상태 채널 기술에 대한 간략한 소개

상태 채널 기술은 거래를 수행하고 오프 체인 상태를 업데이트하는 데 사용됩니다. 오프 체인 기술이지만 내부 채널 트랜잭션은 매우 안전하고 일관성이 있습니다. 오류가 발생하면 언제든지 체인 내 레코드를 추적하고 특정 트랜잭션의 세부 정보를 확인할 수 있습니다.

이 개념은 몇 년 전에 태어나 비트 코인의 라이트닝 네트워크 (Lightning Network of Bitcoin)에 의해 밝혀 졌기 때문에 우리 대부분은 지불 채널에 익숙합니다. 그러나 일반적인 주 채널 기술은 단순한 지불 방법이 아니라 현명한 계약 변경과 같은 블록 체인의 '상태'를 업데이트 할 수도 있습니다.

따라서 우리는 블록 체인을위한 일반화 된 스케일링 솔루션으로 상태 채널 기술을 이해할 수 있습니다. 또한 현재 블록 체인 공간에서 널리 채택 된 스케일링 솔루션입니다. 다음 단락의 배경, 실현 및 진행을 통해 주 채널 기술을 살펴 보겠습니다.

I. 창작의 배경 — 블록 체인 스케일링

나는. 왜 확장해야합니까?

블록 체인은 너무 빠르게 발전하여 사람들이 가져올 혁명에 대한 높은 기대를 가지고 있지만 실제 사용 사례에서 낮은 TPS는이 새로운 기술에 의문을 제기합니다. Ethereum은 1500 개 이상의 dapps를 자랑하지만 cryptokitty는 전체 네트워크를 막았습니다. 올해 초 FCoin의 새로운 토큰 상장 규칙으로 인해 이더 리움 네트워크에‘소화 불량’이 생겨 났으며, 이는 나중에 Fomo3D 게임에서 해커가 이용했습니다. 따라서 현재 블록 체인 생태계는 거래 속도를 높이기 위해 확장이 필요합니다.

ii. 확장하는 방법?

병목 현상이 어디에 블록 체인 성능을 제한합니까?

1. P2P 네트워크 : 블록 체인은 모든 노드가 전체 네트워크의 메시지를 동기화해야하는 피어 투 피어 네트워크입니다. 네트워크 대기 시간은 효율성에 영향을 미칩니다.

2. 블록 크기 : 각 블록의 스토리지에는 제한이 있으므로 트랜잭션 수가 증가하면 많은 트랜잭션이 버퍼에 정렬되고 블록에 대한 유효성 검사를 기다립니다.

3. 합의 : 합의는 블록 체인의 핵심입니다. PoW 메커니즘은 노드 간 합의에 도달 할 때 컴퓨팅 성능과 시간을 소비합니다.

결과적으로 블록 체인 확장에 대한 두 가지 주요 방향이 있습니다.

1. TPS를 높이기 위해 블록 체인 자체를 최적화하십시오

1) 구조 블록

예를 들어, 비트 코인은 기본 구조 (계산 크기에서 약 1M)에서 새로운 구조로 서명 데이터를 이동하여 블록 크기를 2M으로 증가시켜 각 블록의 트랜잭션 양을 두 배로 늘리고 TPS를 해제합니다. 이 스케일링 솔루션은 바로 그 지점에 있지만 효과는 거의 없습니다. 무제한 블록 크기는 많은 보안 문제를 야기합니다.

2) 합의 변경

PoW의 비 효율성으로 인해 더 많은 프로젝트에서 PoS, DPoS 또는 PBFT를 사용하여 합의 효율성을 높입니다. 예를 들어, EOS는 블록 생성 시간을 0.5 초로 줄 였으므로 크게 개선되었습니다. 그러나 EOS가 탈 중앙화라는 개념에 반대한다는 점에서 EOS를 비판하는 주장도 있습니다.

