У сучасному швидко змінному ландшафті блокчейну продуктивність мережі стала критичною перешкодою, що обмежує масштабованість і ефективність розподілених систем. Протокол DoubleZero є децентралізованим роз рішенням інфраструктури, яке пропонує децентралізовану платформу для створення мереж з високою продуктивністю без дозволу, оптимізованих спеціально для блокчейну та розподілених систем.
Цей всебічний посібник досліджує, як DoubleZero вирішує проблеми інфраструктури мережі за допомогою своєї інноваційної архітектури з двома кільцями, фільтрації на основі FPGA та управління через смарт-контракти, що дозволяє покращити пропускну здатність і затримки для валідаторів, операторів RPC та розробників блокчейнів у всьому світі.
Ключові висновки
- Інновації протоколу DoubleZero: Створює децентралізовану сітку з’єднань, перетворюючи недовикористовувані волоконно-оптичні канали у високопродуктивну інфраструктуру з технологією фільтрації на основі FPGA.
- Оптимізація продуктивності: Зменшує затримки, усуває дрібні коливання (джиттер) і фільтрує спам на краю мережі до того, як трафік досягне валідаторів блокчейну, забезпечуючи значні поліпшення продуктивності порівняно з публічним інтернетом.
- Широка підтримка застосувань: Блокчейни першого рівня, вузли RPC, системи MEV та блоки другого рівня можуть використовувати протокол для подолання комунікаційних обмежень і досягнення підвищеної пропускної здатності.
- Інноваційна архітектура: Система з двома кільцями відокремлює фільтрацію трафіку від побудови консенсусу, дозволяючи спільне використання інфраструктури, зберігаючи децентралізовану роботу через управління смарт-контрактами.
- Участь без дозволу: Учасники можуть монетизувати запасну мережеву ємність, в той час як користувачі отримують доступ до оптимізованої маршрутизації без довгострокових контрактів або централізованих залежностей.
- Диференціація на ринку: Вирішує основні обмеження комунікації блокчейну, які традиційна інтернет-інфраструктура та централізовані рішення не можуть ефективно усунути.
Table of Contents
Що таке протокол DoubleZero?
DoubleZero Протокол є децентралізованою платформою для створення та управління високопродуктивними мережами без дозволу, спеціально оптимізованими для розподілених систем, таких як блокчейн. У своїй основі, DoubleZero перетворює недовикористовувані приватні волоконні лінії в динамічну і розширену глобальну мережу, яка фільтрує і обслуговує трафік через низькозатримувані, високошвидкісні маршрути. Протокол дозволяє розподіленим системам надсилати та отримувати інформацію ефективно, об’єднуючи індивідуально внесені волоконні канали в синхронізовану мережу, що фільтрує спам, збільшує пропускну здатність, знижує затримки та усуває джиттер з комунікації.
Мережа DoubleZero функціонує через бездозвільний контролер, який працює на публічному блокчейні, приваблюючи нові внески з інцентивами, одночасно управляючи конфігурацією мережі та маршрутизацією відповідно до сплесків попиту, відключень та інших збоїв. Цей шар інфраструктури звільняє системи, такі як блокчейни першого рівня, від комунікаційних обмежень, дозволяючи їм досягти максимальної продуктивності, яку дозволяє фізика. По суті, DoubleZero створює “новий інтернет, оптимізований для розподілених систем.”
На відміну від традиційних мережевих рішень, які покладаються на централізовану інфраструктуру або обмеження публічного інтернету, DoubleZero використовує ті ж мережеві ефекти, які зробили інтернет цінним, надаючи спеціалізовану, високопродуктивну з’єднаність, спеціально розроблену для унікальних потреб валідаторів блокчейну, вузлів RPC та інших учасників розподілених систем.
Які проблеми вирішує протокол DoubleZero?
