Vad är DoubleZero Protocol? Den kompletta guiden för kryptonätverksinfrastruktur

I dagens snabbt föränderliga blockchain-landskap har nätverksprestanda blivit den avgörande flaskhalsen som begränsar skalbarheten och effektiviteten hos distribuerade system. DoubleZero Protocol är en decentraliserad infrastrukturlösning som erbjuder en decentraliserad ram för att skapa högpresterande permissionless-nätverk som är specifikt optimerade för blockchain och distribuerade system.

Denna omfattande guide utforskar hur DoubleZero adresserar utmaningar i nätverksinfrastrukturen genom sin innovativa två-ringarkitektur, FPGA-baserad kantfiltrering och smart kontraktsstyrning, vilket möjliggör förbättringar i bandbredd och latens för validatorer, RPC-operatörer och blockchain-utvecklare världen över.

Huvudpunkter

• DoubleZero Protocol Innovation: Skapar ett decentraliserat nätverk genom att omvandla underrättade fiberoptiska länkar till högpresterande infrastruktur med FPGA-baserad kantfiltreringsteknik.
• Prestandaoptimering: Minskar latens, eliminerar jitter och filtrerar skräppost vid nätverkets kant innan trafiken når blockchain-validatorer, vilket möjliggör betydande prestandaförbättringar jämfört med offentlig internet.
• Bred applikationssupport: Layer 1-blockkedjor, RPC-noder, MEV-system och Layer 2-kedjor kan dra nytta av protokollet för att övervinna kommunikationsflaskhalsar och uppnå förbättrad genomströmning.
• Innovativ arkitektur: Två-ringarsystemet separerar trafikfiltrering från konsensusbyggande, vilket möjliggör samarbetsinfrastrukturdelning samtidigt som den decentraliserade driften bibehålls genom smart kontraktsstyrning.
• Permissionless Deltagande: Bidragsgivare kan tjäna pengar på överflödig nätverkskapacitet medan användare får tillgång till optimerad rutning utan långsiktiga kontrakt eller centraliserade beroenden.
• Marknadsdifferentiering: Adresserar fundamentala blockchain kommunikationsbegränsningar som traditionell internetinfrastruktur och centraliserade lösningar inte effektivt kan lösa.

Vad är DoubleZero Protocol?

DoubleZero Protokollet är en decentraliserad ram för att skapa och hantera högpresterande permissionless-nätverk, specifikt optimerade för distribuerade system som blockchain. I sin kärna omvandlar DoubleZero underrättade privata fiberlänkar till ett dynamiskt och expansivt globalt meshnätverk som filtrerar och tjänar trafik över låglatenta, högbandwidth-rutter. Protokollet möjliggör för distribuerade system att skicka och ta emot information effektivt genom att kombinera individuellt bidragna fiberlänkar i ett synkroniserat nätverk som filtrerar skräppost, ökar bandbredd, sänker latens och tar bort jitter från kommunikationen.

DoubleZero-nätverket fungerar genom en permissionless-controller som lever på en offentlig blockchain, vilket lockar nya bidrag med incitament samtidigt som det hanterar nätverkskonfiguration och rutning som svar på efterfrågespikar, avbrott och andra störningar. Detta nätverksinfrastrukturlager befriar system som Layer 1-blockkedjor från kommunikationsflaskhalsar, vilket gör att de kan närma sig den maximala prestanda som fysiken tillåter. I grunden skapar DoubleZero ”en ny internet optimerad för distribuerade system.”

Till skillnad från traditionella nätverkslösningar som förlitar sig på centraliserad infrastruktur eller begränsningar av det offentliga internet, utnyttjar DoubleZero samma nätverkseffekter som gjorde internet värdefullt samtidigt som det erbjuder dedikerad, högpresterande anslutning specifikt utformad för de unika behoven hos blockchain-validatorer, RPC-noder och andra deltagare i distribuerade system.

Vilka problem löser DoubleZero Protocol?