3) 샤딩

샤딩은 데이터베이스 샤드를 기반으로 한 기존의 스케일링 기술입니다. 샤딩은 트랜잭션을 샤드로 분류하여 다른 노드에 할당한다는 것입니다. 네트워크의 모든 트랜잭션을 계산하는 대신 각 노드는 작은 비율 만 처리합니다. 그리고 노드는 개별 샤드에서 나란히 작동합니다. 이는 계산 비용을 감소시키고 TPS뿐만 아니라 시간 단위로 처리 능력을 증가시킨다. 샤딩은 네트워크, 트랜잭션 및 상태를 고려하므로 구현은 큰 도전이 될 것입니다.

2. 2 계층 스케일링

레이어 2 스케일링은 반대 접근 방식을 취합니다. 즉, 온 체인 프로토콜을 변경하지 않고 트랜잭션을 오프 체인으로 만듭니다. 이는 오프 체인 연산 능력을 최대한 활용하여 온 체인 작동을 줄이고 처리량을 증가시킵니다. 보조 계층 네트워크에는 상태 채널 기술과 사이드 체인 구조가 포함됩니다.

1) 사이드 체인

사이드 체인은 2WP를 통해 메인 블록 체인에 따라 분리 된 네트워크입니다. 사이드 체인은 독립적 인 합의 알고리즘을 채택하고 메인 체인과 상호 작용할 때 스마트 계약 또는 트랜잭션을 페깅하는 블록 체인의 모든 기능을 갖추고 있습니다. 일반적으로 사이드 체인은 자체 상태 만 유지하면됩니다. 이렇게하면 대부분의 트랜잭션이 사이드 체인에서 처리되므로 메인 체인의로드가 증가합니다.

2) 상태 채널

비교적 상태 채널은 더 가벼운 스케일링 방법입니다. 온 체인을 잠그면 상태 채널이 당사자 간의 트랜잭션을 오프 체인으로 유지하여 저렴한 비용으로 트랜잭션을보다 효율적으로 만듭니다. 사이드 체인과 달리 상태 채널은 합의가 필요하지 않으므로 프로세스를 조명하면서 확장 성을 달성합니다.

II. 주 채널의 구현 및 핵심 아이디어

주 채널 구현

상태 채널은 기본 블록 체인 프로토콜을 동일하게 유지하면서 프로토콜 사용 방식을 변경함으로써 확장 성 문제를 해결하는 전략입니다. 블록 체인을 모든 종류의 트랜잭션에 대한 기본 처리 계층으로 사용하는 대신 블록 체인을 대신 사용합니다 순전히 결제 레이어로. 상태 업데이트는 체인 외부에서 발생하며 오프 체인 상태는 필요할 때만 블록 체인에서 업데이트됩니다.

거래를 체인 외부로 옮기려면 거래 당사자가 다음과 같은 합의에 도달해야합니다.

1. 거래는 체인에서 이루어져야하지만 그렇지 않습니다.

2. 거래 참여자는 거래가 체인에서 발생하고 거래 결과에 대한 이의를 제기하지 않는다고 가정합니다.

3. 거래 참여자는 언제든지 거래를 블록 체인에 제출할 수 있으며 이러한 거래는 블록 체인에서 공정하게 실행될 수 있습니다.

주 채널에서 발생하는 거래는 거래 당사자가 계약에 동의하고 서명을 통해 당사자가 확인한 거래입니다. 당사자가 로컬 트랜잭션 데이터를 관리하는 한 체인 외부에서 트랜잭션을 완료 할 수 있습니다. 당사자는 상대방이 완전히 동의 할 필요없이 언제든지 블록 체인에서 자체 트랜잭션을 브로드 캐스트하고 블록 체인에서 오프 체인 트랜잭션을 이동할 수 있습니다. 오프 체인 거래에는 다음과 같은 특성이 필요합니다.