1. Основна комунікаційна затримка блокчейну
Сучасні темпи покращення пропускної здатності та затримок розподілених систем не можуть встигати за потребами розробників та користувачів. Хоча було досягнуто значних поліпшень у обчислювальних можливостях окремих валідаторів, ці системи дедалі більше стикаються зі затримками, пов’язаними з обмеженнями пропускної здатності та змінною затримкою в комунікації між валідаторами, а не з обчислювальними можливостями всередині валідаторів. Фізичний мережевий шар, який використовують блокчейни, не змінювався з моменту появи Біткоїна, створюючи основну обмеженість для масштабованості та децентралізації.
2. Неефективність ресурсів валідаторів
У сучасній парадигмі блокчейну кожен валідатор стикається зі штормом вхідних транзакцій, включаючи спам та дублікати, що змушує їх забезпечувати значні ресурси для процесів усунення дублікатів, фільтрації та перевірки підписів. Це створює неефективну модель, де кожен валідатор повинен окремо обробляти однакові задачі попередньої обробки, що призводить до надмірного споживання ресурсів у мережі. Консенсус досягається повільно, оскільки валідатори пропонують блоки та голосують по шляхах публічного інтернету, схильних до високого джитера та непостійної маршрутизації.
3. Обмежені рішення щодо продуктивності
Існуючі рішення мають значні недоліки. Mempools додають затримку і транслюють наміри транзакцій до їх включення. Рішення з якості обслуговування виключають суб’єкти без достатньої частки та додають затримку проксі. Масштабування апаратного забезпечення гальмує різноманітність валідаторів і не вирішує загальну продуктивність мережі. Ці підходи не забезпечують комплексного рішення для підлягаючих викликів комунікаційної інфраструктури.
4. Обмеження публічного інтернету
Розподілені системи, яким потрібна висока продуктивність та чутлива до часу комунікація, змушені працювати через публічний інтернет, де їхній трафік без вибору змішується з нетерміновим трафіком. Це створює непередбачувану затримку, джиттер та обмеження пропускної здатності, що у принципі обмежує продуктивність навіть найбільш оптимізованих реалізацій блокчейну.
Історія протоколу DoubleZero
Протокол DoubleZero був заснований Остіном Федерою, Ендрю МакКоннеллом та Матео Уордом, з суттєвими внесками від доктора Ніхара Шаха, Криса Ремуса, Malbec Labs, доктора Кевіна Бауерса та команди Firedancer. Проект виник з основного усвідомлення: що якби оператори вузлів не були б єдиними відповідальними за надходження та вихід даних? Засновники запропонували, що, відокремлюючи фільтрацію та перевірку від включення транзакцій, виробництва блоків та виконання, вони могли б створити паралельний і захищений потік транзакцій, що дозволило б операторам вузлів оптимізувати свої мережеві операції.
Основна віра, що керує DoubleZero, полягає в тому, що багатство створює інновації. Кожна зміна у доступності пропускної здатності або відповідному скороченні затримок відкриває абсолютно нові типи застосувань і використання для розподілених систем. Виходячи з цього першого принципу, DoubleZero встановив північну зорю щодо збільшення пропускної здатності та зменшення затримки для розподілених систем у всьому світі, щоб підтримувати більш справедливе і відкритіше майбутнє програмного забезпечення.
Проект є першим у своєму роді як “N1” – базовий рівень нейтральної та продуктивної фізичної інфраструктури, на якому можуть бути побудовані розподілені системи та застосунки. Наразі Jump Trading виступає основним учасником під час тестового етапу, при цьому мережа підтримує фізичну присутність у великих міських районах, включаючи Сінгапур, Токіо, Лос-Анджелес, Нью-Йорк, Лондон, Франкфурт і Амстердам.