1. Den grundläggande blockkedjans kommunikationsflaskhals

Det nuvarande tempot för förbättringar av genomströmning och latens i decentraliserade system kan inte hålla jämna steg med behoven hos utvecklare och användare. Medan väsentliga förbättringar har gjorts i datorkapabiliteterna hos individer validatorer, är dessa system alltmer flaskhalsade av bandbreddsbegränsningar och variabel latens i kommunikationen mellan validatorer, snarare än kapabiliteterna inom validatorerna. Det fysiska nätverkslager som blockkedjor använder har inte förändrats sedan Bitcoin kom, vilket skapar en grundläggande begränsning för skalbarhet och decentralisering.

2. Validatorresursineffektivitet

I den nuvarande blockkedjekonceptet står varje validator inför en brandhose av inkommande transaktioner, inklusive skräppost och dubbletter, vilket tvingar dem att tillhandahålla betydande resurser för deduplicering, filtrering och signaturverifiering. Detta skapar en ineffektiv modell där varje validator måste hantera samma förbearbetningsuppgifter individuellt, vilket leder till redundant resursanvändning över nätverket. Konsensus nås långsamt när validatorer föreslår block och röstar över offentliga internetvägar som är benägna att hög jitter och inkonsekvent rutning.

3. Begränsade prestandalösningar

Befintliga lösningar har betydande nackdelar. Mempools lägger till latens och sänder transaktionsintentioner innan inkludering. Kvalitet på tjänstlösningar utesluter enheter utan tillräcklig insats och lägger till proxy-latens. Hårdvaruskalning hindrar validatorernas mångfald och tar inte hänsyn till den sammanlagda nätverkskapaciteten. Dessa tillvägagångssätt misslyckas med att ge en heltäckande lösning på de underliggande kommunikationsinfrastrukturutmaningarna.

4. Offentliga internetbegränsningar

Distribuerade system som kräver högpresterande, tidskänslig kommunikation tvingas verka över det offentliga internet, där deras trafik indiscriminately blandas med icke-tidskänslig trafik. Detta skapar oförutsägbar latens, jitter och bandbreddsbegränsningar som fundamentalt begränsar prestandatakten även för de mest optimerade blockchain-implementationerna.

Berättelsen bakom DoubleZero Protocol

DoubleZero Protocol grundades av Austin Federa, Andrew McConnell och Mateo Ward, med betydande bidrag från Dr. Nihar Shah, Chris Remus, Malbec Labs, Dr. Kevin Bowers och Firedancer-teamet. Projektet uppstod från en grundläggande insikt: vad skulle hända om nodoperatörer inte var ensamma ansvariga för datainsamling och utflöde? Grundarna föreslog att genom att separera filtrering och verifiering från transaktionsinkludering, blockproduktion och exekvering kunde de skapa ett parallellt och skyddat transaktionsflöde som gör det möjligt för nodoperatörer att optimera sina nätverksoperationer.

Den centrala tron som driver DoubleZero är att överflöd föder innovation. Varje steg-funktion förändring i bandbreddstillgång eller motsvarande minskning av latens öppnar upp helt nya typer av tillämpningar och användningar för distribuerade system. Från denna första princip har DoubleZero etablerat en nordstjärna för att öka bandbredd och minska latens för distribuerade system världen över för att stödja en mer rättvis och öppen framtid för programvara.

Projektet representerar det första av sitt slag som en ”N1” – ett baslager av neutral och presterande fysisk infrastruktur på vilket distribuerade system och applikationer kan byggas. För närvarande fungerar Jump Trading som huvudsaklig bidragsgivare under testnet-fasen, med nätverket som behåller fysisk närvaro i stora storstadsområden inklusive Singapore, Tokyo, Los Angeles, New York, London, Frankfurt och Amsterdam.

