Co je DoubleZero Protokol? Kompletní průvodce infrastrukturou kryptoměn

V rychle se vyvíjející blockchainové krajině se výkon sítě stal kritickou překážkou, která omezuje škálovatelnost a efektivitu distribuovaných systémů. Protokol DoubleZero je decentralizované řešení infrastruktury, které nabízí decentralizovaný rámec pro vytváření vysoce výkonných permissionless sítí optimalizovaných speciálně pro blockchain a distribuované systémy.

Tato komplexní příručka zkoumá, jak DoubleZero řeší výzvy síťové infrastruktury prostřednictvím své inovativní architektury s dvojitým kruhem, filtrace na hranicích založené na FPGA a řízení pomocí chytrých smluv, což umožňuje zlepšení šířky pásma a latence pro validátory, operátory RPC a vývojáře blockchainu po celém světě.

Hlavní poznatky

• Inovace Protokolu DoubleZero: Vytváří decentralizovanou síť tak, že transformuje nedostatečně využívané optické vlákna na vysoce výkonnou infrastrukturu s technologií filtrace na hranicích založenou na FPGA.
• Optimalizace výkonu: Snižuje latenci, odstraní jitter a filtruje spam na okraji sítě před tím, než provoz dosáhne validátorů blockchainu, což umožňuje významná zlepšení výkonu oproti veřejnému internetu.
• Široká podpora aplikací: Blockchainy Layer 1, uzly RPC, systémy MEV a řetězy Layer 2 mohou využít protokol k překonání komunikačních překážek a dosažení zvýšeného propustnosti.
• Inovativní architektura: Systém s dvojitým kruhem odděluje filtraci provozu od výstavby konsenzu, což umožňuje sdílení infrastruktury při zachování decentralizovaného provozu prostřednictvím správy pomocí chytrých smluv.
• Účast bez oprávnění: Přispěvatelé mohou monetizovat nevyužitou kapacitu sítě, zatímco uživatelé mají přístup k optimalizovanému směrování bez dlouhodobých smluv nebo centralizovaných závislostí.
• Diferenciace na trhu: Řeší základní omezení komunikace blockchainu, které tradiční internetová infrastruktura a centralizovaná řešení nedokážou účinně vyřešit.

Co je Protokol DoubleZero?

DoubleZero Protokol je decentralizovaný rámec pro vytváření a správu vysoce výkonných permissionless sítí, speciálně optimalizovaných pro distribuované systémy jako blockchain. V jeho jádru transformuje DoubleZero nedostatečně využívané privátní optické vlákna na dynamickou a rozšiřující se globální síť, která filtruje a obsluhuje provoz přes nízkou latenci a vysokou šířku pásma. Protokol umožňuje distribuovaným systémům efektivně odesílat a přijímat informace kombinováním individuálně přispěných optických vláken do synchronizované sítě, která filtruje spam, zvyšuje šířku pásma, snižuje latenci a odstraňuje jitter z komunikace.

Síť DoubleZero funguje prostřednictvím controlleru bez oprávnění, který žije na veřejném blockchainu, přitahující novou účast s pobídkami a zároveň řídící konfiguraci sítě a směrování v reakci na nárůst poptávky, výpadky a další narušení. Tato vrstva síťové infrastruktury osvobozuje systémy, jako jsou blockchainy Layer 1, od komunikačních překážek, což jim umožňuje přiblížit se k maximálnímu výkonu, jaký fyzika dovoluje. V podstatě vytváří DoubleZero „nový internet optimalizovaný pro distribuované systémy.“

Na rozdíl od tradičních řešení v oblasti sítí, která spoléhají na centralizovanou infrastrukturu nebo omezení veřejného internetu, využívá DoubleZero stejné síťové efekty, které učinily internet cenným, zatímco poskytuje vyhrazené, vysoce výkonné konektivitu speciálně navrženou pro unikátní potřeby validátorů blockchainu, uzlů RPC a dalších účastníků distribuovaných systémů.

Jaké problémy Protokol DoubleZero řeší?

