximações estatísticas do estado da rede. Portanto, em Na prática, esperamos que os ataques no pior cenário sejam difíceis de implementar.Avalanche Plataforma 30/06/2020 13 Inclusão e Igualdade Um problema comum em moedas sem permissão é o dos “ricos que ficam 390 mais rico”. Esta é uma preocupação válida, uma vez que um sistema PoS implementado indevidamente pode de fato permitir a geração de riqueza seja desproporcionalmente atribuída aos já grandes detentores de participação no sistema. Um Um exemplo simples é o dos protocolos de consenso baseados em líderes, em que um subcomitê ou um líder designado coleta todas as recompensas durante sua operação, e onde a probabilidade de ser escolhido para coletar recompensas é proporcional à aposta, acumulando fortes efeitos de composição de recompensa. Além disso, em sistemas como Bitcoin, 395 existe um fenômeno “grande fica maior”, onde os grandes mineradores desfrutam de um prêmio sobre os menores em termos de menos órfãos e menos trabalho perdido. Em contraste, Avalanche emprega uma distribuição igualitária de cunhagem: cada participante do protocolo staking é recompensado de forma equitativa e proporcional com base na aposta. Ao permitir que um grande número de pessoas participem em primeira mão em staking, Avalanche pode acomodar milhões de pessoas participem igualmente em staking. O valor mínimo necessário para participar do 400 o protocolo estará sujeito à governança, mas será inicializado com um valor baixo para encorajar uma ampla participação. Isto também implica que a delegação não é obrigada a participar com uma pequena dotação. 6 Conclusão Neste artigo, discutimos a arquitetura da plataforma Avalanche. Em comparação com outras plataformas hoje, que executam protocolos de consenso de estilo clássico e, portanto, são inerentemente não escaláveis, ou fazem uso de 405 Consenso ao estilo Nakamoto que é ineficiente e impõe altos custos operacionais, o Avalanche é leve, rápido, escalonável, seguro e eficiente. O token nativo, que serve para proteger a rede e pagar por vários custos de infraestrutura é simples e compatível com versões anteriores. $AVAX tem capacidade além de outras propostas para alcançar níveis mais elevados de descentralização, resistir a ataques e escalar para milhões de nós sem qualquer quórum ou eleição de comitê e, portanto, sem impor quaisquer limites à participação. 410 Além do mecanismo de consenso, Avalanche inova na pilha e apresenta soluções simples, mas importantes ideias em gerenciamento de transações, governança e uma série de outros componentes não disponíveis em outras plataformas. Cada participante do protocolo terá voz para influenciar a forma como o protocolo evolui em todos os momentos, possível graças a um poderoso mecanismo de governação. Avalanche suporta alta personalização, permitindo plug-and-play quase instantâneo com blockchains existentes. 415
Обсуждение
5.1 Оптимизации Сокращение многих платформ blockchain, особенно тех, которые реализуют консенсус Накамото, таких как Bitcoin, страдают от постоянного роста государства. Это потому, что – по протоколу – они должны хранить всю историю транзакции. Однако для того, чтобы blockchain развивался устойчиво, он должен иметь возможность обрезать старую историю. 345 Это особенно важно для blockchain, поддерживающих высокую производительность, например Avalanche. Обрезка растений семейства Snow* проста. В отличие от Bitcoin (и подобных протоколов), где обрезка не возможно в соответствии с алгоритмическими требованиями, узлам $AVAX не нужно поддерживать части DAG, которые глубоки и очень преданы своему делу. Этим узлам не нужно доказывать какую-либо прошлую историю для новой начальной загрузки. узлы, и поэтому просто должны хранить активное состояние, то есть текущие балансы, а также незафиксированные 350 транзакции. Типы клиентов Avalanche могут поддерживать три различных типа клиентов: архивные, полные и облегченные. Архивный узлы хранят всю историю подсети $AVAX, подсети staking и подсети smart contract, все12 Кевин Секники, Дэниел Лейн, Стивен Баттольф и Эмин Гюн Сирер путь к генезису, что означает, что эти узлы служат узлами начальной загрузки для новых входящих узлов. Дополнительно эти узлы могут хранить полную историю других подсетей, для которых они выбирают роль validator. Архивный 355 узлы обычно представляют собой машины с большими возможностями хранения, за которые другие узлы платят при загрузке. старое государство. Полные узлы, с другой стороны, участвуют в проверке, но вместо того, чтобы хранить всю историю, они просто сохраните активное состояние (например, текущий набор UTXO). Наконец, для тех, кому просто необходимо безопасное взаимодействие поскольку сеть использует минимальное количество ресурсов, Avalanche поддерживает легкие клиенты, которые могут доказать, что какая-то транзакция была зафиксирована, без необходимости загрузки или синхронизации истории. Свет 360 клиенты участвуют в фазе повторной выборки протокола, чтобы обеспечить безопасную передачу данных и всю сеть. консенсус. Таким образом, легкие клиенты в Avalanche предоставляют те же гарантии безопасности, что и полные узлы. Шардинг Шардинг — это процесс разделения различных системных ресурсов с целью повышения производительности. и уменьшить нагрузку. Существуют различные типы механизмов шардинга. При шардинге сети набор участников разделен на отдельные подсети для снижения алгоритмической нагрузки; в государственном шардинге участники договариваются о 365 хранение и поддержка только определенных частей всего глобального состояния; наконец, при сегментировании транзакций, участники соглашаются разделить обработку входящих транзакций. В Avalanche Borealis первая форма сегментирования существует благодаря функциональности подсетей. Для Например, можно запустить золотую подсеть и еще одну подсеть по недвижимости. Эти две подсети могут полностью существовать в параллельно. Подсети взаимодействуют только тогда, когда пользователь желает купить контракты на недвижимость, используя свои золотые запасы. 