Cos’è il Protocollo DoubleZero? La Guida Completa all’Infrastruttura della Rete Crypto

Nell’attuale panorama blockchain in rapido sviluppo, le prestazioni della rete sono diventate il collo di bottiglia critico che limita la scalabilità e l’efficienza dei sistemi distribuiti. Il Protocollo DoubleZero è una soluzione infrastrutturale decentralizzata, che offre un framework decentralizzato per creare reti senza permessi ad alte prestazioni ottimizzate specificamente per la blockchain e i sistemi distribuiti.

Questa guida completa esplora come DoubleZero affronti le sfide dell’infrastruttura di rete attraverso la sua innovativa architettura a doppio anello, la filtrazione ai margini basata su FPGA e la governance tramite smart contract, consentendo miglioramenti nella larghezza di banda e nella latenza per validatori, operatori RPC e sviluppatori blockchain in tutto il mondo.

Punti Chiave

• Innovazione del Protocollo DoubleZero: Crea una rete mesh decentralizzata trasformando collegamenti in fibra ottica sottoutilizzati in un’infrastruttura ad alte prestazioni con tecnologia di filtrazione ai margini basata su FPGA.
• Ottimizzazione delle Prestazioni: Riduce la latenza, elimina il jitter e filtra lo spam all’estremo della rete prima che il traffico raggiunga i validatori blockchain, consentendo significativi miglioramenti delle prestazioni rispetto a Internet pubblico.
• Ampio Supporto alle Applicazioni: Blockchain di Layer 1, nodi RPC, sistemi MEV e catene di Layer 2 possono sfruttare il protocollo per superare i colli di bottiglia nella comunicazione e ottenere un throughput migliorato.
• Architettura Innovativa: Il sistema a doppio anello separa la filtrazione del traffico dalla costruzione del consenso, consentendo la condivisione cooperativa dell’infrastruttura, mantenendo tuttavia l’operatività decentralizzata grazie alla governance tramite smart contract.
• Partecipazione senza Permessi: I collaboratori possono monetizzare la capacità di rete inutilizzata mentre gli utenti accedono a instradamenti ottimizzati senza contratti a lungo termine o dipendenze centralizzate.
• Differenziazione nel Mercato: Affronta le limitazioni fondamentali nella comunicazione blockchain che le infrastrutture internet tradizionali e le soluzioni centralizzate non possono risolvere efficacemente.

Che cos’è il Protocollo DoubleZero?

DoubleZero Il protocollo è un framework decentralizzato per creare e gestire reti ad alte prestazioni senza permessi, specificamente ottimizzato per sistemi distribuiti come la blockchain. Al suo interno, DoubleZero trasforma collegamenti in fibra ottica privatizzati sottoutilizzati in una rete mesh globale dinamica e espansiva che filtra e serve il traffico attraverso percorsi a bassa latenza e alta larghezza di banda. Il protocollo consente ai sistemi distribuiti di inviare e ricevere informazioni in modo efficiente combinando collegamenti in fibra contribuiti in modo individuale in una rete sincronizzata che filtra lo spam, aumenta la larghezza di banda, riduce la latenza ed elimina il jitter dalla comunicazione.

La rete DoubleZero opera attraverso un controller senza permessi che vive su una blockchain pubblica, attirando nuovi contributi con incentivi mentre gestisce la configurazione della rete e l’instradamento in risposta a picchi di domanda, interruzioni e altre perturbazioni. Questo strato infrastrutturale di rete libera sistemi come le blockchain di Layer 1 dai colli di bottiglia nella comunicazione, consentendo loro di avvicinarsi al massimo delle prestazioni consentite dalla fisica. In sostanza, DoubleZero crea “un nuovo internet ottimizzato per sistemi distribuiti.” blockchain, attracting new contributions with incentives while managing network configuration and routing in response to demand spikes, outages, and other disruptions. This network infrastructure layer frees systems like Layer 1 blockchains from communication bottlenecks, allowing them to approach the maximum performance that physics allows. In essence, DoubleZero creates “a new internet optimized for distributed systems.”