Ключові особливості протоколу DoubleZero
1. Інноваційна архітектура з двома кільцями
DoubleZero використовує революційну концептуальну архітектуру з двома кільцями: зовнішнім кільцем входу/виходу та внутрішнім кільцем потоку даних. Зовнішнє кільце взаємодіє з публічним інтернетом, використовуючи продуктивне обладнання, таке як FPGA, для зменшення розподілених атак відмови в обслуговуванні, перевірки підписів і фільтрації дублікатів транзакцій. Внутрішнє кільце дозволяє будувати консенсус із фільтрованим трафіком через оптимально сплановані лінії зобов’язання, створюючи масштабовану та бездозвільну інформаційну службу.
2. Фільтрація на основі FPGA
Протокол реалізує спеціалізоване обладнання в ключових точках входу, яке може обробляти порядки величини більшого трафіку, ніж традиційні процесори x86. Ці пристрої FPGA виконують конкретні завдання, включаючи видалення спаму, усунення дублікатів транзакцій і перевірку підписів через відкрите програмне забезпечення, що забезпечує справедливе ставлення до вхідних транзакцій. Ця фільтрація на краю відбувається до того, як трафік досягає окремих валідаторів, що суттєво зменшує їхні вимоги до ресурсів.
3. Бездозвільне управління смарт-контрактами
DoubleZero організовує себе через перевірені дані, що зберігаються в смарт-контрактах у ланцюгу, створюючи прозорий і бездозвільний досвід для учасників та користувачів. Розподілена керуюча система використовує цю інформацію для досягнення консенсусу щодо рішень з маршрутизації та пріоритетності, автоматично визначаючи оптимальну конфігурацію мережі та ціни на основі реального попиту та динаміки постачання.
4. Волоконно-оптична інфраструктура та мережеві ефекти
Протокол використовує значні резерви потужності на ринку волокна, де сучасні з’єднання можуть підтримувати сотні терабіт за секунду, і значні “темні волокна” залишаються невикористаними. Учасники мережі забезпечують або власні, або орендовані з’єднання, зобов’язуючись до угоди про рівень обслуговування, що встановлює характеристики з’єднання, включаючи місця розташування кінцевих точок, пропускну здатність, затримки та розмір MTU. Федеративна природа створює мережеві ефекти, коли окремі внески стають ціннішими як частина інтегрованого цілого.
5. Мульткаст і розширена оптимізація трафіку
Підтримка мульткастового трафіку внутрішнім кільцем забезпечує ефективну пропаганду блоків, переходів стану та фрагментів по мережі. Функції з доданою вартістю, такі як пропаганда блоків, виграють від єдиного домену мережі під контролем загального протоколу, оптимізуючи потік трафіку за межами можливого з публічним інтернетом.
Випадки використання протоколу DoubleZero
1. Оптимізація блокчейнів першого рівня
Блокчейни першого рівня є найсильнішим випадком використання для DoubleZero, вирішуючи основну проблему, коли валідатори стикаються з трафіком, переповненим транзакціями спаму, одночасно досягаючи консенсусу через шляхи публічного інтернету, схильні до джиттера. DoubleZero забезпечує масштабоване обладнання, що виконує відкритий код для фільтрації, зменшуючи атаки DDoS, перевіряючи підписи та видаляючи дублі. Це спільне використання інфраструктури дозволяє системі агрегувати спільні ресурси без необхідності індивідуального забезпечення валідаторів, тоді як спеціалізовані лінії з пропускною здатністю забезпечують, щоб блоки будувалися, ділилися та затверджувалися з мінімальними затримками та джиттером.
2. Підвищення вузлів RPC
Вузли віддалених процедурних викликів виграють значною мірою від можливостей DoubleZero у трьох критичних питаннях. По-перше, захист від сплесків трафіку під час спільнот, таких як аірдропи або випуски NFT, а також пом’якшення атак DDoS. По-друге, покращена доставляємость транзакцій до лідерів блоків або мемпулів, що є критично важливим для конкурентних, чутливих до часу транзакцій з високою цінністю, таких як арбітражі. По-третє, покращена синхронізація станів через стійкі, низькозатримувані з’єднання, що забезпечують актуальні погляди блокчейна для наступних застосувань.
