Урок 3

Техническая архитектура

В этом модуле глубоко анализируются ключевые технологии протокола MAP. Вы узнаете о цепочке ретрансляции MAP, механизме доказательства доли (Proof-of-Stake) и согласовании, устойчивом к византийским ошибкам. Модуль также подробно описывает технологию легкого клиента, объясняет ее функциональность, преимущества и детали реализации. Наконец, мы рассмотрим применение доказательств нулевого разглашения (Zero-Knowledge Proofs, ZKPs) для обеспечения безопасности и эффективности проверки межцепей, выделяя сложную архитектуру протокола.

MAP ретрансляционная цепь

Цепь ретрансляции MAP работает на механизме доказательства доли (Proof-of-Stake, PoS), который имеет множество преимуществ по сравнению с традиционной системой доказательства работы (Proof-of-Work, PoW). PoS более экологичен, поскольку ему не требуется такое большое потребление энергии, как у PoW майнинга. Сеть зависит от валидаторов, а не от шахтёров, и выбор валидаторов основан на количестве токенов MAPO, которыми они владеют, а также на количестве, которое они готовы "заложить" в качестве залога.

В протоколе MAP валидаторы отвечают за сбор транзакций из сети, выполнение любых связанных с ними смарт-контрактов и формирование новых блоков. Выбор валидаторов основан на количестве заложенных ими токенов MAPO, что гарантирует выбор тех валидаторов, которые представляют наибольший риск, для защиты сети. Этот механизм не только уменьшает энергопотребление, но и обеспечивает более быстрые и дешевые транзакции.

Цепь ретрансляции MAP использует алгоритм консенсуса Стамбульского Византийского отказоустойчивого (Istanbul Byzantine Fault Tolerant, IBFT). Эта модель консенсуса разработана для обеспечения безопасности и надежности сети при отказе или злонамеренном поведении до трети узлов. Алгоритм IBFT достигает консенсуса путем серии шагов по проверке узлов, передающих подписанные сообщения. Вот как работает консенсус IBFT:

Этап предварительной подготовки (Pre-Prepare Phase)Лидер (назначенный валидатор) предлагает новый блок и распространяет его на все другие валидаторы.

Этап подготовкиВалидатор получает предложенный блок, проверяет его действительность и, после подтверждения, транслирует сообщение "готовности".

Фаза подтверждения (Commit Phase)Как только валидаторы получат достаточное количество сообщений «Готов» , они транслируют сообщение «Подтверждение».

ОкончательностьКогда валидатор получает достаточное количество сообщений "подтверждение", блок окончательно определяется и добавляется в блокчейн.

Этот процесс гарантирует мгновенную окончательную определенность, то есть, как только блок подтвержден, его нельзя отменить, что повышает общую безопасность и пользовательский опыт сети MAP протокола.

Динамика и стимулы для валидаторов

Цепь ретрансляции MAP поддерживает динамическую группу проверяющих, которая периодически обновляется в соответствии с весом ставки токенов MAPO. Это динамическое настраивание делает сеть более надежной и разнообразной, стимулируя владельцев токенов активно участвовать в обеспечении безопасности сети. Проверяющие получают награды за участие в сети, которые распределяются в зависимости от количества заложенных токенов MAPO. Награды включают часть комиссий за транзакции, взимаемых сетью, обеспечивая постоянные стимулы для проверяющих, чтобы гарантировать безопасность и плавную работу сети.

Блокчейн на основе эпохи генерации

Цепочка ретрансляции MAP генерирует блоки на основе эпохи. В конце каждой эпохи группа валидаторов будет обновлена, чтобы обеспечить децентрализацию и безопасность сети. Внутри каждой эпохи блоки генерируются с использованием взвешенного раунда, отражающего вес стейкинга каждого валидатора. Этот метод обеспечивает справедливое и равномерное распределение возможностей генерации блоков между валидаторами.

Улучшение безопасности

Для дополнительного повышения безопасности в сети MAP интегрированы проверочные точки с сетью биткойнов. Этот процесс включает регулярную отправку хеш-значения и подписи последнего блока каждой эпохи в сеть биткойнов для временной маркировки этих проверочных точек с использованием ее вычислительной мощности. Эта интеграция помогает предотвратить атаки на большое расстояние и укрепляет общую безопасность сети протокола MAP.