370 в этот момент Avalanche включит атомарный обмен между двумя подсетями. 5.2 Проблемы Постквантовая криптография Постквантовая криптография в последнее время привлекла широкое внимание. благодаря достижениям в разработке квантовых компьютеров и алгоритмов. Озабоченность квантовыми компьютеров заключается в том, что они могут взломать некоторые из используемых в настоящее время криптографических протоколов, особенно цифровых 375 подписи. Сетевая модель Avalanche позволяет использовать любое количество виртуальных машин, поэтому она поддерживает квантово-устойчивую виртуальная машина с подходящим механизмом цифровой подписи. Мы ожидаем несколько типов цифровой подписи схемы, которые будут развернуты, включая квантовоустойчивые сигнатуры на основе RLWE. Механизм консенсуса не предполагает использования какой-либо тяжелой криптографии для своей основной работы. Учитывая эту конструкцию, легко расширить систему с помощью новой виртуальной машины, которая обеспечивает квантовобезопасные криптографические примитивы. 380 Реалистичные противники Документ Avalanche [6] предоставляет очень сильные гарантии при наличии мощный и враждебный противник, известный как адаптивный противник в полной модели «точка-точка». В другими словами, злоумышленник всегда имеет полный доступ к состоянию каждого правильного узла, знает случайный выбор всех правильных узлов, а также может обновлять собственное состояние в любое время, до и после правильный узел имеет возможность обновить свое состояние. По сути, этот противник всемогущ, за исключением 385 возможность напрямую обновлять состояние правильного узла или изменять связь между правильными узлы. Тем не менее, на самом деле такой противник является чисто теоретическим, поскольку практическая реализация сильнейший возможный противник ограничен статистическими аппроксимациями состояния сети. Поэтому в На практике мы ожидаем, что атаки по наихудшему сценарию будет сложно осуществить.Avalanche Платформа 30.06.2020 13 Инклюзивность и равенство. Распространенной проблемой в неразрешенных валютах является то, что «богатые получают 390 богаче». Это обоснованная проблема, поскольку неправильно реализованная система PoS может фактически позволить Создание богатства будет непропорционально приписано уже крупным держателям акций системы. А Простым примером являются протоколы консенсуса, основанные на лидерах, в которых подкомитет или назначенный лидер собирает все награды во время своей работы, и где вероятность быть выбранным для сбора наград равна пропорционально ставке, что приводит к сильному эффекту усугубления вознаграждения. Кроме того, в таких системах, как Bitcoin, 395 Существует феномен «большие становятся больше», когда крупные майнеры получают преимущество над более мелкими с точки зрения меньше сирот и меньше потерянной работы. Напротив, Avalanche использует эгалитарное распределение чеканки: каждый участник протокола staking вознаграждается справедливо и пропорционально в зависимости от ставки. Предоставляя возможность очень большому количеству людей принять непосредственное участие в staking, Avalanche может вместить миллионы людей смогут принять равноправное участие в staking. Минимальная сумма, необходимая для участия в акции 400 Протокол будет доступен для управления, но для него будет установлено низкое значение, чтобы стимулировать широкое участие. Это также означает, что делегирование не требуется для участия с небольшими ассигнованиями. 6 Заключение В этой статье мы обсудили архитектуру платформы Avalanche. По сравнению с другими платформами сегодня, которые либо используют консенсусные протоколы классического стиля и, следовательно, по своей сути не масштабируемы, либо используют 405 Консенсус в стиле Накамото, который неэффективен и требует высоких эксплуатационных расходов, Avalanche легкий, быстрый, масштабируемый, безопасный и эффективный. Родной token, который служит для защиты сети и оплаты различные инфраструктурные затраты просты и обратно совместимы. $AVAX имеет возможности, превосходящие другие предложения достичь более высокого уровня децентрализации, противостоять атакам и масштабироваться до миллионов узлов без какого-либо кворума или выборы комитета и, следовательно, не налагая никаких ограничений на участие. 410 Помимо механизма консенсуса, Avalanche вносит новшества в стек и вводит простые, но важные идеи в области управления транзакциями, управления и множества других компонентов, недоступных на других платформах. Каждый участник протокола будет иметь право голоса, влияя на то, как протокол будет развиваться в любое время. стало возможным благодаря мощному механизму управления. Avalanche поддерживает широкие возможности настройки, позволяя практически мгновенное подключение к существующим blockchain по принципу «подключи и работай». 415