Huvudfunktioner i DoubleZero Protocol

1. Innovativ två-ringars nätverksarkitektur

DoubleZero använder en revolutionerande två-ringars konceptuell arkitektur: en yttre ingress/utgång ring och en inre datatflödesring. Den yttre ringen gränssnittar med det offentliga internet och använder presterande hårdvara såsom FPGAs för att mildra distribuerade avslagstjänstattacker, verifiera signaturer och filtrera dubbletransaktioner. Den inre ringen möjliggör konsensusbyggande med filtrerad trafik över optimalt rutade dedikerade bandbreddslinjer, vilket skapar en skalbar och permissionless informationstjänst.

2. FPGA-baserad kantfiltrering

Protokollet implementerar specialiserad hårdvara vid viktiga ingångspunkter som kan hantera flera magnituder mer trafik än traditionella x86-processorer. Dessa FPGA-enheter utför specifika uppgifter inklusive skräppostborttagning, deduplicering av transaktionsuppsättningar och signaturverifiering genom öppen källkod som säkerställer rättvis behandling av inkommande transaktioner. Denna kantfiltrering sker innan trafiken når individuella validatorer, vilket dramatiskt minskar deras resursbehov.

3. Permissionless smart kontraktsstyrning

DoubleZero organiserar sig genom verifierade data som lagras i on-chain smarta kontrakt, vilket skapar en transparent och permissionless-upplevelse för både bidragsgivare och användare. Den distribuerade kontrollplanet använder denna information för att nå konsensus om rutning och prioriteringsbeslut, vilket automatiskt bestämmer optimal nätverkskonfiguration och prissättning baserat på realtids efterfrågan och tillgångsdynamik.

4. Fiberoptisk infrastruktur och nätverkseffekter

Protokollet utnyttjar betydande överkapacitet på fibermarknaden, där moderna länkar kan stödja hundratals terabiter per sekund, och en betydande ”dark fiber” förblir outnyttjad. Nätverksbidragsgivare tillhandahåller antingen ägda eller hyrda förbindelser och åtar sig servicenivåavtal som fastställer länkens egenskaper, inklusive slutpunktsplatser, bandbredd, latens och MTU-storlek. Den federerade naturen skapar nätverkseffekter där individuella bidrag blir mer värdefulla som en del av den integrerade helheten.

5. Multicast och avancerad trafikoptimering

Stöd för multicast-trafik på den inre ringen möjliggör effektiv spridning av block, tillståndsövergångar och shred över nätverket. Värdeadderande funktioner som blockspridning gynnas av den enda nätverksdomänen under gemensam protokollkontroll, vilket optimerar trafikflödet bortom vad som är möjligt över det offentliga internet.

Användningsfall för DoubleZero Protocol

1. Layer 1 blockchain-optimering

Layer 1-blockkedjor representerar det starkaste användningsfallet för DoubleZero, och adresserar den grundläggande utmaningen där validatorer står inför spamfyllda transaktioners brandhosar medan de når konsensus över jitterbenägna offentliga internetvägar. DoubleZero tillhandahåller skalbar hårdvara som kör öppen källkod för filtrering, mildrar DDoS-attacker, verifierar signaturer och tar bort dubbletter. Denna samarbetsinfrastrukturdelning gör att systemet kan aggregera delade resurser snarare än att kräva individuell validatorberedskap, medan dedikerade bandbreddslänkar säkerställer att block byggs, delas och ratificeras med minimal latens och jitter.

2. RPC-nodförbättring

Fjärrproceduråterfålla noder drar stor nytta av DoubleZeros kapabiliteter över tre kritiska utmaningar. För det första skydd från trafiktoppar under gemenskapsaktiviteter som airdrops eller NFT-mynt, tillsammans med mitigering av DDoS-attacker. För det andra förbättrad transaktionsleverans till blockledare eller mempools, avgörande för konkurrenskraftiga, tidskänsliga högvärdetransaktioner såsom arbitrage. För det tredje förbättrad tillståndssynkronisering genom motståndskraftiga, låglatensförbindelser som säkerställer att RPC:er bibehåller aktuella blockchain-vyer för nedströmsapplikationer.