A differenza delle soluzioni di rete tradizionali che si basano su infrastrutture centralizzate o sui limiti di Internet pubblico, DoubleZero sfrutta gli stessi effetti di rete che hanno reso l’internet prezioso mentre fornisce connettività dedicata e ad alte prestazioni specificamente progettata per le esigenze uniche di validatori blockchain, nodi RPC e altri partecipanti a sistemi distribuiti.

Quali Problemi Risolve il Protocollo DoubleZero?

1. Il Collo di Bottiglia Fondamentale della Comunicazione Blockchain

Il ritmo attuale di miglioramento del throughput e della latenza nei sistemi decentralizzati non riesce a tenere il passo con le esigenze di sviluppatori e utenti. Sebbene siano stati fatti notevoli progressi nelle capacità di calcolo dei singoli validatori, questi sistemi sono sempre più incastrati da limiti di larghezza di banda e latenza variabile nella comunicazione tra validatori, piuttosto che dalle capacità di calcolo all’interno dei validatori. Lo strato fisico della rete che le blockchain utilizzano non è cambiato dall’avvento di Bitcoin, creando un limite fondamentale sulla scalabilità e decentralizzazione.

2. Inefficienza delle Risorse dei Validatori

Nell’attuale paradigma blockchain, ogni validatore affronta un torrente di transazioni in entrata, inclusi spam e duplicati, costringendoli a prevedere risorse sostanziali per le operazioni di deduplicazione, filtrazione e verifica delle firme. Questo crea un modello inefficiente in cui ogni validatore deve gestire individualmente gli stessi compiti di preprocessing, portando a un consumo di risorse ridondante in tutta la rete. Il consenso viene raggiunto lentamente mentre i validatori propongono blocchi e votano su percorsi internet pubblici soggetti a elevato jitter e instradamento incoerente.

3. Soluzioni di Prestazione Limitate

Le soluzioni esistenti presentano svantaggi significativi. I mempool aggiungono latenza e trasmettono intenzioni di transazione prima dell’inclusione. Le soluzioni di qualità del servizio escludono entità senza stake sufficiente e aggiungono latenza proxy. Il ridimensionamento hardware inibisce la diversità dei validatori e non affronta le prestazioni aggregate della rete. Questi approcci non forniscono una soluzione completa alle sfide infrastrutturali di comunicazione sottostanti.

4. Limitazioni di Internet Pubblico

I sistemi distribuiti che richiedono comunicazioni ad alte prestazioni e sensibili al tempo sono costretti a operare su Internet pubblico, dove il loro traffico è mescolato indiscriminatamente con traffico non sensibile al tempo. Questo crea latenza, jitter e limitazioni di larghezza di banda imprevedibili che vincolano fondamentalmente il massimo delle prestazioni persino delle implementazioni blockchain più ottimizzate.

La Storia Dietro il Protocollo DoubleZero

Il Protocollo DoubleZero è stato fondato da Austin Federa, Andrew McConnell e Mateo Ward, con contributi significativi di Dr. Nihar Shah, Chris Remus, Malbec Labs, Dr. Kevin Bowers e il team di Firedancer. Il progetto è emerso da un’idea fondamentale: e se gli operatori di nodo non fossero gli unici responsabili per l’ingestione e l’uscita dei dati? I fondatori hanno proposto che, separando la filtrazione e la verifica dall’inclusione delle transazioni, dalla produzione di blocchi e dall’esecuzione, potessero creare un flusso di transazione parallelo e protetto consentendo agli operatori di nodo di ottimizzare le loro operazioni di rete.

La convinzione centrale che guida DoubleZero è che l’abondanza genera innovazione. Ogni cambiamento a passo funzione nella disponibilità di larghezza di banda o corrispondente riduzione della latenza apre nuovi tipi di applicazioni e utilizzi per i sistemi distribuiti. Da questo primo principio, DoubleZero ha stabilito una stella polare per aumentare la larghezza di banda e ridurre la latenza per i sistemi distribuiti nel mondo per supportare un futuro più equo e aperto per il software.