1. Základní překážka komunikace v blockchainu

Současné tempo zlepšení propustnosti a latence decentralizovaných systémů nemůže držet krok se potřebami vývojářů a uživatelů. Přestože došlo k výrazným vylepšením v počítačových schopnostech jednotlivých validátorů, tyto systémy jsou stále více zablokovány limity šířky pásma a proměnlivou latencí v komunikaci mezi validátory, namísto výpočetních schopností v rámci validátorů. Fyzická síťová vrstva, kterou blockchainy používají, se nezměnila od vzniku Bitcoinu, což vytváří základní omezení škálovatelnosti a decentralizace.

2. Neefektivnost zdrojů validátorů

V aktuálním paradigmatu blockchainu čelí každý validátor přívalovým transakcím, včetně spamu a duplikátů, což je nutí poskytovat značné zdroje pro operace deduplikace, filtrace a ověřování podpisů. To vytváří neefektivní model, kde každý validátor musí individuálně zpracovávat stejné předzpracovatelské úkoly, což vede k redundantnímu spotřebovávání zdrojů v celé síti. Konsenzus je dosažen pomalu, protože validátoři navrhují bloky a hlasují přes veřejné internetové cesty náchylné k vysokému jitteru a nekonzistentnímu směrování.

3. Omezená řešení výkonu

Současná existující řešení přicházejí s významnými nevýhodami. Mempools přidávají latenci a vysílají záměry transakcí před jejich zahrnutím. Řešení kvality služby vylučují subjekty bez dostatečných podílů a přidávají proxy latenci. Hardwarové škálování omezuje rozmanitost validátorů a neřeší agregační výkon sítě. Tato přístupy se ukazují jako neúčinné pro poskytnutí komplexního řešení základních výzev infrastruktury komunikace.

4. Omezení veřejného internetu

Distribuované systémy vyžadující vysoce výkonnou, časově citlivou komunikaci jsou nuceny fungovat na veřejném internetu, kde je jejich provoz nediskriminačně smíchán s provozem, který není citlivý na čas. To vytváří nepředvídatelnou latenci, jitter a omezení šířky pásma, což v zásadě omezují výkonnostní strop i těch nejoptimalizovanějších implementací blockchainu.

Příběh za Protokolem DoubleZero

Protokol DoubleZero byl založen Austinem Federou, Andrewem McConnellem a Mateo Wardem, s významnými příspěvky od Dr. Nihara Shaha, Chrise Remuse, Malbec Labs, Dr. Kevina Bowersa a týmu Firedancer. Projekt vzešel z základního náhledu: co kdyby operátoři uzlů nebyli výhradně odpovědní za nasávání a výstup dat? Zakladatelé navrhli, že tím, že oddělují filtraci a ověřování od zahrnutí transakcí, produkce bloků a vykonávání, by mohli vytvořit paralelní a chráněný tok transakcí, který umožňuje operátorům uzlů optimalizovat své provozy sítě.

Jádrová víra, která pohání DoubleZero, je, že hojnost plodí inovaci. Každá změna ve funkci šířky pásma nebo odpovídajícím snížení latence otevírá zcela nové typy aplikací a využití pro distribuované systémy. Z tohoto prvního principu DoubleZero založilo svou hvězdu severu na zvyšování šířky pásma a snižování latence pro distribuované systémy po celém světě, aby podpořilo spravedlivější a otevřenější budoucnost pro software.

Projekt představuje první svého druhu jako „N1“ – základní vrstva neutrální a výkonné fyzické infrastruktury, na které mohou být stavěny distribuované systémy a aplikace. V současnosti slouží Jump Trading jako hlavní přispěvatel během testovací fáze, přičemž síť udržuje fyzickou přítomnost ve významných metropolitních oblastech včetně Singapuru, Tokia, Los Angeles, New Yorku, Londýna, Frankfurtu a Amsterdamu.