3. Maximalt extraherbart värde (MEV) system

MEV-system, som är extremt latenskänsliga, drar nytta av DoubleZeros prestandaförbättringar på två dimensioner. Förbättrad realtidsnätverksstatlig synlighet möjliggör mer lönsamma transaktionsordningar och effektiv blockkonstruktion. Dessutom erbjuder snabbare förslagsöverföring till validatorer extra tid för komplexa kombinationella optimeringsalgoritmer att hitta bättre transaktionsordningar, vilket direkt översätter latensförbättringar till ökad lönsamhet.

4. Layer 2 och tvärkedjeapplikationer

Layer 2-blockkedjor som utnyttjar centrala eller distribuerade sekvenserare kan dra nytta av DoubleZero för standardapplikationer såsom filtrering av inkommande transaktioner och låglatens Layer 1: inlägg. Mer kritiskt, protokollet underlättar samordning mellan flera sekvenserare, vilket förhindrar slöseriet med beräkningsresurser samtidigt som det stöder modulära arkitekturer med datatillgänglighetslager. De högbandbreddslänkarna säkerställer att datatillgänglighetslagerna håller takten med Layer 2-kedjens prestandakrav.

Hur fungerar DoubleZero Protocol?

DoubleZero fungerar genom ett koordinerat ekosystem av bidragsgivare, specialiserad hårdvara och smart kontraktsstyrning. Nätverksbandbreddbidragsgivare tillhandahåller dedikerad bandbredd mellan datacenter, körande DoubleZero-kompatibla enheter (DZDs) vid varje ändpunkt med internetanslutning. Dessa bidragsgivare kör DoubleZero-programvara som tillhandahåller tjänster inklusive multicast, användaruppslagning och kantfiltrering. Separat utför bidragsgivare av datorkapacitet underhålls- och övervakningsuppgifter, spårar användartransaktioner, beräknar avgifter, registrerar resultat, administrerar smarta kontrakt, vidarebefordrar blockchain-attestationer och publicerar telemetrydata för transparenta prestandamått.

Protokollet fungerar genom sammanlänkade programvarukomponenter: DoubleZero Daemon gränssnittar med värdnätverksstackar för att hantera tunnelgränssnitt och rutning; Activator-tjänsten övervakar kontrakts händelser som kräver IP- allokeringar och tillståndsändringar; Controllern fungerar som konfigurationsgränssnittet för enhetsagenter; och Agent-programvaran tillämpar konfigurationsändringar på fysiska enheter baserat på smarta kontraktsdata. DoubleZero Exchanges (DZXs) fungerar som kopplingspunkter där olika bidragsgivares länkar kopplas samman i stora storstadsområden, vilket möjliggör effektiv tvärkoppling i det bredare meshnätverket.

Smarta kontrakt definierar nätverket genom verifierad on-chain data och skapar en transparent och permissionless drift. Bidragsgivare kopplar samman genom att fastställa servicenivåavtal inklusive slutpunktsplatser, bandbredd, latens och MTU-specifikationer. Den distribuerade controllern identifierar optimal nätverkskonfiguration med hjälp av smarta kontraktsdata, vilket fastställer lämplig prissättning så att användare betalar proportionellt till sin systems påverkan medan leverantörer tjänar incitament som matchar deras värde bidrag.

DoubleZero nätverksarkitektur

DoubleZero-nätverksarkitekturen består av två primära komponenter: nätverksenheter vid nyckel ingångs-/utgångspunkter och tillhandahållen bandbredd över nätverket, och formar ett meshnätverk genom orkestreringsteknik som aggregerar heterogena bidrag. Denna design utnyttjar styrkorna hos privata nätverk (enhetliga standarder men begränsad räckvidd) och offentliga nätverk (expansiv räckvidd men flera standarder) och kombinerar det bästa av båda världarna.