Il progetto rappresenta il primo del suo genere come “N1” – un livello base di infrastruttura fisica neutra e performante su cui possono essere costruiti sistemi e applicazioni distribuiti. Attualmente, Jump Trading funge da principale contributore durante la fase di testnet, con la rete che mantiene una presenza fisica in importanti aree metropolitane tra cui Singapore, Tokyo, Los Angeles, New York, Londra, Francoforte e Amsterdam.

Caratteristiche Chiave del Protocollo DoubleZero

1. Architettura Innovativa a Doppio Anello

DoubleZero impiega un’architettura concettuale rivoluzionaria a doppio anello: un anello esterno di ingresso/uscita e un anello interno di flusso dati. L’anello esterno interfaccia con Internet pubblico, utilizzando hardware performante come FPGA per mitigare attacchi distribuiti di negazione del servizio, verificare firme e filtrare transazioni duplicate. L’anello interno consente la costruzione del consenso con traffico filtrato su linee di larghezza di banda dedicate ottimalmente instradate, creando un servizio informativo scalabile e senza permessi.

2. Filtrazione ai Margini Basata su FPGA

Il protocollo implementa hardware specializzato in punti di ingresso chiave che può gestire ordini di grandezza più di traffico rispetto ai tradizionali processori x86. Questi dispositivi FPGA eseguono compiti specifici tra cui rimozione di spam, deduplicazione di set di transazioni e verifica di firme tramite software open-source che garantisce un trattamento equo delle transazioni in ingresso. Questa filtrazione ai margini avviene prima che il traffico raggiunga i singoli validatori, riducendo notevolmente i loro requisiti di risorse.

3. Governance tramite Smart Contract senza Permessi

DoubleZero si organizza tramite dati verificati memorizzati in smart contract onchain, creando un’esperienza trasparente e senza permessi sia per i collaboratori che per gli utenti. Il piano di controllo distribuito utilizza queste informazioni per raggiungere il consenso sulle decisioni di instradamento e priorizzazione, determinando automaticamente la configurazione ottimale della rete e la tariffazione sulla base delle dinamiche di domanda e offerta in tempo reale.

4. Infrastruttura in Fibra Ottica ed Effetti di Rete

Il protocollo sfrutta una sostanziale capacità inutilizzata nel mercato della fibra, dove i collegamenti moderni possono supportare centinaia di terabits al secondo, e una significativa “fibra oscura” rimane inutilizzata. I collaboratori della rete prevedono connessioni di proprietà o in leasing, impegnandosi in contratti di livello di servizio che definiscono le caratteristiche del collegamento, comprese le posizioni degli endpoint, la larghezza di banda, la latenza e le dimensioni MTU. La natura federata crea effetti di rete in cui i contributi individuali diventano più preziosi come parte del tutto integrato.

5. Multicast e Ottimizzazione Avanzata del Traffico

Il supporto per il traffico multicast nell’anello interno consente una propagazione efficiente di blocchi, transizioni di stato e frammenti attraverso la rete. Funzioni a valore aggiunto come la propagazione di blocchi traggono vantaggio dal dominio di rete singolo sotto il controllo di protocollo comune, ottimizzando il flusso di traffico oltre quanto è possibile su Internet pubblico.

Casi d’Uso del Protocollo DoubleZero

1. Ottimizzazione delle Blockchain di Layer 1

Le blockchain di Layer 1 rappresentano il caso d’uso più forte per DoubleZero, affrontando la sfida fondamentale in cui i validatori affrontano torrenti di transazioni piene di spam mentre raggiungono consenso su percorsi di Internet pubblico soggetti a jitter. DoubleZero fornisce hardware scalabile che esegue codice open-source per la filtrazione, mitigando attacchi DDoS, verificando firme e rimuovendo duplicati. Questa condivisione cooperativa dell’infrastruttura consente al sistema di aggregare risorse condivise invece di richiedere la previsione individuale dei validatori, mentre collegamenti di larghezza di banda dedicata garantiscono che i blocchi vengano costruiti, condivisi e ratificati con minima latenza e jitter.

