Aleo区块链如何扩展到数百万用户?

2022-12-26 213 0

在本文中,我将深入概述Aleo的工作原理,也就是说,我将详细介绍我们创建的独特的存储模式(称为“记录模式”),它的相关优缺点,以及它为真正强大的扩展让路的独特方式。

part 01

存储模型-快速比较

为了让新模型更容易理解,我们先把它和当今最流行的两种存储模型做个比较,这两种模型分别是UTXOs(比特币)和账户模型(以太坊)。因为记录模型是这两者的混合体,所以在深入研究它们之前,重温一下这两者可能会有所帮助。

part 02

比特币(UTXO)

UTXO模型是表达比特币所有权的原始存储范式。从一个非常高的角度来看,它是如何工作的,BTC数量本质上就像一捆磁铁。当你接收到一定量的BTC时,它作为一个单一的物体来到你面前;假设你从某人那里收到2 BTC,这2 BTC作为2 BTC的单个块存储在你的钱包中,如果你想汇任何金额的钱给任何人,你可以使用这个2 BTC块作为交易的输入。

在一个事务中,这个块然后被“分割”成它的所有输出。比如说,你想给一个朋友寄0.5块BTC——这2块BTC然后被分成0.5块BTC和1.5块BTC(当然减去一小笔费用)。0.5块BTC寄给你朋友,1.5块BTC会寄给你。现在你们每个人的钱包里都有一个BTC,但是数量不同。

自然,当你开始接受更多的交易时,你会在你的钱包中建立多个区块。假设你收到了1.2、0.6和0.8 BTC的交易,你正试图交易2.6 BTC(全部金额)。然后,事务将这3个块作为输入,并将它们放在一起(就像磁铁一样!)为您的收件人创建输出。

在这种模式下,币的归属非常清晰,资源非常有形。通过参与交易,你只是交换了你日积月累获得的点点滴滴。很容易看出钱是从哪里来的,以及它是如何随时间变化的。

part 03

以太坊(账户模型)

区块链存储模型的第二大创新是帐户模型消除了UTXO模型中的碎片。相反,任何类型的特定帐户数据都存储在一个单一的存储结构中。在区块链本地货币的情况下,这有一个很好的效果,即任何数量的货币总是占用相同数量的存储空间,因为一条信息只是随着时间的推移而增加或减少,而不是移动单独的数据比特。

该帐户存储包含用户持有的ETH的数量,以及一个特殊的数字,该数字随着每次发送的交易而递增。这用于避免双重消费攻击(也称为“nonce”)。然而,它可以包含更多的内容。以太坊账户可以容纳任意数量的字节码和存储,这对智能合约功能至关重要——这就是以太坊网络如何促进执行,以及它如何创新了世界上第一个链上执行模型。

地址可以保存描述智能协定功能的任意数量的代码,并包含与该智能协定相关联的存储blob。重要的区别是所有的契约字节码和数据都保存在同一个地址。无论有多少人与它互动,所有的分数都保存在这个智能合同地址上。所有数据都是这个合同地址的中心,这与比特币存储模式非常不同,在比特币存储模式中,信息在不同账户之间流动时会被分割并重新组合在一起。

part 04

Aleo(记录模型)

然后是Record模式,它旨在结合两个世界的优点。它由Aleo首创,通过允许以太坊的可编程性和利用比特币中的状态碎片,带来了一些新的东西。

对于Aleo中的智能合约,合约字节码实际上是整体存储的——这是有道理的,因为您不能将一段代码分割。然而,它与以太坊的区别在于,属于与它交互的账户的状态比特实际上存储在账户本身中。因此,用户对特定智能合约的数据拥有有效的所有权。

这些数据就是我们所说的“记录”,可以包含任意数量的数据。有点像我们在比特币中看到的utxo!然而,这些记录中的数据可以被突变、增加、减少等来反映状态的变化,就像以太坊中的状态变化一样。

一个很好的思考方式是将以太坊的可编程性与比特币中的utxo的有形资源概念完美结合。此外,在Aleo中,这些记录可以被加密,因此可以保存私人信息,通过协议级支持处理加密数据,使用户和开发人员更容易使用、推理和表达。

这里要做的另一个重要区别是,记录实际上不像utxo那样传递。这就是为什么我们认为它是utxo和Account模型之间的混合模型。特定于帐户的状态以碎片的方式存储,但会相应地发生突变,并且从不传递。

这对我们意味着什么?

实际上,相当多!这种独特的存储模式乍一看可能有点不直观——既然已经有一个完全可行的模型,但没有它,我们为什么还要这样分割数据呢?这个范式的一个很好的特性是,单个状态不再以以太坊模型中相同的方式相互关联,相反,所有状态都打包在一起,突变需要逐步发生,否则可能会出现竞争条件。

这导致的结果是,现在可以并发地访问状态,只要块内没有冲突的读/写访问尝试。因此,由于状态不再是单一的,所以可以并行执行,证明者可以根据上下文推断哪些事务是不冲突的。这为Aleo网络的吞吐量带来了奇迹。随着连续的、冗余的执行不再存在;我们现在可以充分利用(专门的)硬件,通过委托链下执行和并行执行,来缓解吞吐量瓶颈。

但是等等,还有更多!向无限用户扩展…

认真来说,通过在Aleo区块链中利用存储记录模型,我们已经可以在伸缩方面完成相当多的工作。只要不产生状态访问冲突,执行就可以并行化。此外,不需要重复执行,因为“证明者”将在链下运行程序,并简单地在链上上传状态差异和有效性证明,这使得运行昂贵的dApps更加经济。

但我们可以更进一步,这将开始让人想起以太坊目前用于伸缩的模型——汇总。应用程序可以选择对用户的事务进行排序,并在一定时间内收集它们。之后,可以将它们组合并捆绑到单个事务中。和解将周期性地发生,几乎不需要花费(因为突变被捆绑在一起),并且只产生单个状态差异和有效性证明。有趣的是,Aleo允许特定于应用程序的集合,而不需要启动额外的区块链或照顾任何多余的基础设施,如桥接。从本质上说,它获得了所有的扩展收益,而没有与汇总相关的固有风险。

来源:medium@Jules de Smit,版权归原作者所有

【关于Aleo】

Aleo是第一个用于构建完全私有、可扩展且经济高效的应用程序的开发人员平台。使用零知识加密技术,Aleo将智能合同执行移出链外,以实现各种分散的应用程序,这些应用程序既完全私有,又可以扩展到每秒数千笔交易。建立在一个开放、公共的区块链上;Aleo带来了以太坊的所有灵活性,但具有更可扩展的架构,其中矿工不需要重新运行每个交易,而只需验证它们的正确性。

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