Hva er DoubleZero-protokollen? Den komplette guiden til kryptonettverksinfrastruktur

I dagens raskt utviklende blockchain-landskap har nettverksytelse blitt den kritiske flaskehalsen som begrenser skalerbarheten og effektiviteten til distribuerte systemer. DoubleZero-protokollen er en desentralisert infrastruktur-løsning som tilbyr et desentralisert rammeverk for å skape høyytelses, tillatelsesfrie nettverk optimalisert spesifikt for blockchain og distribuerte systemer.

Denne omfattende guiden utforsker hvordan DoubleZero tar tak i utfordringer med nettverksinfrastruktur gjennom sin innovative to-ring-arkitektur, FPGA-basert kantfiltrering og smart kontraktsstyring, som muliggjør forbedringer i båndbredde og forsinkelse for validatorer, RPC-operatører og blockchain-utviklere over hele verden.

Nøkkelpunkter

• DoubleZero-protokollinnovasjon: Skaper et desentralisert meshnettverk ved å omforme underutnyttede fiberoptiske koblinger til høyytelses infrastruktur med FPGA-basert kantfiltreringsteknologi.
• Ytelsesoptimalisering: Reduserer forsinkelse, eliminerer jitter og filtrerer bort søppel ved nettverkskanten før trafikk når blockchain-validatorene, og muliggjør betydelige ytelsesforbedringer sammenlignet med offentlig internett.
• Bred applikasjonsstøtte: Layer 1-blockchains, RPC-noder, MEV-systemer og Layer 2-kjeder kan utnytte protokollen for å overvinne kommunikasjonsflaskehalser og oppnå forbedret gjennomstrømning.
• Innovativ arkitektur: To-ring-systemet skiller trafikkfiltrering fra konsensusbygging, noe som tillater samarbeidende infrastrukturdeling mens desentralisert drift opprettholdes gjennom smart kontraktsstyring.
• Tillatelsesfri deltakelse: Bidragsytere kan tjene penger på ledig nettverkskapasitet samtidig som brukerne får tilgang til optimalisert ruting uten langsiktige kontrakter eller sentraliserte avhengigheter.
• Markedsavvik: Tar opp grunnleggende kommunikasjon begrensninger i blockchain som tradisjonell internettinfrastruktur og sentraliserte løsninger ikke kan løse effektivt.

Hva er DoubleZero-protokollen?

DoubleZero Protokollen er et desentralisert rammeverk for å skape og administrere høyytelses, tillatelsesfrie nettverk, spesifikt optimalisert for distribuerte systemer som blockchain. I kjernen transformerer DoubleZero underutnyttede private fiberkoblinger til et dynamisk og ekspansivt globalt meshnettverk som filtrerer og betjener trafikk over lav-latens, høy-båndbredderuter. Protokollen muliggjør at distribuerte systemer kan sende og motta informasjon effektivt ved å kombinere individuelt bidragne fiberkoblinger til et synkronisert nettverk som filtrerer bort søppel, øker båndbredde, reduserer forsinkelse og fjerner jitter fra kommunikasjon.

DoubleZero-nettverket opererer gjennom en tillatelsesfri kontroller som lever på en offentlig blockchain, og tiltrekker nye bidrag med insentiver samtidig som den administrerer nettverkskonfigurasjon og ruting som svar på etterspørselstopper, utfall og andre forstyrrelser. Dette nettverksinfrastruktur laget frigjør systemer som Layer 1-blockchains fra kommunikasjonsflaskehalser, noe som lar dem nærme seg den maksimale ytelse som fysikk tillater. I essens skaper DoubleZero «et nytt internett optimalisert for distribuerte systemer.»

I motsetning til tradisjonelle nettverksløsninger som er avhengige av sentralisert infrastruktur eller begrensningene av det offentlige internett, utnytter DoubleZero de samme nettverkseffektene som gjorde internett verdifullt, samtidig som det gir dedikert, høyytelses tilkobling spesifikt designet for de unike behovene til blockchain-validatorer, RPC-noder og andre deltakere i distribuerte systemer.