2. Miglioramento dei Nodi RPC

I nodi Remote Procedure Call traggono notevoli vantaggi dalle capacità di DoubleZero in tre sfide critiche. In primo luogo, protezione da picchi di traffico durante eventi comunitari come airdrop o emissioni di NFT, insieme alla mitigazione degli attacchi DDoS. In secondo luogo, un miglioramento nella consegna delle transazioni ai leader di blocco o ai mempool, cruciale per transazioni ad alto valore sensibili al tempo come gli arbitraggi. In terzo luogo, miglior sincronizzazione dello stato attraverso connessioni resilienti, a bassa latenza che garantiscono che gli RPC mantengano visualizzazioni blockchain aggiornate per applicazioni downstream.

3. Sistemi di Valore Massimalmente Estraibile (MEV)

I sistemi MEV, essendo estremamente sensibili alla latenza, traggono vantaggio dai miglioramenti delle prestazioni di DoubleZero su due dimensioni. Una visibilità migliorata dello stato della rete in tempo reale consente un ordinamento più redditizio delle transazioni e una costruzione di blocchi efficiente. Inoltre, il relè delle proposte più veloce ai validatori fornisce ulteriore tempo per algoritmi complessi di ottimizzazione combinatoria per trovare migliori ordinamenti delle transazioni, traducendo direttamente i miglioramenti della latenza in maggiore redditività.

4. Applicazioni di Layer 2 e Cross-Chain

Le blockchain di Layer 2 che utilizzano sequencer centralizzati o distribuiti possono sfruttare DoubleZero per applicazioni standard come la filtrazione delle transazioni in ingresso e l’invio su Layer 1 a bassa latenza. Più criticamente, il protocollo facilita il coordinamento tra più sequencer, prevenendo sprechi di calcolo mentre supporta architetture modulari con livelli di disponibilità dei dati. Le connessioni ad alta larghezza di banda garantiscono che i livelli di disponibilità dei dati tengano il passo con i requisiti di prestazione delle catene di Layer 2.

Come Funziona il Protocollo DoubleZero?

DoubleZero opera attraverso un ecosistema coordinato di collaboratori, hardware specializzato e governance tramite smart contract. I collaboratori della larghezza di banda forniscono larghezza di banda dedicata tra i data center, operando dispositivi compatibili con DoubleZero (DZDs) in ciascun endpoint con connettività Internet. Questi collaboratori eseguono software DoubleZero fornendo servizi tra cui multicast, ricerca utenti e filtrazione ai margini. Separatamente, i collaboratori di risorse computazionali svolgono compiti di manutenzione e monitoraggio, tracciando le transazioni degli utenti, calcolando le commissioni, registrando i risultati, amministrando smart contract, relayando attestazioni blockchain e pubblicando dati telemetrici per metriche di prestazione trasparenti.

Il protocollo funziona attraverso componenti software interconnessi: il Daemon di DoubleZero interfaccia con stack di rete host per gestire interfacce tunnel e instradamento; il servizio Activator monitora eventi di contratto che richiedono allocazioni IP e cambiamenti di stato; il Controller funge da interfaccia di configurazione per i Device Agent; e il software Agent applica cambiamenti di configurazione a dispositivi fisici basati su dati di smart contract. Gli Scambi DoubleZero (DZXs) fungono da punti di interconnessione dove diversi collegamenti di contributori si uniscono in importanti aree metropolitane, consentendo un’efficace interconnessione nella rete mesh più ampia.

Gli smart contract definiscono la rete attraverso dati onchain verificati, creando un’operazione trasparente e senza permessi. I collaboratori si connettono impostando contratti di livello di servizio che includono posizioni endpoint, larghezza di banda, latenza e specifiche MTU. Il controller distribuito identifica la configurazione ottimale della rete utilizzando i dati dello smart contract, determinando una tariffazione appropriata affinché gli utenti paghino proporzionalmente al loro impatto sul sistema mentre i fornitori guadagnano incentivi corrispondenti al loro contributo di valore.

Architettura della Rete DoubleZero

L’architettura della rete DoubleZero è composta da due componenti principali: dispositivi di rete in punti chiave di ingresso/uscita e larghezza di banda prevista attraverso la rete, formando una rete mesh attraverso tecnologia di orchestrazione che aggrega contributi eterogenei. Questo design sfrutta i punti di forza delle reti private (standard unificati ma portata limitata) e delle reti pubbliche (portata espansiva ma più standard), combinando il meglio di entrambi i mondi.