Klíčové vlastnosti Protokolu DoubleZero

1. Inovativní architektura s dvojitým kruhem

DoubleZero používá revoluční koncepční architekturu s dvojitým kruhem: vnějším kruhem pro vstup/výstup a vnitřním kruhem pro tok dat. Vnější kruh se spojuje s veřejným internetem, využívajícím výkonný hardware, jako jsou FPGA, aby zmírnil distribuované útoky typu denial-of-service, ověřil podpisy a filtroval duplikované transakce. Vnitřní kruh umožňuje budování konsenzu s filtrovaným provozem po optimálně směrovaných vyhrazených linkách šířky pásma, čímž vytváří škálovatelnou a permissionless informační službu.

2. Filtrace na hranicích založená na FPGA

Protokol implementuje specializovaný hardware na klíčových vstupních bodech, který může zpracovávat řádově více provozu než tradiční procesory x86. Tyto FPGA zařízení vykonávají specifické úkoly včetně odstranění spamu, deduplikace transakčního setu a ověřování podpisu prostřednictvím open-source softwaru, který zajišťuje spravedlivé zacházení s příchozími transakcemi. Tato filtrace na hranicích probíhá před tím, než provoz dosáhne jednotlivých validátorů, což dramaticky snižuje jejich požadavky na zdroje.

3. Účinné řízení prostřednictvím chytrých smluv bez oprávnění

DoubleZero organizuje sama sebe prostřednictvím ověřených dat uložených v chytrých smlouvách na blockchainu, čímž vytváří transparentní a permissionless zkušenost jak pro přispěvatele, tak pro uživatele. Distribuovaná řídící rovina používá tyto informace k dosažení konsenzu o rozhodnutích o směrování a prioritizaci a automaticky určuje optimální konfiguraci sítě a ceny na základě dynamiky poptávky a nabídky v reálném čase.

4. Optická vlákna infrastruktura a síťové efekty

Protokol využívá značný přebytek kapacity na trhu s optickými vlákny, kde moderní linky mohou podporovat stovky terabitů za sekundu, a značné „tmavé vlákno“ zůstává nevyužito. Přispěvatelé do sítě poskytují vlastní nebo pronajaté připojení, zavazující se k dohodám o úrovni služeb, které stanovují charakteristiky spojení včetně umístění koncových bodů, šířky pásma, latence a velikosti MTU. Federovaný charakter vytváří síťové efekty, kde jsou jednotlivé příspěvky hodnotnější jako součást integrovaného celku.

5. Multicast a pokročilá optimalizace provozu

Podpora multicastového provozu na vnitřním kruhu umožňuje efektivní propagaci bloků, přechodů stavu a šrotů napříč sítí. Funkce přidané hodnoty, jako je propagace bloků, těží z jedné domény sítě pod společnou kontrolou protokolu, optimalizující tok provozu nad rámec toho, co je možné přes veřejný internet.

Použití Protokolu DoubleZero

1. Optimalizace blockchainů Layer 1

Blockchainy Layer 1 představují nejsilnější případ použití pro DoubleZero, který řeší základní výzvu, kdy čelí validátoři spamovým transakčním přílivům a přitom dosahují konsenzu přes cesty veřejného internetu náchylné k jitteru. DoubleZero poskytuje škálovatelný hardware běžící na open-source kódu pro filtraci, zmírnění DDoS útoků, ověřování podpisů a odstraňování duplikátů. Toto sdílení spolupráce v infrastruktuře umožňuje systému agregovat sdílené zdroje namísto vyžadování individuálního provádění validátorů, zatímco vyhrazené linky šířky pásma zajišťují, že bloky jsou vytvářeny, sdíleny a ratifikovány s minimální latencí a jitterem.

2. Zlepšení uzlů RPC

Uzly vzdáleného volání procedur (RPC) výrazně profitují z možností DoubleZero napříč třemi kritickými výzvami. Za prvé, ochrana před nárazy provozu během komunitních událostí, jako jsou airdropy nebo NFT menty, spolu s mitigací DDoS útoků. Za druhé, zlepšená dostupnost transakcí vůči blokovým vůdcům nebo mempoolům, což je klíčové pro konkurenceschopné, časově citlivé vysoce hodnotné transakce, jako je arbitráž. Za třetí, zlepšení synchronizace stavu prostřednictvím odolných, nízkolatentních připojení zajišťujících, že RPC udržují aktuální pohledy na blockchain pro downstream aplikace.