3. Максимально вилучувана цінність (MEV) системи
Системи MEV, будучи надзвичайно чутливими до затримки, виграють від підвищення продуктивності DoubleZero в двох вимірах. Підвищена видимість стану мережі в реальному часі дозволяє вигідніше упорядковувати транзакції та ефективно будувати блоки. Крім того, швидша передача пропозицій до валідаторів надає більше часу для складних алгоритмів комбінаційної оптимізації, щоб знайти кращі порядки транзакцій, що безпосередньо перетворює покращення затримки в збільшення прибутковості.
4. Додатки другого рівня та крос-ланцюгові застосування
Блокчейни другого рівня, які використовують центральні або розподілені послідовники, можуть використовувати DoubleZero для стандартних застосувань, таких як фільтрація вхідних транзакцій та низькозатримане розміщення на першому рівні. Більш критично, протокол полегшує координацію між кількома послідовниками, запобігаючи витратам обчислень, одночасно підтримуючи модульні архітектури з шарами доступності даних. Високошвидкісні з’єднання забезпечують, щоб шари доступності даних встигали за вимогами продуктивності блоків другого рівня.
Як працює протокол DoubleZero?
DoubleZero функціонує через координовану екосистему учасників, спеціалізованого апаратного забезпечення та управління смарт-контрактами. Учасники забезпечення пропускної здатності надають спеціалізовані з’єднання між дата-центрами, використовуючи пристрої, які сумісні з DoubleZero (DZDs) на кожній кінцевій точці з підключенням до інтернету. Ці учасники запускають програмне забезпечення DoubleZero, що надає послуги, включаючи мульткаст, пошук користувачів та фільтрацію на краю. Окремо, учасники обчислювальних ресурсів виконують поточний моніторинг, відстежуючи транзакції користувачів, розраховуючи збори, фіксуючи результати, адміністрацію смарт-контрактів, передаючи підтвердження блокчейна та публікуючи дані телеметрії для прозорих показників продуктивності.
Протокол функціонує через взаємопов’язані компоненти програмного забезпечення: демон DoubleZero взаємодіє зі стеками мережевого хостингу для управління тунельними інтерфейсами та маршрутизацією; служба активації моніторить події контрактів, що потребують виділень IP та змін стану; контролер служить конфігураційним інтерфейсом для агентів пристроїв; а програмне забезпечення агента застосовує зміни конфігурації до фізичних пристроїв на основі даних смарт-контрактів. Біржі DoubleZero (DZX) слугують точками з’єднання, де різні посилальні лінії учасників з’єднуються в великих міських районах, забезпечуючи ефективний перехід до більшої мережі.
Смарт-контракти визначають мережу через перевірені дані в ланцюгу, створюючи прозору та бездозвольну роботу. Учасники з’єднують, встановлюючи угоди про рівень обслуговування, що включають місця кінцевих точок, пропускну здатність, затримки та специфікації MTU. Розподілений контролер виявляє оптимальну конфігурацію мережі за допомогою даних смарт-контрактів, визначаючи відповідні ціни, щоб користувачі сплачували пропорційно до їхнього впливу на систему, а постачальники отримували бонуси, що відповідають їхньому внеску в цінність.
Архітектура мережі DoubleZero
Архітектура мережі DoubleZero складається з двох основних компонентів: мережевих пристроїв у ключових точках входу/виходу та забезпеченої пропускної здатності по мережі, формуючи вузлову мережу через технології оркестрації, що агрегують різноманітні внески. Цей дизайн використовує сильні сторони приватних мереж (уніфіковані стандарти, але обмежене охоплення) і публічних мереж (широке охоплення, але безліч стандартів), об’єднуючи найкраще з обох світів.