Hvilke problemer løser DoubleZero-protokollen?

1. Den grunnleggende kommunikasjonsflaskehalsen i blockchain

Den nåværende forbedringstakten i gjennomstrømning og latens til distribuerte systemer klarer ikke å holde tritt med behovene til utviklere og brukere. Selv om betydelige forbedringer er gjort i databehandlingskapasiteten til individuelle validatorer, er disse systemene i økende grad flaskehalset av båndbreddebegrensninger og variabel latens i kommunikasjonen mellom validatorer, fremfor beregningskapasitet innen validatorene. Det fysiske nettverkslaget som blockchains bruker har ikke endret seg siden Bitcoin, noe som skaper en grunnleggende begrensning på skalerbarhet og desentralisering.

2. Ineffektiv ressursbruk hos validatorer

I det nåværende blockchain-paradigmet står hver validator overfor en brannslange av innkommende transaksjoner, inkludert søppel og duplikater, som tvinger dem til å avsette betydelige ressurser til deduplisering, filtrering og signaturverifisering. Dette skaper en ineffektiv modell der hver validator må håndtere de samme forhåndsbehandlingoppgavene individuelt, noe som fører til redundant ressursforbruk over hele nettverket. Konsensus nås sakte ettersom validatorer foreslår blokker og stemmer over offentlige internettveier utsatt for høy jitter og inkonsekvent ruting.

3. Begrensede ytelsesløsninger

Eksisterende løsninger har betydelige ulemper. Mempools legger til latens og kringkaster transaksjonsintensjoner før inkludering. Kvalitetsløsninger ekskluderer enheter uten tilstrekkelig innsats og legger til proxy-latens. Maskinvare-skalering hemmer mangfoldet av validatorer og adresserer ikke aggregert nettverksytelse. Disse tilnærmingene klarer ikke å gi en omfattende løsning på de underliggende utfordringene med kommunikasjonsinfrastruktur.

4. Offentlige internettbegrensninger

Distribuerte systemer som krever høy ytelse og tidssensitiv kommunikasjon er tvunget til å operere over det offentlige internett, hvor trafikken deres blir vilkårlig blandet med ikke-tidssensitive trafikk. Dette skaper uforutsigbar latens, jitter og båndbreddebegrensninger som fundamentalt begrenser ytelsestaket selv for de mest optimaliserte blockchain-implementeringene.

Historien bak DoubleZero-protokollen

DoubleZero-protokollen ble grunnlagt av Austin Federa, Andrew McConnell og Mateo Ward, med betydelige bidrag fra Dr. Nihar Shah, Chris Remus, Malbec Labs, Dr. Kevin Bowers og Firedancer-teamet. Prosjektet oppsto fra en grunnleggende innsikt: hva om nodenoperatører ikke var alene ansvarlige for datainntak og utgang? Grunnleggerne foreslo at ved å skille filtrering og verifisering fra transaksjonsinkludering, blokkproduksjon og utførelse, kunne de skape en parallell og beskyttet transaksjonsflyt som gjør det mulig for nodenoperatører å optimalisere sine nettverksoperasjoner.

Den kjerne troen som driver DoubleZero er at overflod gir innovasjon. Hver trinnfunksjonsendring i tilgjengelig båndbredde eller tilsvarende reduksjon i latens åpner opp helt nye typer applikasjoner og bruksområder for distribuerte systemer. Ut fra dette første prinsippet etablerte DoubleZero en nordstjerne for å øke båndbredde og redusere latens for distribuerte systemer over hele verden for å støtte en mer rettferdig og åpen fremtid for programvare.

Prosjektet representerer den første av sitt slag som en «N1» – et grunnlag for nøytral og ytelsesorientert fysisk infrastruktur hvor distribuerte systemer og applikasjoner kan bygges. For øyeblikket fungerer Jump Trading som den primære bidragsyteren under testnet-fasen, med nettverket som opprettholder fysisk tilstedeværelse i store storbyområder inkludert Singapore, Tokyo, Los Angeles, New York, London, Frankfurt og Amsterdam.