3. Systémy maximalizované vytěžitelnosti hodnoty (MEV)

Systémy MEV, které jsou extrémně citlivé na latenci, těží z výkonových zlepšení DoubleZero ve dvou dimenzích. Vylepšená viditelnost stavu sítě v reálném čase umožňuje výnosnější pořadí transakcí a efektivní stavbu bloků. Dále, rychlejší předání návrhů k validátorům poskytuje více času pro složité algoritmy pro kombinatorickou optimalizaci, které hledají lepší pořadí transakcí, což přímo přetváří vylepšení latence na zvýšení ziskovosti.

4. Aplikace Layer 2 a přesřetězcové aplikace

Blockchainy Layer 2 využívající centrální nebo distribuované sekvencery mohou využít DoubleZero pro standardní aplikace, jako je filtrování příchozích transakcí a nízkolatentní zápis do Layer 1. Kriticky důležité je, že protokol usnadňuje koordinaci mezi vícero sekvencery, čímž brání plýtvání výpočetním výkonem a podporuje modulární architektury s vrstvami dostupnosti dat. Vysokorychlostní připojení zajišťují, že vrstvy dostupnosti dat drží krok s výkonnostními požadavky řetězců Layer 2.

Jak Protokol DoubleZero funguje?

DoubleZero funguje prostřednictvím koordinovaného ekosystému přispěvatelů, specializovaného hardwaru a správy chytrých smluv. Přispěvatelé šířky pásma sítě poskytují vyhrazenou šířku pásma mezi datovými centry, provozující zařízení kompatibilní s DoubleZero (DZDs) na každém koncovém bodě s internetovým připojením. Tito přispěvatelé provozují software DoubleZero, který poskytuje služby včetně multicastu, vyhledávání uživatelů a filtrace na hranicích. Zároveň přispěvatelé výkonu provádějí údržbu a monitoring, sledují uživatelské transakce, počítají poplatky, evidují výsledky, spravují chytré smlouvy, přenášejí blockchainové potvrzení a publikují telemetrická data pro transparentní metriky výkonu.

Protokol funguje prostřednictvím vzájemně propojených softwarových komponent: Daemon DoubleZero se spojuje s hostitelskými síťovými stacky pro správu tunelových rozhraní a směrování; služba Activator monitoruje události smluv vyžadující alokace IP a změny stavu; Controller slouží jako konfigurační rozhraní pro zařízení agenty; a software Agenta aplikuje konfigurační změny na fyzická zařízení na základě dat z chytrých smluv. DoubleZero výměny (DZXs) slouží jako propojení, kde se různé odkazy přispěvatelů spojí dohromady v hlavních metropolitních oblastech, což umožňuje efektivní propojení do širší směrové sítě.

Chytré smlouvy definují síť prostřednictvím ověřených dat na blockchainu, čímž se vytváří transparentní a permissionless provoz. Přispěvatelé se spojují tím, že nastavují dohody o úrovni služeb, které zahrnují umístění koncových bodů, šířku pásma, latenci a specifikace MTU. Distribuovaný controller určuje optimální konfiguraci sítě pomocí dat z chytrých smluv, což určuje přiměřené ceny, takže uživatelé platí proporcionálně za svůj dopad na systém, zatímco poskytovatelé získávají pobídky odpovídající jejich hodnotovému příspěvku.

Architektura sítě DoubleZero

Architektura sítě DoubleZero se skládá ze dvou hlavních komponent: síťových zařízení na klíčových vstupních/výstupních bodech a poskytované šířky pásma napříč sítí, čímž vytváří síťovou strukturu prostřednictvím orchestrační technologie, která agreguje heterogenní příspěvky. Tento design využívá silné stránky privátních sítí (sjednocené standardy, ale omezený dosah) a veřejných sítí (rozsáhlý dosah, ale více standardů), čímž spojuje to nejlepší z obou světů.

