Блокчейны завтрашнего дня

Конец 2020 и начало 2021 ознаменовались фантастическим хайпом вокруг криптовалют, на которые в конце концов обратили внимание “традиционные” компании. Осенью PayPal покупает стартап Curv, что позволит пользователям сервиса осуществлять операции с биткоином и другими криптовалютами. Весной этого года Илон Маск предлагает покупать электрокары Tesla за биткоины, курс на момент анонса составлял одна машина - один биткоин. Visa запускает пилотный проект совместно с Crypto.com, в котором будет использоваться стейблкоин USDC. Движение криптовалют в сторону финансового сектора становится всё более уверенным.

Подобные анонсы вызывают лавину публикаций в прессе, информация о крипто-валютах и их движении в сторону обычных пользователей разжигает интерес к предмету даже у скептиков, вовлечённая аудитория стремительно растёт. Упрощение интерфейсов взаимодействия с блокчейнами и токенами усиленные массовой истерией в прессе о взрывном росте биткоина и других цифровых активов разгоняют маховик стейкинга, фарминга и свопинга. Вчерашние крипто-адепты превращаются в сегодняшних криптомиллионеров, малоизвестные диджитал-художники продают свои работы в виде коллекционных NFT за миллионы и десятки миллионов долларов на крупнейших, опять же традиционных, аукционных площадках. Воздух становится плотнее, лудомания затягивает широкие народные массы - купить “кейк”, обменять на “вотч”, застейкать “кебаб”, чтобы получить “корову” или “соль” на ещё более выгодных условиях.

За дымовой завесой хайпа многие начинают забывать, что у рынка не всегда “бычий” настрой, просадки и “медвежьи” периоды никто не отменял, коррекция может затронуть всех, кто купил биткоин или альткоины. Пережившие криптозиму 2018 года ведут себя осторожнее - одной рукой участвуют в нашумевших проектах, катаясь на новых монетах в моменте, а другой рукой читают “вайт пейперы” блокчейнов с серьезным фундаментальным подходом, нацеленные на решение задач, которые стоят перед всей индустрией вне зависимости от состояния рынка. Это скорость, масштабируемость, совместимость и приватность.

Над узкими местами блокчейн-технологий, как это ни странно, работает всего лишь несколько проектов - Cosmos, Polkadot, Solana, NEAR, Free TON и Etherium 2.0. Запуск последнего предварительно намечен на 2022 год, потому можно только гадать, какие проблемы будут решены во второй по известности сети в мире. А вот другие проекты из списка уже сейчас предлагают технологические решения, которые позволят блокчейнам стать массово применимыми наравне с традиционныими компьютерными сетями и оффчейн-разработками.

Свободная касса

Проблема масштабируемости, вероятно, является наиболее острой в тех случаях, когда идёт сравнение оффчейн с ончейном-решениям - большим количеством транзакций, обрабатываемых в единицу времени. Эта проблема наиболее актуальна для крупных компаний, которым надо совершать большое количество операций без потери скорости. Архитектура таких больших сетей, как Bitcoin и Ethereum не позволяют добиться требуемых показателей.

Среднее количество транзакций в рамках одного блока в сети Bitcoin составляет 2100, а время блока - 600 секунд, что даёт нам 3.5 транзакции в секунду. В сети Ethereum показатели более высокие - 162 транзакции при времени блока 14 секунд, то есть 11.5 транзакции в секунду. Для сравнения, сеть VISA может обрабатывать 65 тысяч транзакций в секунду. Пропасть между количеством транзакций в единицу времени в сетях первого и второго поколения, к которым относят Bitcoin и Ethereum соответственно, и оффчейн выглядит пугающе.

В мае 2020 года было запущено два блокчейна нового поколения - NEAR и Free TON, чьи показатели по количеству транзакций в секунду приближаются к оффчейн сетям. NEAR обрабатывает в среднем до 4 000 транзакций в секунду. При этом Free TON может достигать рекордных 100 000 транзакций в секунду. Таких цифр удалось добиться за счёт использования динамического шардинга (от англ. shard - осколок).

Использование шардов позволяет распределять нагрузку со всего блокчейна на отдельные узлы сети. Каждый узел уже не участвует в обработке всех транзакций блокчейна, а выполняет лишь определённую их часть, таким образом разгружая другие узлы от этих вычислений. Использование динамического шардинга проще всего представить в виде продуктового магазина - блокчейны предыдущих поколений направляют покупателей в одну единственную кассу, а некст-джен блокчейны способны открывать новые в случае резкого наплыва посетителей. Технологии сети Free TON позволяют делить шарды на части в случае возрастания нагрузки, технологического ограничения на их количество нет, при нагрузке в тестовой сети количество шард превышало 200. Упомянутый выше NEAR в тестнете поддерживает 8 шардов.

Я не вижу ваши руки

Технология блокчейн задумывалась, как открытая и децентрализованная, но в тоже время некоторые сети оказались заперты внутри себя - коммуницировать с внешним миром для них является нетривиальной задачей. Свои типы транзакций, модели консенсусов и алгоритмы хэширования отдельной взятой сети могут быть настроены для решения определённых задач. Добавим сюда регуляцию, механизмы управления и фундаментальные технологические отличия различных блокчейнов, и решение задачи совместимости становится неочевидным.

Стоимость транзакции в сетях биткоина и эфира напрямую зависит от курса монет, чем он выше - тем накладнее осуществлять переводы. Добавим сюда нагрузку на сеть и получим, что при текущем курсе $ETH стоимость транзакции может доходить до 200 и более долларов. Как можно снизить стоимость и увеличить скорость? Построить “бридж” (от англ. bridge - мост), через который перевести активы из медленной и дорогой сети в быструю и дешёвую, чтобы совершать все операции в более комфортных условиях. На самом деле, токены фактически не покидают свою сеть, а переводятся на отдельный адрес смарт-контракта, если таковые поддерживаются, а в присоединяемой сети по тому же механизму выпускается зеркальная копия той же ценности. Когда пользователь хочет вернуться в первоначальную сеть, зеркальные токены сжигаются, а оригинальные переводятся на его кошелёк.

Над созданием мостов активно работают разработчики в сетях Cosmos, Polkadot и Free TON. Разработчики из Althea Network анонсировали свой проект Gravity Bridge в начале этого года, который должен объединить блокчейны Ethereum и Cosmos. Сейчас мост проверяется на корректную работу в тестнете, его официальный запуск запланирован на второй квартал этого года.

Polkadot финансирует разработку подобных решений через гранты, которые уже были выданы четырём независимым командами для соединения с Bitcoin, Ethereum, EOS и Tendermint. Блокчейн Free TON не использует модель грантов, вместо этого сообщество организует конкурсы. Первый этап конкурса по созданию моста в Ethereum был проведён в начале года, результатом которого стал MVP бриджа в эфир от разработчиков из компании Broxus. На втором этапе, закончившемся в начале апреля, решение дорабатывалось до полномасштабного рабочего продукта.

Что день грядущий нам готовит

Решение фундаментальных проблем производительности и совместимости активов позволит объединить мощности и ресурсы всех объединенных сетей в единую экосистему, что привлечёт ещё больше капитала, улучшит пользовательское взаимодействие с блокчейном и количество разработчиков сервисов и услуг, построенных на блокчейне. Трудно сказать, какой из блокчейнов сейчас лидирует в решении этого комплекса задач, но ясно одно - в этом году мы уже сможем менять монеты DOT на TON Crystal, и пользовательские кейсы не заставят себя долго ждать.