Nøkkelfunksjoner i DoubleZero-protokollen

1. Innovativ to-ring-nettverksarkitektur

DoubleZero bruker en revolusjonerende to-ring-konseptuell arkitektur: en ytre ingress/utgang-ring og en indre dataflow-ring. Den ytre ringen grensesnitt med det offentlige internett, og utnytter effektiv maskinvare som FPGA-er til å dempe distribuerte tjenestenekt-angrep, verifisere signaturer og filtrere dupliserte transaksjoner. Den indre ringen muliggjør konsensusbygging med filtrert trafikk over optimalt rutede dedikerte båndbredder, og skaper en skalerbar og tillatelsesfri informasjonstjeneste.

2. FPGA-basert kantfiltrering

Protokollen implementerer spesialisert maskinvare ved nøkkelingresspunkter som kan håndtere størrelsesordener mer trafikk enn tradisjonelle x86-prosessorer. Disse FPGA-apparatene utfører spesifikke oppgaver inkludert søppel fjerning, deduplisering av transaksjonssett og signaturverifisering gjennom åpen kildekode programvare som sikrer rettferdig behandling av innkommende transaksjoner. Denne kantfiltreringen skjer før trafikken når individuelle validatorer, noe som dramatisk reduserer deres ressurskrav.

3. Tillatelsesfri smart kontraktsstyring

DoubleZero organiserer seg gjennom verifiserte data lagret i onchain smart kontrakter, noe som skaper en gjennomsiktig og tillatelsesfri opplevelse for både bidragsytere og brukere. Det distribuerte kontrollplanet bruker denne informasjonen til å nå konsensus om ruting- og prioriteringsbeslutninger, og bestemmer automatisk optimal nettverkskonfigurasjon og priser basert på sanntids etterspørsel og tilbudsdynamikk.

4. Fiberoptisk infrastruktur og nettverkseffekter

Protokollen utnytter betydelig ledig kapasitet i fibermarkedet, hvor moderne koblinger kan støtte hundrevis av terabiter per sekund, og betydelig «mørk fiber» forblir ubenyttet. Nettverksbidragsytere stiller enten eiendoms- eller leide tilkoblinger, forplikter seg til tjenestenivåavtaler som etablerer linkkarakteristikker inkludert endepunktplasseringer, båndbredde, latens og MTU-størrelse. Den fødererte naturen skaper nettverkseffekter hvor individuelle bidrag blir mer verdifulle som del av det integrerte hele.

5. Multicast og avansert trafikkoptimalisering

Støtte for multicast-trafikk på den indre ringen muliggjør effektiv propagasjon av blokker, tilstandsoverganger og shreds over nettverket. Verdifull-funksjoner som blokkpropagasjon drar nytte av det enkelt nettverksdomenet under felles protokollkontroll, og optimaliserer trafikkflyt utover det som er mulig over det offentlige internett.

Bruksområder for DoubleZero-protokollen

1. Layer 1 blockchain-optimalisering

Layer 1-blockchains representerer det sterkeste bruksområdet for DoubleZero, som tar tak i den grunnleggende utfordringen hvor validatorer møter spamfylte transaksjonsbrannslanger mens de når konsensus over jitter-utsatt offentlige internettveier. DoubleZero gir skalerbar maskinvare som kjører åpen kildekode for filtrering, demping av DDoS-angrep, verifisering av signaturer og fjerning av duplikater. Denne samarbeidende infrastrukturdelingen gjør det mulig for systemet å samle delte ressurser fremfor å kreve individuell validatorbehandling, mens dedikerte båndbreddekoblinger sikrer at blokker bygges, deles og ratifiseres med minimal latens og jitter.

2. RPC-nodeforbedring

Remote Procedure Call-noder drar betydelig nytte av DoubleZeros kapabiliteter på tvers av tre kritiske utfordringer. For det første, beskyttelse mot trafikktopper under samfunnshendelser som airdrops eller NFT-mynter, sammen med demping av DDoS-angrep. For det andre, forbedret transaksjonslevering til blokkledere eller mempools, som er avgjørende for konkurransedyktige, tidssensitive høyverdi transaksjoner som arbitrager. For det tredje, forbedret tilstandssynkronisering gjennom robuste, lav-latens tilkoblinger som sikrer at RPC-er opprettholder oppdaterte blockchain-visninger for nedstrømsapplikasjoner.