Síťová zařízení mají dvojí funkce: umožňují jednotlivě přispěné datové odkazy fungovat jako jedna soudržná síť s priorizací a realizují filtraci, ověřování a ochranu před spamy. Při spuštění síť využívá komerčně dostupné FPGA vyvažující výkon, rychlost a náklady v integrovaných zařízeních, která se zabývají jak filtrováním, tak směrováním. Individuální nasazení mohou spravovat deduplikaci, filtraci a ověřování podpisu pro více Gbps příchozích dat, zatímco spravují konektivitu k downstream validátorům a klientským zařízením.

Optická vlákna poskytují nízkolatentní, vysokorychlostní globální připojení prostřednictvím přispěvatelů sítě, kteří poskytují buď vlastněná, nebo pronajatá připojení od hlavních poskytovatelů služeb. Přispěvatelé se zavazují k dohodám o úrovni služeb, které stanovují charakteristiky spojení včetně umístění koncových bodů, šířky pásma, latence a shodné velikosti MTU. Monitorování výkonnosti zajišťuje, že shodné odkazy získávají odměny, zatímco neshodné odkazy čelí diskvalifikaci. Architektura spojuje validátory, RPC a další systémy na okraji sítě s jádrovou infrastrukturou připojenou na DoubleZero výměnách, což umožňuje efektivní městské připojení podobně jako veřejné internetové výměny, ale optimalizované pro provoz blockchainu.

Budoucnost Protokolu DoubleZero

Rozvojový plán DoubleZero přesahuje blockchain a zasahuje do jakéhokoli distribuovaného systému vyžadujícího vysoce výkonnou komunikaci. Aplikace protokolu zahrnují obsahové doručovací sítě, online hry, trénink velkých jazykových modelů a podnikové sítě, čelí zásadní výzvě, že téměř každá časově citlivá aplikace s vysokým výkonem je omezena přílivem a odlivem dat spíše než výpočetní kapacitou.

Projekt si klade za cíl etablovat se jako základní „N1“ infrastruktura, na které mohou být stavěny distribuované systémy a aplikace, podobně jako dnes slouží internet jako základní infrastruktura. Jak se síť vyvíjí, budou přidány další strategie identifikace a autentizace, aby podpořily uživatelské systémy z různých ekosystémů nad rámec počátečního zaměření na blockchain.

Operace řízené komunitou se vyvinou, aby řešily problémy na úrovni sítě prostřednictvím zjednodušených procesů, které přibližují přispěvatele k diagnostice a opravě, zatímco uživatelé si udržují záložní možnosti k veřejnému internetu během přerušení. Plán otevřeného vývoje protokolu zahrnuje zpřístupnění repozitářů veřejnosti, neboť mnozí uživatelé dávají přednost kompilaci z původního kódu spíše než používání balíčkovaných verzí.

Dlouhodobý vývoj se soustředí na rozšiřování geografické přítomnosti, zlepšování schopností FPGA a podporu dalších klientů validátorů a distribuovaných sítí. Bezoprávněná povaha sítě a správa chytrými smlouvami zajišťují udržitelný růst prostřednictvím sladěných pobídek mezi přispěvateli a uživateli, čímž vytvářejí samo-vylepšující se systém, který se stává cennějším s rostoucími uživateli.

DoubleZero vs Tradiční internetová infrastruktura

Přímí konkurenti infrastruktury

DoubleZero čelí konkurenci ze strany tradičních centralizovaných poskytovatelů infrastruktury, včetně hlavních cloudových platforem (AWS, Google Cloud, Microsoft Azure) a sítí pro doručování obsahu (Akamai, Cloudflare). Tato konkurence obvykle vytváří dlouhodobé pronájmy od poskytovatelů síťových služeb, aby strukturovala své sítě, nabízí stabilní výkon pro uživatele blízko okrajům sítě, trpí však omezením veřejného internetu pro vzdálené uživatele a generuje značné riziko protistrany pro závislé aplikace.