Nätverksenheter tjänar dubbla funktioner: möjliggör individuellt bidragna datalänkar att fungera som ett sammanhängande nätverk med prioritering och implementera filtrering, verifiering och skräppostskydd. Vid lanseringen använder nätverket kommersiellt tillgängliga FPGAs som balanserar prestanda, hastighet och kostnad i integrerade apparater som hanterar både filtrering och rutning. Individuella implementeringar kan hantera deduplicering, filtrering och signaturverifiering för flera Gbps av inkommande data samtidigt som de hanterar anslutning till nedströmsvalidatorer och klientenheter.

Fiberlänkar tillhandahåller låglatenta, högbandwidth globala förbindelser genom nätverksbidragsgivare som tillhandahåller antingen ägda eller hyrda förbindelser från stora tjänsteleverantörer. Bidragsgivare åtar sig servicenivåavtal som fastställer länkens egenskaper inklusive slutpunktsplatser, bandbredd, latens och föreskriven MTU-storlek. Prestandaövervakning säkerställer att kompatibla länkar tjänar belöningar medan icke-kompatibla länkar riskerar diskvalificering. Arkitekturen kopplar samman validatorer, RPC:er och andra system vid nätverkets kant till en kärna som är kopplad vid DoubleZero Exchange-punkterna, vilket möjliggör effektiv storstadsanslutning liknande offentliga internetutbyten men optimerad för blockchain-trafik.

Framtiden för DoubleZero Protocol

DoubleZeros utvecklingsplan sträcker sig bortom blockchain för att omfatta alla distribuerade system som kräver högpresterande kommunikation. Protokollets tillämpningar omfattar innehållsleveransnätverk, onlinespel, träning av stora språkmodeller och företagsnätverk och adresserar den grundläggande utmaningen att nästan varje tidskänslig, högpresterande datorkapacitet begränsas av dataflödesingress och utflöde snarare än beräkningskapacitet.

Projektet syftar till att etablera sig som grundläggande ”N1”-infrastruktur på vilken distribuerade system och applikationer kan byggas, liknande hur internet fungerar som grundläggande infrastruktur idag. I takt med att nätverket utvecklas kommer ytterligare identifierings- och autentiseringsstrategier att läggas till för att stödja användarsystem från olika ekosystem bortom det initiala blockchain-fokuset.

Gemenskapsstyrda operationer kommer att mogna för att hantera nätverksövergripande frågor genom strömlinjeformade processer som förenar bidragsgivare för diagnos och reparation, medan användare behåller fallback-möjligheter till offentlig internet under störningar. Protokollets öppna källkodsplan inkluderar att göra förråd offentligt tillgängliga, vilket erkänns att många användare föredrar att kompilera från källkod istället för att använda paketerade versioner.

Långsiktig utveckling fokuserar på att expandera geografisk närvaro, förbättra FPGA-kapaciteter och stödja ytterligare validator-klienter och distribuerade nätverk. Nätverkets permissionless-natur och smarta kontraktsstyrning säkerställer hållbar tillväxt genom synkroniserade incitament mellan bidragsgivare och användare, vilket skapar ett självförbättrande system som blir mer värdefullt i takt med att antagandet ökar.

DoubleZero vs Traditionell internetinfrastruktur

Direkta infrastrukturkonkurrenter

DoubleZero står inför konkurrens från traditionella centraliserade infrastrukturtjänsteleverantörer inklusive stora molnplattformar (AWS, Google Cloud, Microsoft Azure) och innehållsleveransnätverk (Akamai, Cloudflare). Dessa aktörer etablerar typiskt långsiktiga hyresavtal från nätverkstjänsteleverantörer för att strukturera sina nätverk, vilket erbjuder stabil prestanda för användare nära nätverkskanterna, men lider av offentliga internetbegränsningar för avlägsna användare och genererar betydande motpartisk risk för beroende applikationer.