3. Maksimal utvinnbar verdi (MEV)-systemer

MEV-systemer, som er ekstremt latens-sensitive, drar nytte av DoubleZeros ytelsesforbedringer på tvers av to dimensjoner. Forbedret sanntids nettverksstatussynlighet muliggjør mer lønnsom transaksjonsbestilling og effektiv blokkonstruksjon. I tillegg gir raskere forslag som sendes til validatorer ekstra tid for komplekse kombinasjonsoptimaliseringsalgoritmer til å finne bedre transaksjonsbestillinger, som direkte oversetter latensforbedringer til økt lønnsomhet.

4. Layer 2- og tverrkjedeløsninger

Layer 2-blockchains som bruker sentrale eller distribuerte sekvensere kan utnytte DoubleZero for standardapplikasjoner som filtrering av innkommende transaksjoner og lav-latens Layer 1-postering. Mer kritisk letter protokollen koordinering mellom flere sekvensere, noe som forhindrer bortkastet beregning samtidig som den støtter modulære arkitekturer med datatilgjengelighetslag. De høye båndbreddekoblingene sikrer at datatilgjengelighetslag holder tritt med ytelseskravene til Layer 2-kjeder.

Hvordan fungerer DoubleZero-protokollen?

DoubleZero opererer gjennom et koordinert økosystem av bidragsytere, spesialisert maskinvare og smart kontraktsstyring. Nettverksbåndbreddekbidragsytere gir dedikert båndbredde mellom datasentre, og drifter DoubleZero-kompatible enheter (DZDs) ved hvert endepunkt med internettilgang. Disse bidragsyterne kjører DoubleZero-programvare som tilbyr tjenester inkludert multicast, brukeroppslag og kantfiltrering. Separat utfører databehandlingsressursbidragsytere vedlikeholds- og overvåkingsoppgaver, sporer brukertransaksjoner, beregner avgifter, registrerer resultater, administrerer smart kontrakter, formidler blockchain attester og publiserer telemetridata for transparente ytelsesmetrikker.

Protokollen fungerer gjennom sammenkoblede programvarekomponenter: DoubleZero Daemon grensesnitt med vertsnetteverksstabler for å administrere tunnelgrensesnitt og ruting; Aktiver-tjenesten overvåker kontraktsarrangementer som krever IP-tildelinger og tilstandsforandringer; Kontrolleren fungerer som konfigurasjonsgrensesnitt for Enhetsagenter; og Agent-programvaren bruker konfigurasjonsendringer på fysiske enheter basert på smart kontraktsdata. DoubleZero Exchange (DZX-er) fungerer som sammenkoblingspunkter hvor forskjellige bidragslinker broderes sammen i store storbyområder, noe som muliggjør effektiv krysskobling til det bredere meshnettverket.

Smart kontrakter definerer nettverket gjennom verifiserte onchain-data, noe som skaper gjennomsiktig og tillatelsesfri drift. Bidragsytere kobler til ved å sette tjenestenivåavtaler inkludert endepunktplasseringer, båndbredde, latens og MTU-spesifikasjoner. Den distribuerte kontrolleren identifiserer optimal nettverkskonfigurasjon ved å bruke smart kontraktsdata og bestemmer passende priser slik at brukerne betaler proporsjonalt for sin systempåvirkning mens leverandørene tjener insentiver som matcher deres verdi-bidrag.

DoubleZero-nettverksarkitektur

DoubleZero-nettverksarkitekturen består av to hovedkomponenter: nettverksenheter ved nøkkelingress/utgangspunkter og prosjektert båndbredde over hele nettverket, som danner et meshet nettverk gjennom orkestreringsteknologi som samler heterogene bidrag. Denne utformingen utnytter styrkene til private nettverk (forente standarder, men begrenset rekkevidde) og offentlige nettverk (utvidet rekkevidde, men flere standarder), og kombinerer det beste fra begge verdener.