I dispositivi di rete servono a due funzioni: consentire ai collegamenti di dati contribuiti individualmente di operare come un’unica rete coerente con priorità e implementare filtrazione, verifica e protezione dallo spam. Al lancio, la rete utilizza FPGA commercialmente disponibili che bilanciano prestazioni, velocità e costi in elettrodomestici integrati in grado di gestire sia filtrazione che instradamento. Le singole implementazioni possono gestire deduplicazione, filtrazione e verifica delle firme per più Gbps di dati in entrata mentre gestiscono la connettività ai validatori downstream e ai dispositivi client.

I collegamenti in fibra forniscono connessioni globali a bassa latenza e alta larghezza di banda attraverso collaboratori di rete che prevedono collegamenti di proprietà o in leasing da importanti fornitori di servizi. I collaboratori si impegnano in contratti di livello di servizio stabilendo caratteristiche di collegamento tra cui posizioni di endpoint, larghezza di banda, latenza e dimensioni MTU conformi. Il monitoraggio delle prestazioni garantisce che i collegamenti conformi guadagnino ricompense mentre i collegamenti non conformi subiscono una disqualifica. L’architettura collega validatori, RPC e altri sistemi al margine della rete a un sottostrato centrale connesso ai punti di scambio DoubleZero, consentendo una connettività efficiente nelle aree metropolitane simile agli scambi pubblici di Internet, ma ottimizzata per il traffico blockchain.

Futuro del Protocollo DoubleZero

La roadmap di sviluppo di DoubleZero si estende oltre la blockchain per includere qualsiasi sistema distribuito che richieda comunicazione ad alte prestazioni. Le applicazioni del protocollo spaziano dalle reti di distribuzione dei contenuti, ai giochi online, all’addestramento di grandi modelli di linguaggio e all’informatica aziendale, affrontando la sfida fondamentale che quasi ogni applicazione di calcolo sensibile al tempo e ad alte prestazioni è limitata dall’ingresso e dall’uscita del flusso di dati piuttosto che dalla capacità computazionale.

Il progetto mira a stabilirsi come infrastruttura fondamentale “N1” su cui possono essere costruiti sistemi e applicazioni distribuiti, simile a come oggi Internet funge da infrastruttura fondamentale. Man mano che la rete evolve, saranno aggiunte ulteriori strategie di identificazione e autenticazione per supportare i sistemi utente provenienti da ecosistemi diversi rispetto al focus iniziale sulla blockchain.

Le operazioni governate dalla comunità matureranno per affrontare problemi di rete su ampia scala attraverso processi semplificati che raccolgono i collaboratori per la diagnosi e la riparazione, mentre gli utenti mantengono capacità di fallback su Internet pubblico durante le perturbazioni. La roadmap di open-sourcing del protocollo include la messa a disposizione pubblica di repository, riconoscendo che molti utenti preferiscono compilerli dal codice sorgente piuttosto che utilizzare versioni preconfezionate.

Lo sviluppo a lungo termine si concentra sull’espansione della presenza geografica, sul miglioramento delle capacità FPGA e sul supporto di ulteriori client validatori e reti distribuite. La natura senza permessi della rete e la governance tramite smart contract garantiscono una crescita sostenibile grazie a incentivi allineati tra collaboratori e utenti, creando un sistema che si auto-migliora e diventa più prezioso man mano che l’adozione aumenta.

DoubleZero vs Infrastruttura Internet Tradizionale

Concorrenti dell’Infrastruttura Diretta

DoubleZero affronta la concorrenza da fornitori di infrastruttura centralizzati tradizionali, tra cui principali piattaforme cloud (AWS, Google Cloud, Microsoft Azure) e reti di distribuzione dei contenuti (Akamai, Cloudflare). Questi operatori stabiliscono tipicamente contratti di locazione a lungo termine dai fornitori di servizi di rete per strutturare le loro reti, offrendo prestazioni stabili per gli utenti vicino ai margini della rete, ma soffrendo dei limiti di Internet pubblico per gli utenti lontani e generando un rischio controparte sostanziale per applicazioni dipendenti.