Protokol také soutěží se specializovanými poskytovateli blockchainové infrastruktury a soukromými poskytovateli síťových služeb, kteří pronajímají šířku pásma podnikům. Tyto obchodní modely jsou však nepružné, prodávají šířku pásma v pevných kapacitách na dlouhá období prostřednictvím časově náročných vyjednávacích a onboardingových procedur, které se špatně propojují s dynamickými potřebami podniků.

Konkurenční výhody DoubleZero

Hlavní výhody DoubleZero vyplývají z jeho decentralizovaného, bezoprávněného modelu v kombinaci s návrhem optimalizovaným pro blockchain. Na rozdíl od centralizovaných alternativ odstraňuje protokol jediné body selhání a riziko protistrany, zatímco poskytuje flexibilitu při úpravě latence, propustnosti a trvání bez uzamčených smluv. Síť nabízí cenové úrovně, které umožňují uživatelům platit za prioritní nebo základní přístup ke zvýšení efektivity, a vrací přebytečnou hodnotu zpět poskytovatelům.

Výkonnostní výhody zahrnují značnou odolnost vůči DDoS útokům, pro které je třeba „mnoho terabitů za sekundu zasahujících geograficky rozptýlené lokality současně“, místo cílení na jednotlivé validátory. Optimalizace filtrace a směrování protokolu může dosáhnout úrovní výkonu „jinak neuskutečnitelných bez centralizovaného ko-lokace systémů.“ Síťové efekty vytvářejí hodnotu, kde jednotlivé příspěvky jsou výrazně cennější díky asociaci s okolními odkazy, podobně jako modely leteckých aliancí.

Analýza trhového postavení

Tradiční infrastruktura řešení excelují na zavedených podnikových trzích s předvídatelnými vzorci provozu a dlouhodobým plánováním kapacity. Nicméně se potýkají s dynamickými blockchainovými pracovními zátěžemi vyžadujícími kapacitu a specializované filtry a optimalizaci ultra nízké latence. DoubleZero se umisťuje jako optimální řešení pro distribuované systémy vyžadující flexibilní, vysoce výkonné sítě bez centralizačního kompromisu.

Otevřená etika protokolu a model bezoprávné účasti vytvářejí udržitelné konkurenční výhody prostřednictvím síťových efektů a rozvoje řízeného komunitou, zatímco tradiční poskytovatelé čelí škálovacím omezením a rizikům centralizace, která se stávají problematičtějšími, jak blockchainová adopce roste.

Závěr

Protokol DoubleZero představuje významný pokrok v infrastruktuře blockchainu, zavádějící první decentralizovaný rámec pro vysoce výkonnou síť distribuovaných systémů. Řešením kritických komunikačních překážek, které omezovaly škálovatelnost blockchainu od vzniku Bitcoinu, umožňuje DoubleZero distribuovaným systémům přiblížit se svým teoretickým výkonovým maximům prostřednictvím inovativní filtrace na hranicích založené na FPGA, řízení pomocí chytrých smluv a agregace optických vláken bez oprávnění.

Architektura protokolu s dvojitým kruhem, která kombinuje filtraci vnějšího kruhu s optimalizovaným směrováním vnitřního kruhu, vytváří bezprecedentní zlepšení výkonu pro blockchainy Layer 1, uzly RPC, systémy MEV a řešení Layer 2. Na rozdíl od tradičních poskytovatelů infrastruktury, kteří vytvářejí rizika centralizace a nepružné smlouvy, model síťových efektů DoubleZero proměňuje individuální příspěvky na sjednocenou globální síť, která je cennější než součet jejích částí.

Jak technologie blockchain pokračuje v evoluci směrem k mainstreamové adopci, umisťuje se DoubleZero jako zásadní „N1“ infrastruktura, která umožňuje další generaci distribuovaných aplikací. S jejím základem v inovaci poháněné hojností a závazkem k zvyšování šířky pásma při snižování latence usiluje DoubleZero o zajištění vylepšené infrastruktury pro moderní distribuované systémy vyžadující nekompromisní výkon bez obětování zásad decentralizace.