Nettverksenheter tjener to funksjoner: de muliggjør individuelt bidragne datalinker til å fungere som ett sammenhengende nettverk med prioritering, og implementerer filtrering, verifisering og søppelbeskyttelse. Ved lansering bruker nettverket kommersielt tilgjengelige FPGA-er som balanserer ytelse, hastighet og kostnad i integrerte apparater som håndterer både filtrering og ruting. Individuelle distribusjoner kan håndtere deduplisering, filtrering og signaturverifisering for flere Gbps med innkommende data samtidig som de opprettholder tilkobling til nedstrøms-validatorer og klientenheter.

Fiberkoblinger gir lav-latens, høy-båndbredde globale forbindelser gjennom nettverksbidragsytere som stiller enten eiendoms- eller leide forbindelser fra store tjenesteleverandører. Bidragsytere forplikter seg til tjenestenivåamrådinger som etablerer linkkarakteristikker inkludert endepunktplasseringer, båndbredde, latens og samsvarende MTU-størrelse. Ytelsesovervåkning sikrer at samsvarende linker tjener belønninger mens ikke-samsvarende linker står overfor diskvalifisering. Arkitekturen kobler validatorer, RPC-er og andre systemer ved nettverkskanten til en kjerneunderlag som er koblet ved DoubleZero Exchange-punkter, noe som muliggjør effektiv tilkobling i storbyområder som ligner på offentlige internettutvekslinger, men optimalisert for blockchain-trafikk.

Fremtiden til DoubleZero-protokollen

DoubleZeros utviklingsveikart strekker seg utover blockchain for å omfatte alle distribuerte systemer som krever høyytelses kommunikasjon. Protokollens bruksområder spenner over innholdsleveringsnettverk, online spill, trening av store språkmodeller og bedriftsnettverk, og tar for seg den grunnleggende utfordringen at nesten hver tidssensitive høyytelses beregningsapplikasjon er begrenset av datatilgang og -utgang fremfor beregningskapasitet.

Prosjektet har som mål å etablere seg som grunnleggende «N1» infrastruktur hvor distribuerte systemer og applikasjoner kan bygges, på samme måte som internett fungerer som grunnleggende infrastruktur i dag. Etter hvert som nettverket utvikler seg, vil ytterligere identifikasjons- og autentiseringsstrategier bli lagt til for å støtte brukersystemer fra forskjellige økosystemer utover den første blockchain-fokuset.

Fellesskapsstyrte operasjoner vil modnes for å håndtere nettverksomfattende problemer gjennom strømlinjeformede prosesser som bringer bidragsytere sammen for diagnose og reparasjon, mens brukere opprettholder fallback-kapasitet til offentlig internett under forstyrrelser. Protokollens open-sourcing veikart inkluderer å gjøre depot offentlig tilgjengelig, med forståelsen av at mange brukere foretrekker å kompilere fra kildekode fremfor å bruke pakket versjoner.

Langsiktig utvikling fokuserer på å utvide geografisk tilstedeværelse, forbedre FPGA-kapabiliteter og støtte flere validator-klienter og distribuerte nettverk. Nettverkets tillatelsesfrie natur og smart kontraktsstyring sikrer bærekraftig vekst gjennom innrettede insentiver mellom bidragsytere og brukere, og skaper et selvforbedrende system som blir mer verdifullt etter hvert som adopsjonen øker.

DoubleZero vs tradisjonell internettinfrastruktur

Direkte infrastrukturkonkurrenter

DoubleZero står overfor konkurranse fra tradisjonelle sentraliserte infrastrukturleverandører, inkludert store skyløsninger (AWS, Google Cloud, Microsoft Azure) og innholdsleveringsnettverk (Akamai, Cloudflare). Disse aktørene oppretter vanligvis langsiktige leiekontrakter med nettverkstjenesteleverandører for å strukturere sine nettverk, og tilbyr stabil ytelse for brukere nær nettverkskantene, men lider av offentlige internettbegrensninger for fjerne brukere og genererer betydelig motpartsrisiko for avhengige applikasjoner.