Il protocollo compete anche con fornitori di infrastruttura blockchain specializzati e fornitori di servizi di rete privati che affittano larghezza di banda alle imprese. Tuttavia, questi modelli di business sono rigidi, vendendo larghezza di banda in capacità fisse per lunghe durate attraverso procedure di negoziazione e onboarding che richiedono molto tempo e non si adattano bene alle esigenze dinamiche delle imprese.

Vantaggi Competitivi di DoubleZero

I principali vantaggi di DoubleZero derivano dal suo modello decentralizzato e senza permessi combinato con un design ottimizzato per la blockchain. A differenza delle alternative centralizzate, il protocollo elimina i singoli punti di guasto e il rischio controparte, fornendo flessibilità per regolare latenza, throughput e durata senza contratti vincolati. La rete offre tariffe differenziate che consentono agli utenti di pagare per accesso prioritario o base per massimizzare l’efficienza, restituendo valore in eccesso ai fornitori.

I vantaggi delle prestazioni includono una notevole resistenza agli attacchi DDoS che richiedono “molti terabits al secondo che colpiscono siti distribuiti geograficamente simultaneamente” piuttosto che puntare su validatori individuali. L’ottimizzazione della filtrazione e dell’instradamento del protocollo può raggiungere livelli di prestazione “altrimenti inaccessibili senza la co-locazione centralizzata dei sistemi.” Gli effetti di rete creano valore dove i contributi individuali diventano sostanzialmente più preziosi attraverso l’associazione con collegamenti vicini, simile ai modelli di alleanza tra compagnie aeree.

Analisi del Posizionamento di Mercato

Le soluzioni infrastrutturali tradizionali eccellono nei mercati aziendali consolidati con modelli di traffico prevedibili e pianificazione della capacità a lungo termine. Tuttavia, faticano con carichi di lavoro blockchain dinamici che richiedono capacità esplosive, filtrazione specializzata e ottimizzazione dell’ultra-bassa latenza. DoubleZero si posiziona come la soluzione ottimale per i sistemi distribuiti che richiedono reti flessibili e ad alte prestazioni senza compromessi sulla centralizzazione.

L’etica aperta del protocollo e il modello di partecipazione senza permessi creano fossati competitivi sostenibili attraverso effetti di rete e sviluppo guidato dalla comunità, mentre i fornitori tradizionali affrontano limitazioni di scalabilità e rischi di centralizzazione che diventano più problematici man mano che aumenta l’adozione della blockchain.

Conclusione

Il Protocollo DoubleZero rappresenta un importante sviluppo nell’infrastruttura blockchain, introducendo il primo framework decentralizzato al mondo per la rete di sistemi distribuiti ad alte prestazioni. Risolvendo i cruciali colli di bottiglia della comunicazione che hanno limitato la scalabilità della blockchain dalla nascita di Bitcoin, DoubleZero consente ai sistemi distribuiti di avvicinarsi ai loro massimi teorici di prestazione attraverso filtrazione innovativa basata su FPGA, governance tramite smart contract e aggregazione di collegamenti in fibra senza permessi.

L’architettura a doppio anello del protocollo, che combina la filtrazione dell’anello esterno con l’instradamento ottimizzato dell’anello interno, crea miglioramenti delle prestazioni senza precedenti per blockchain di Layer 1, nodi RPC, sistemi MEV e soluzioni di Layer 2. A differenza dei fornitori di infrastruttura tradizionali che creano rischi di centralizzazione e contratti rigidi, il modello degli effetti di rete di DoubleZero trasforma i singoli contributi in una rete globale unificata più preziosa della somma delle sue parti.

Con l’evoluzione della tecnologia blockchain verso l’adozione mainstream, DoubleZero si posiziona come infrastruttura essenziale “N1” che consente la prossima generazione di applicazioni distribuite. Con la sua base in un’innovazione guidata dall’abondanza e l’impegno ad aumentare la larghezza di banda mentre si riduce la latenza, DoubleZero mira a fornire un’infrastruttura migliorata per sistemi distribuiti per sistemi distribuiti moderni che richiedono prestazioni intransigenti senza compromettere i principi di decentralizzazione.