Технология легкого клиента

Технология легкого клиента является основой протокола MAP и позволяет осуществлять безопасное и эффективное взаимодействие между блокчейнами без необходимости полной узловой версии блокчейна. Легкий клиент, также известный как легковесный или тонкий клиент, работает, храня только необходимые данные блокчейна, такие как заголовки блоков, вместо хранения всего блокчейна. Это минимизированное хранение данных позволяет легкому клиенту быстро проверять правильность транзакций и заголовков блоков с помощью криптографических доказательств, таких как доказательство Меркла. Основные функции и преимущества легкого клиента в протоколе MAP включают:

  • эффективность использования ресурсовЛегкий клиент потребляет значительно меньше пропускной способности и места на диске по сравнению с полным узлом, что идеально подходит для устройств с ограниченными ресурсами, таких как смартфоны или устройства интернета вещей.
  • скоростьОни могут быстрее синхронизироваться с блокчейном, чтобы быстро проверять транзакции.
  • БезопасностьЛегкий клиент может выполнять самопроверку сделок, чтобы убедиться в точности и достоверности получаемых и проверяемых данных, без необходимости полагаться на посредников.
  • децентрализованныйЧерез разрешение большему числу участников работать с легким клиентом, протокол MAP усиливает децентрализацию и гибкость сети.

Протокол MAP реализует коммуникацию между блокчейнами с использованием сложной технологии легкого клиента. Способ работы следующий:

Легкий клиент загружает только заголовок блока с блокчейна. Заголовок блока содержит важную информацию, такую как хэш блока и Меркель-корень. При необходимости проверки транзакции легкий клиент запрашивает доказательство Меркеля у полного узла, чтобы подтвердить, содержится ли транзакция в блоке. Этот процесс позволяет легкому клиенту проверять транзакции с минимальными данными.

В сценарии межцепочек информация о заголовке блока (включая подпись проверяющего) цепи A синхронизируется с легким клиентом цепи B. Эти легкие клиенты либо встроены в инфраструктуру цепи, либо развернуты в качестве смарт-контрактов на соответствующей цепи. Такая настройка обеспечивает возможность цепи B независимо проверять транзакции цепи A с использованием предоставленной информации о заголовке блока и проверяющем.

Протокол MAP интегрирует доказательства нулевого разглашения (ZKP), чтобы дальше улучшить эффективность и безопасность проверки легкого клиента. ZKP позволяет проверять транзакции, не разглашая детали сделок, тем самым обеспечивая конфиденциальность и снижая затраты на проверку. Сочетая ZKP с технологией легкого клиента, протокол MAP обеспечивает эффективность и высокую безопасность в межцепочных транзакциях.

Цепочка ретрансляции MAP играет ключевую роль в поддержании легких клиентов, связанных со всеми блокчейнами. Она использует предварительно скомпилированный контракт, интегрированный с различными алгоритмами подписи и хеш-функциями из различных блокчейнов, чтобы гарантировать возможность проверки транзакций между несколькими сетями. Такая настройка делает цепочку ретрансляции MAP универсальным переводчиком, способствующим беспрепятственному взаимодействию между блокчейнами.

С помощью технологии легкого клиента протокол MAP предоставляет масштабируемое и безопасное решение для взаимодействия между различными блокчейн-сетями, обеспечивая эффективное и безопасное взаимодействие пользователей и разработчиков с несколькими блокчейн-сетями.

Технология нулевого разглашения

Доказательства с нулевым разглашением (ZKP) — это криптографические протоколы, которые позволяют одной стороне (доказывающему) доказать подлинность утверждения другой стороне (верификатору), не раскрывая ничего, кроме действительности утверждения. Концепция была впервые предложена в 1985 году исследователями Шафи Гольдвассером, Сильвио Микали и Чарльзом Ракоффом в их статье «Сложность знаний интерактивных систем доказательства». ZKP важны для повышения конфиденциальности и безопасности и используются в различных областях, таких как финансовые транзакции, проверка личности, системы голосования и безопасные цепочки поставок. Они позволяют проверять данные, не раскрывая конфиденциальную информацию, защищая конфиденциальность и обеспечивая целостность данных.

В контексте протокола MAP нулевые доказательства играют важную роль в обеспечении безопасности и эффективности проверки межсетевых операций. Их конкретная реализация выглядит следующим образом:

Легкий клиент в протоколе MAP отвечает за проверку транзакций между различными блокчейнами. Путем интеграции ZKPs, протокол MAP повышает эффективность этого процесса. Легкий клиент может подтвердить правильность заголовка блока, проверив доказательство zk-SNARK, без необходимости проведения большого объема вычислений. Это значительно снижает комиссию за транзакции между блокчейнами, сохраняя при этом высокий уровень безопасности.

ZKPs позволяют протоколу MAP проверять транзакции между различными блокчейнами, не раскрывая чувствительную информацию о самой транзакции. Это крайне важно для обеспечения конфиденциальности пользователей и целостности передаваемых данных. Используя ZKPs, протокол MAP гарантирует, что даже при нарушении легкого клиента или ретрансляционной цепи, конфиденциальность и безопасность транзакций не будут подвергаться угрозе.