1) 오프 체인 거래는 온 체인 거래의 확장이어야합니다. 트랜잭션은 체인에서 실행될 수 있어야하며 독특하고 결정적인 결과를 얻을 수 있어야합니다.

2) 거래 당사자의 결정적인 서명. 거래 당사자는 체인 외부의 거래에 대한 합의에 도달하고 확인 된 거래에 서명함으로써 동의해야합니다.

3) 오프 체인에서 생성 된 새로운 거래는 이전 거래를 대체 할 수 있습니다. 교체하려면 서명을 통해 양 당사자를 확인해야합니다.

4) 오프 체인 거래에는 페널티 시스템도 있습니다. 어느 당사자가 교체 된 거래를 잘못 브로드 캐스트하면 상대방은 패널티 시스템을 통해 가해자를 처벌 할 수 있습니다.

5) 상대방은 상대방이 동의하거나 온라인 상태를 유지할 필요없이 체인에서 거래를 일방적으로 방송 할 수 있어야합니다.

위의 특성으로 온 체인 거래를 오프 체인으로 이동할 수 있습니다. 두 당사자 모두가 원 하듯이 모든 거래는 체인에만 기록되며 반드시 체인에 기록되지는 않습니다. 그 효과는 온 체인 거래와 동일합니다. 거래는 채널에서만 발생하기 때문에 TPS의 문제가 해결되고 온 체인 거래의 빈도가 감소하여 블록 체인의 스트레스를 완화하고 효과적으로 "식이 섭취"를 완화합니다.

III. 국가 채널의 개발 역사

Bitcoin 네트워크에서 Lightning Network의 지불 채널 이후이 기술은 빠른 속도로 발전하고 있습니다. 서로 다른 체인에 따라 다른 접근 방식이 있습니다. 작년부터 주 채널 프로젝트는 시장에서 생겨났습니다. 가장 인기있는 프로젝트로는 비트 코인 네트워크의 라이트닝 네트워크, 이더 리움 네트워크의 라이덴 네트워크 및 트리니티 네트워크가 있습니다. Trinity는 Neo 네트워크의 Trintiy-Neo와 이더 리움 네트워크의 Trinity-Eth의 두 가지 버전을 출시했습니다. 다른 새로운 프로젝트에는 L4가 시작한 Counterfactual의 일반화 된 상태 채널 (나중 부분에서 설명)과 특정 상태 채널이라고하는 FunFair 및 SpankChain과 같은 Dapp에 사용되는 상태 채널도 포함됩니다.

지불 채널, 특정 상태 채널 및 일반화 된 상태 채널이란 무엇입니까? 국가 채널 기술은 어떻게 발전합니까? 상태 채널의 개발 단계는 다음과 같습니다.

1) 지불 채널

2) 전문화 된 주 채널

3) 일반화 된 주 채널

4) 크로스 체인 주 채널

나는. 결제 채널

상태 채널은 기본 블록 체인을 확장합니다. 이를 바탕으로 채널이 지원하는 서비스는 기본 블록 체인의 특성에 의존합니다. Lightning Network는 처음으로 상태 채널을 제안했습니다. Bitcoin 네트워크를 기반으로하는 확장 솔루션이며 상태 채널의 탄생지이기도합니다. Bitcoin은 결제 네트워크이므로 Lightning Network에서 제공하는 서비스는 결제입니다. 따라서 Lightning Network의 주 채널은 고전적인 지불 채널입니다. 지불 채널에서 지불 거래 구성은 채널의 핵심입니다. 여기서 상태는 지불 상태를 나타냅니다. 예를 들어 Lightning Network는 Bitcoin의 결제 채널이며 Neo 및 Gas의 Trintiy-Neo입니다.