Мережеві пристрої виконують дві функції: дозволяють окремо внесеним лініям даних працювати як єдина цілісна мережа з пріоритетами та реалізують фільтрацію, верифікацію та захист від спаму. У момент запуску мережа використовує комерційно доступні FPGA, які забезпечують баланс продуктивності, швидкості й вартості в інтегрованих пристроях, що займаються як фільтрацією, так і маршрутизацією. Індивідуальні розгортання можуть керувати усуненням дублікатів, фільтрацією та перевіркою підписів для декількох Гбіт/с вхідних даних, одночасно управляючи з’єднанням із валідаторами та пристроями клієнтів нижнього рівня.
Волоконні зв’язки забезпечують низькозатримані, високошвидкісні глобальні з’єднання через учасників мережі, які забезпечують або власні, або орендовані з’єднання від великих постачальників послуг. Учасники зобов’язуються до угод про рівень обслуговування, які встановлюють характеристики з’єднання, включаючи місця кінцевих точок, пропускну здатність, затримки та відповідний розмір MTU. Моніторинг продуктивності забезпечує, щоб відповідні зв’язки отримували винагороди, в той час як невідповідні зв’язки підлягають дискваліфікації. Архітектура з’єднує валідаторів, RPC та інші системи на краю мережі з основним підкладкою, з’єднаними в точках обміну DoubleZero, забезпечуючи ефективну міську з’єднність, подібну до публічних інтернет-бірж, але оптимізовану для трафіку блокчейну.
Майбутнє протоколу DoubleZero
Дорожня карта розвитку DoubleZero виходить за межі блокчейн-технологій, охоплюючи будь-які розподілені системи, які потребують комунікації з високою продуктивністю. Застосування протоколу охоплюють мережі доставки контенту, онлайн-ігри, навчання великих мовних моделей і підприємницькі мережі, вирішуючи основну проблему, що майже кожна чутлива до часу застосування обчислень з високою продуктивністю належить обмеженням потоку даних на вході та виході, а не обчислювальній ємності.
Проект прагне закріпитися як основна інфраструктура “N1”, на основі якої можуть бути побудовані розподілені системи та застосунки, подібно до того, як інтернет сьогодні слугує як основна інфраструктура. У міру розвитку мережі додаткові стратегії ідентифікації та аутентифікації будуть додані для підтримки систем користувачів з різних екосистем, виходячи за межі початкового акценту на блокчейн.
Операції, що управляються спільнотою, зрештою навчаться управляти проблемами на мережевому рівні через вдосконалені процеси, які об’єднують учасників для діагностики та ремонту, в той час як користувачі зберігають резервні можливості для публічного інтернету під час збоїв. Дорожня карта відкритого виходу протоколу включає в себе публікацію репозиторіїв, визнаючи, що багато користувачів віддають перевагу компіляції з вихідного коду, а не використанню готових версій.
Довгострокова розробка зосереджена на розширенні географічної присутності, вдосконаленні можливостей FPGA та підтримці додаткових клієнтів валідаторів і розподілених мереж. Безкоштовна природа мережі і управління смарт-контрактами забезпечують сталий зріст через узгоджені інцентиви між учасниками та користувачами, створюючи систему, що вдосконалюється і стає більш цінною в міру зростання попиту.
DoubleZero проти традиційної інтернет-інфраструктури
Прямі конкуренти інфраструктури
DoubleZero стикається з конкуренцією з боку традиційних централізованих постачальників інфраструктури, включаючи великі хмарні платформи (AWS, Google Cloud, Microsoft Azure) та мережі доставки контенту (Akamai, Cloudflare). Ці гравці зазвичай укладають довгострокові оренди з постачальниками мережевих послуг для структуризації своїх мереж, пропонуючи стабільну продуктивність для користувачів біля країв мережі, але страждаючи від обмежень публічного інтернету для віддалених користувачів та викликаючи значний ризик контрагентів для залежних застосувань.