Традиционные решения межцепных проблем обычно зависят от централизованных сущностей или консорциумов для проверки транзакций, что может привести к уязвимостям и отказам в обслуживании. В отличие от этого, протокол MAP реализует полностью децентрализованный процесс проверки с использованием ZKPs. Это соответствует цели создания протокола без доверия точка-к-точке, где проверка транзакций полностью зависит от криптографических доказательств, а не от какого-либо посредника.

В целом, интеграция доказательств нулевого знания в MAP Protocol усилила безопасность, эффективность и конфиденциальность межцепочечных транзакций, сделав его мощным решением для взаимодействия блокчейнов. Используя инновации с помощью ZKPs, MAP Protocol лидирует в разработке децентрализованной, безопасной и эффективной технологии межцепочечной связи.

трехуровневая архитектура

Уровень протокола MAP

Протокольный уровень MAP является ядром инфраструктуры всей сети протокола MAP. Он включает межсетевую цепочку MAP, легких клиентов, развернутых на различных блокчейнах, и программы обслуживания межсетевого взаимодействия. Этот уровень отвечает за основную проверку межсетевых операций, гарантируя целостность и окончательность межсетевых транзакций.

  • MAP Relay Chain: в качестве костяка межцепочечного взаимодействия обеспечивает безупречную связь между различными блокчейнами. Он использует механизм доказательства доли (Proof-of-Stake, PoS) и консенсус, устойчивый к византийским ошибкам (Byzantine Fault Tolerant, BFT), для обеспечения безопасности и эффективности.
  • Легкий клиент: развернут на каждой цепи, эти клиенты проверяют транзакции, храня минимальные данные (например, заголовки блоков) и используя криптографические доказательства (например, доказательства Меркля).
  • Программа обслуживания межцепочки: эта программа обновляет и поддерживает состояние легкого клиента на разных блокчейнах, обеспечивая синхронизацию и точность межцепочечного взаимодействия.

Слой полного сервиса MAP (слои MOS)

Слой полной цепочки MAP (сокр. MOS) как промежуточное звено, соединяющее механизм протокола MAP на нижнем уровне и интерфейс смарт-контрактов, используемый децентрализованным приложением (dApp). Он упрощает разработку децентрализованных приложений с помощью предоставления общих услуг и модулей, необходимых для выполнения операций межцепочного взаимодействия.

  • Хранилище страхования и данных: MOS включает контракт AssetVault, который управляет передачей активов между блокчейнами и выполняет операции по созданию, уничтожению и передаче активов с использованием криптографического подтверждения, обеспечивая безопасное и децентрализованное управление активами.
  • Программа передачи сообщений: содействует передаче межцепочечных сообщений и обновляет легкие клиенты с использованием последних информации о блоках. Обеспечивает правильную проверку и выполнение межцепочечных транзакций.
  • Инструменты разработчика: MOS предоставляет SDK и API, которые позволяют разработчикам легко создавать, развёртывать и управлять кросс-чейн dApp, снижая технический порог и стимулируя инновации в экосистеме.

Экосистема приложений MAPO

Экосистемный уровень приложения MAPO предназначен для поддержки широкого спектра dApp путем использования возможностей протокола MAP и слоя MOS. Этот уровень гарантирует реальную интероперабельность между различными блокчейнами, обеспечивая безупречный пользовательский опыт и инновационные функции приложений.

  • Взаимодействующие dApp: dApp, построенные на уровне приложений MAPO, могут взаимодействовать с несколькими блокчейнами без необходимости сложной интеграционной работы. Это включает в себя приложения в области кросс-цепного кредитования, обмена цепочек, GameFi и цепных оракулов.
  • Управление активами и данными: Этот уровень обеспечивает завершенность проверки данных и активов, позволяя децентрализованным приложениям эффективно и безопасно управлять кроссчейн-транзакциями.
  • Масштабируемость и расширяемость: развертываясь в цепочке ретрансляции MAP, dApp может автоматически подключаться ко всем поддерживаемым блокчейнам, обеспечивая масштабируемость и расширяя свою пользовательскую базу.

Трехуровневая архитектура протокола MAP, включающая уровень протокола MAP, уровень полной цепочки услуг MAP и уровень экосистемы приложений MAPO, обеспечивает комплексный и мощный фреймворк для создания интероперабельных и масштабируемых приложений на блокчейне. Он решает проблемы взаимодействия между блокчейнами и реализует истинную интерконнекцию экосистемы Web3.

Отказ от ответственности
* Криптоинвестирование сопряжено со значительными рисками. Будьте осторожны. Курс не является инвестиционным советом.
* Курс создан автором, который присоединился к Gate Learn. Мнение автора может не совпадать с мнением Gate Learn.