ii. 특정 상태 채널

조명 네트워크의 영향력이 커짐에 따라 다른 블록 체인은 향상된 기능으로 자체 상태 채널 네트워크를 구축하기 시작합니다. 새로 개발 된 블록 체인은 스마트 컨트랙트의 상태 변화가 더 많으므로 해당 상태 채널은 지불 상태뿐만 아니라 계약의 다른 상태도 전달합니다. 스마트 계약은 먼저 블록 체인에서 구성되고 오프 체인으로 저장됩니다. 그런 다음 채널 당사자가 채널에서 상호 작용하여 계약 상태를 변경합니다. 계약의 최종 상태는 온 체인으로 동기화됩니다. 특수한 주 채널은 하나의 토큰 (토큰 계약) 또는 Lightning Network, Trinity-for-Ethereum (ERC20 계약 용으로 설계된) 및 Trinity와 같은 하나의 토큰 (토큰 계약) 또는 하나의 계약 유형 (ERC20)을 위해 설계된 온 체인 계약에 따라 다릅니다. -for-Neo (NEP5 계약 용으로 설계됨). ERC20 및 NEP5 표준이 주로 거래를 수행하는 데 사용되므로 많은 사람들이 이러한 표준을 기반으로하는 주 채널을 지불 채널로 참조합니다.

iii. 일반화 된 주 채널

스마트 계약의 기능이 발전함에 따라 계약 자체가보다 복잡한 비즈니스 로직을 수행하게됩니다. 증가하는 비즈니스 요구 사항에 직면 할 때 특수한 상태 채널은 모든 토큰 또는 표준에 대한 상태 채널을 구축 할 수 없기 때문에 단점을 보여주기 시작합니다. 따라서 사람들은 모든 계약에 적응할 수있는 일반화 된 주 채널을 기대합니다. 일반화 된 주 채널은 계약 오프 체인을 수행하고 필요할 때이를 온 체인으로 배포합니다. 기본 블록 체인은 계약의 최종 상태에만 중점을 둡니다. 이러한 방식으로 일반화 된 주 채널은 계약의 모든 업무를 처리 할 수 ​​있습니다.

iv. 교차 체인 주 채널

지금까지 상태 채널은 여전히 ​​기본 블록 체인에 대한 스케일링 솔루션이며 서로 분리되어 있습니다. 하나의 상태 채널은 특정 블록 체인으로 제한됩니다. 크로스 체인 기술이 발전함에 따라 크로스 체인 스케일링은 필수 스케일링 방향이되었습니다.

크로스 체인 상태 채널은 크로스 체인 네트워크를 기반으로 구축되어 세 번째 레이어 채널 역할을합니다.

크로스 체인 상태 채널의 장점은 크로스 체인 변환 메커니즘을 고려하지 않고 채널 자체에만 집중하기 때문에 채널 아키텍트를 단순화하는 것입니다. 그러나이 디자인은 교차 체인 네트워크에 의존성이 높습니다. 따라서 채널의 유연성과 적응성이 손상 될 수 있습니다.

또 다른 아이디어는 상태 채널을 플러그 가능한 구성 요소로 만들고, 교차 계층 변환을 채널 계층의 일부로 포함시키고, 블록 계층 어댑터 및 교차 체인 변환기와 같은 적응 형 구성 요소에서 채널 계층을 추상화하는 것입니다. 이를 통해 채널의 유연성과 적응성이 향상되고 크로스 체인 스케일링을위한 더 큰 공간이 제공됩니다.

요약:

상태 채널 기술은 블록 체인에 가장 널리 사용되는 오프 체인 스케일링 솔루션입니다. 블록 체인의 분산화를 유지하면서 트랜잭션 처리량을 대폭 증가시킵니다. 현재 주 채널은 주로 지불 용이지만 일반화 된 주 채널에 대한 탐색은 절대 멈추지 않습니다. 뛰어난 확장 솔루션 인 상태 채널 기술을 통해 블록 체인은 예측 가능한 기능으로 더 많은 비즈니스 시나리오를 수행 할 수 있습니다.

트리니티 코어 개발팀

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