Protokollet konkurrerar också med specialiserade blockchain-infrastrukturtjänsteleverantörer och privata nätverkstjänsteleverantörer som hyr bandbredd till företag. Men dessa affärsmodeller är oflexibla, säljer bandbredd i fasta kapaciteter under långa perioder genom tidskrävande förhandlings- och onboardingförfaranden, vilket passar dåligt med dynamiska företagsbehov.

DoubleZeros konkurrensfördelar

DoubleZeros primära fördelar kommer från dess decentraliserade, permissionless-modell kombinerat med blockchain-optimerad design. Till skillnad från centraliserade alternativ eliminerar protokollet enskilda felkällor och motpartisk risk samtidigt som det erbjuder flexibilitet att justera latens, genomströmning och varaktighet utan låsta kontrakt. Nätverket erbjuder tierad prissättning som gör att användare kan betala för prioritet eller basåtkomst för att maximera effektiviteten, vilket ger överskottsvärde tillbaka till leverantörer.

Prestandafördelar inkluderar väsentligt DDoS-attacker motstånd som kräver ”många terabiter per sekund som träffar geografiskt distribuerade platser samtidigt” snarare än att rikta in sig på individuella validatorer. Protokollets filtrerings- och rutningsoptimering kan uppnå prestandanivåer ”annars obetalbara utan centraliserad samlokalisering av system.” Nätverkseffekter skapar värde där individuella bidrag blir väsentligt mer värdefulla genom förening med grannlänkar, liknande modeller för flygbolagsallianser.

Marknadspositioneringsanalys

Traditionella infrastrukturlösningar utmärker sig inom etablerade företagsmarknader med förutsägbara trafikmönster och långsiktig kapacitetsplanering. Men de kämpar med dynamiska blockchain-arbetsbelastningar som kräver burst-kapacitet, specialiserad filtrering och ultra-låg latensoptimering. DoubleZero positionerar sig som den optimala lösningen för distribuerade system som kräver flexibel, högpresterande nätverkskommunikation utan centraliseringskompromisser.

Protokollets öppna etos och permissionless deltagande modell skapar hållbara konkurrensfördelar genom nätverkseffekter och samhällsdriven utveckling, medan traditionella tjänsteleverantörer står inför skalbegränsningar och centraliseringsrisker som blir mer problematiska i takt med att blockchain-antagandet ökar.

Slutsats

DoubleZero Protocol representerar ett betydande utveckling inom blockchain-infrastruktur, som introducerar världens första decentraliserade ramverk för högpresterande distribuerad systemnätverkskommunikation. Genom att lösa de kritiska kommunikationsflaskhalsar som begränsat blockchain-skalbarhet sedan Bitcoins födelse, möjliggör DoubleZero för distribuerade system att närma sig sina teoretiska prestandamaximum genom innovativ FPGA-baserad kantfiltrering, smarta kontraktsstyrning och permissionless fiberlänkaggregering.

Protokollets två-ringarsarkitektur, som kombinerar yttre ringfiltrering med inre ringoptimerad rutning, skapar utan motstycke prestandaförbättringar för Layer 1-blockkedjor, RPC-noder, MEV-system och Layer 2-lösningar. Till skillnad från traditionella infrastrukturtjänsteleverantörer som skapar centraliseringsrisker och oflexibla kontrakt, omvandlar DoubleZeros nätverkseffektmodell individuella bidrag till ett enat globalt nätverk som är mer värdefullt än summan av sina delar.

I takt med att blockchain-teknologin fortsätter att utvecklas mot mainstream-antagande positionerar sig DoubleZero som en väsentlig ”N1”-infrastruktur som möjliggör nästa generation av distribuerade applikationer. Med sin grund i överflödsdriven innovation och åtagande att öka bandbredd samtidigt som latensen minskar, syftar DoubleZero till att ge förbättrad infrastruktur för distribuerade system som kräver kompromisslös prestanda utan att offra decentraliseringsprinciper.