Протокол також конкурує з спеціалізованими постачальниками інфраструктури блокчейну та приватними постачальниками мережевих послуг, які орендують пропускну здатність підприємствам. Проте ці бізнес-моделі є нееластичними, продаючи пропускну здатність у фіксованих обсягах на тривалі терміни через тривалі процедури переговорів і реєстрацій, що погано відповідає динамічним потребам підприємств.
Переваги конкуренції DoubleZero
Основні переваги DoubleZero походять з децентралізованої, бездозвільної моделі, поєднаної з дизайном, оптимізованим для блокчейну. На відміну від централізованих альтернатив, протокол виключає єдині точки збоїв і ризики контрагентів, одночасно надаючи гнучкість для зміни затримки, пропускної здатності та тривалості без прив’язаних контрактів. Мережа пропонує трирівневе ціноутворення, що дозволяє користувачам оплачувати пріоритетний або базовий доступ для максимізації ефективності, повертаючи надлишкову цінність постачальникам.
Переваги продуктивності включають значну стійкість до атак DDoS, що вимагає “багатьох теробіт на секунду, які одночасно обрушуються на географічно розподілені сайти”, а не на окремих валідаторів. Оптимізація фільтрації та маршрутизації протоколу може досягти рівнів продуктивності, “інакше недосяжних без централізованого спільного розміщення систем.” Мережеві ефекти створюють цінність, де індивідуальні внески стають значно ціннішими завдяки асоціації з сусідніми лініями, подібно до моделей альянсів авіакомпаній.
Аналіз ринкової позиції
Традиційні інфраструктурні рішення досягають успіху на усталеному ринку підприємств з передбачуваними трафіковими патернами та плануванням ємності на тривалі терміни. Проте, вони стикаються з динамічними навантаженнями блокчейну, які потребують гнучкої пропускної здатності, спеціалізованої фільтрації та оптимізації з ультранизькою затримкою. DoubleZero позиціонує себе як оптимальне рішення для розподілених систем, які вимагають гнучкої, високопродуктивної мережевої з’єднаності без компромісів централізації.
Відкритість етики протоколу та модель участі без дозволу створюють стійкі конкуренційні переваги через мережеві ефекти та розвиток, що керується спільнотою, в той час як традиційні постачальники стикаються з обмеженнями масштабування та ризиками централізації, які стають все більш проблематичними у міру зростання рівня блокчейн-прийняття.
Висновок
Протокол DoubleZero представляє значний розвиток у інфраструктурі блокчейну, вводячи першу у світі децентралізовану платформу для високопродуктивних розподілених систем. Вирішуючи критичні комунікаційні обмеження, які обмежують масштабованість блокчейну з моменту появи Біткоїна, DoubleZero дозволяє розподіленим системам наближатися до своїх теоретичних максимальних продуктивностей за рахунок інноваційної фільтрації на основі FPGA, управління через смарт-контракти та інтеграції волоконно-оптичних ліній без дозволу.
Архітектура протоколу з двома кільцями, яка поєднує фільтрацію зовнішнього кільця з оптимізованою маршрутизацією внутрішнього кільця, створює безпрецедентні покращення продуктивності для блокчейнів першого рівня, вузлів RPC, систем MEV та рішень другого рівня. На відміну від традиційних постачальників інфраструктури, які створюють ризики централізації та негнучкі контракти, модель мережевих ефектів DoubleZero трансформує окремі внески в єдину глобальну мережу, більш цінну, ніж сума її частин.
В міру того, як технологія блокчейну продовжує еволюціонувати до загального прийняття, DoubleZero позиціонує себе як основна інфраструктура “N1”, яка дозволяє наступному поколінню розподілених застосувань. Зосереджуючись на інноваціях, які виникають з обсягу, та на зобов’язанні до збільшення пропускної здатності одночасно зі зменшенням затримки, DoubleZero спрямовано на поліпшення інфраструктури для сучасних розподілених систем, які потребують непоступливої продуктивності без компромісів принципів децентралізації.
Приєднуйтесь до MEXC і розпочніть трейдинг!