Protokollen konkurrerer også med spesialiserte blockchain-infrastrukturleverandører og private nettverkstjenesteleverandører som leier ut båndbredde til bedrifter. Imidlertid er disse forretningsmodellene ufleksible, selger båndbredde i faste kapasiteter over lange perioder gjennom tidkrevende forhandlings- og onboardingprosedyrer som passer dårlig med dynamiske bedriftsbehov.

DoubleZeros konkurransefordeler

DoubleZeros primære fordeler stammer fra sin desentraliserte, tillatelsesfrie modell kombinert med blockchain-optimalisert design. I motsetning til sentraliserte alternativer eliminerer protokollen enkeltpunkter forsvikelse og motpartsrisiko, samtidig som den gir fleksibilitet til å justere latens, gjennomstrømning og varighet uten låste kontrakter. Nettverket tilbyr tiered priser som muliggjør at brukere kan betale for prioritet eller basis tilgang for å maksimere effektiviteten, og returnere overskuddsværdi til leverandørene.

Ytelsesfordeler inkluderer betydelig DDoS-angrepsmotstand som krever «mange terabiter per sekund som treffer geografisk distribuerte steder samtidig» i stedet for å målrette individuelle validatorer. Protokollens filtrerings- og rutingoptimalisering kan oppnå ytelsesnivåer «ellers ikke oppnåelig uten sentralisert samlokalisering av systemer.» Nettverkseffekter skaper verdi der individuelle bidrag blir betydelig mer verdifulle gjennom tilknytning til nabolinker, på samme måte som modeller for flyallianser.

Markedsposisjoneringsanalyse

Tradisjonelle infrastruktur-løsninger utmerker seg i etablerte bedriftsmarkeder med forutsigbare trafikkmønstre og langsiktig kapasitetsplanlegging. Men de sliter med dynamiske blockchain-arbeidsbelastninger som krever burstkapasitet, spesialisert filtrering og ultra-lav latensoptimalisering. DoubleZero posisjonerer seg som den optimale løsningen for distribuerte systemer som krever fleksibel, høyytelses nettverk uten sentraliseringsavveininger.

Protokollens åpne etos og modell for tillatelsesfri deltakelse skaper bærekraftige konkurransemurer gjennom nettverkseffekter og fellesskapsdrevet utvikling, mens tradisjonelle leverandører står overfor skaleringsbegrensninger og sentraliseringsrisikoer som blir mer problematiske ettersom blockchain-adopsjon øker.

Konklusjon

DoubleZero-protokollen representerer en betydelig utvikling innen blockchain-infrastruktur og introduserer verdens første desentraliserte rammeverk for høyytelses distribuerte systemnettverk. Ved å løse de kritiske kommunikasjonsflaskehalser som har begrenset blockchain-skalerbarhet siden Bitcoins opprinnelse, muliggjør DoubleZero at distribuerte systemer kan nærme seg teorisk maksimale ytelse gjennom innovativ FPGA-basert kantfiltrering, smart kontraktsstyring og tillatelsesfri fiberlinkaggregering.

Protokollens to-ring-arkitektur, som kombinerer filtrering av ytre ringen med optimalisert ruting av indre ringen, skaper uanede ytelsesforbedringer for Layer 1-blockchains, RPC-noder, MEV-systemer og Layer 2-løsninger. I motsetning til tradisjonelle infrastrukturleverandører som skaper sentraliseringsrisikoer og ufleksible kontrakter, transformerer DoubleZeros nettverkseffektsmodell individuelle bidrag til et samlet globalt nettverk som er mer verdifullt enn summen av delene.

Etter hvert som blockchain-teknologi fortsetter å utvikle seg mot mainstream-adopsjon, posisjonerer DoubleZero seg som en essensiell «N1» infrastruktur som muliggjør neste generasjon av distribuerte applikasjoner. Med sin grunnmur i overflod-drevet innovasjon og forpliktelse til å øke båndbredde mens latens reduseres, har DoubleZero som mål å gi forbedret infrastruktur for distribuerte systemer som krever kompromissløs ytelse uten å ofre desentraliseringsprinsipper.