Данный материал является переводом статьи от Kyle Samani (Managing Partner в Multicoin Capital): https://multicoin.capital/2018/07/10/the-web3-stack/

Перевод подготовлен Mia , специально для телеграм-канала @miacoins , подписывайтесь, если вам интересны материалы про блокчейн.

Все мои переводы в упорядоченном виде, а также список полезных статей и ресурсов, вы можете найти по ссылке (список постоянно обновляется): https://telegra.ph/miacoins-09-25

***

Резюме

[суть статьи очень кратко]

В данной статье Кайл Самани (один из основателей и руководящий партнёр Multicoin Capital) схематически описывает комплекс технологий Web3. Какой будет экосистема web3 технологий, какие протоколы разрабатываются и уже разработаны, что привлекает блокчейн-девелоперов и почему. Также в статье присутствует наглядная диаграмма всего стака, упомянуты почти все перспективные проекты и рассказано, над чем конкретно работают самые сильные команды в блокчейн-среде. Это действительно очень емкий и полезный рисерч, поэтому если вам любопытно как и что устроено на данный момент и какие возможны перспективы развития, то вам конечно же стоит почитать статью целиком. А пока сама суть:

Основной комплекс инструментальных средств разработки должен предлагать единый каноничный реестр упорядоченных, валидных транзакций. Количество команд, занимающихся разработкой основного комплекса средств значительно меньше, чем количество команд, которые создают вспомогательные компоненты. Из них большинство заинтересовано в усовершенствовании механизма консенсуса из-за финансовой привлекательности последнего. Машины состояний тоже вызывают интерес у разработчиков. WASM и EVM являются лидерами на текущий момент.

Расширенный основной комплекс технологий включает в себя сайдчейны, платежные каналы, каналы состояний, ILP. Все эти компоненты на стадии развития и не находятся в активной эксплуатации. На верхушке экосистемы находятся приложения и браузер dapp.

На сегодняшний момент экосистема Web3 находится в стадии разработки, поэтому использование dapp ничтожно. Dapp революция произойдет вскоре после того, как Web3 достигнет некоторого удобства использования, стабильности и функционала.

***

Экосистема Web3

[полный перевод статьи]

Мне еще не попадалась иллюстрация, описывающая комплекс технологий Web3, так что я попытался создать свою. Учитывая, насколько открытая и постоянно расширяющаяся экосистема Web3, эта диаграмма, скорее всего, неполная и содержит в себе несколько неточностей.

Весь оставшийся пост я посвящу своим наблюдениям и мыслям, которые возникли у меня при создании этой диаграммы.

Основной комплекс технологий

Что же основной комплекс инструментальных средств разработки должен предлагать разработчикам децентрализованных приложений (dapp)?

Он должен предлагать единый каноничный реестр упорядоченных, валидных транзакций.

P2P, консенсус и машины состояний совокупно предоставляют нужный функционал. Ethereum и Bitcoin предлагают только эти функции на сегодняшний день, хотя протокол ядра Ethereum будет в будущем расширен и станет включать шардинг.

По отношению к количеству команд, занятых разработкой вспомогательных компонентов, которые приведены на правой части диаграммы, существует небольшое число команд, занятых разработкой компонентов, приведенных в левой части диаграммы. Включая вспомогательные компоненты и двигаясь от низа диаграммы вверх:

• Oasis Labs разрабатывает Ekiden, платформу, которая позволит множественным цепям поддерживать приватные off-chain TEE вычисления.
• Monero разрабатывает Kovri для приватного обмена пакетами между нодами, что будет гарантировать сокрытие информации на уровне IP адресов. Kovri разрабатывается таким образом, чтобы он поддерживал множественные цепи.
• BloxRoute разрабатывает платформенно независимую систему передачи блоков.
• Ethereum Foundation создал DevP2P, а Protocol Labs создал LibP2P. Большинство новых цепей внедряют поддержку одной из платформ, и даже ходят слухи о переходе Ethereum на LibP2P.
• Ethereum и Polkadot разрабатывают полномасштабное внедрение шардинга.
• Кроме того, более десятка команд пытаются усовершенствовать систему на уровне консенсуса:
  • Консенсус в блокчейне с группой лидеров
    • Bitcoin и Bitcoin Cash – ASIC-оптимизированный протокол proof of work (POW)
    • Ethereum 1.0, Monero, Zcash, другие – ASIC-устойчивый POW
    • Kadena – braided POW
    • Chia – протоколы proof of space and time (POST) и proof of elapsed time (POET)
    • Filecoin – POST with useful data
    • Ethereum 2.0 – Casper TFG proof of stake (POS)
    • Thunder – POS с поддержкой POW fallback
    • Decred – гибридный POW/POS
    • Polkadot – Honeybadger POS
    • EOS – делегированный proof of stake (DPOS)
    • Tezos – еще один вариант DPOS
    • Tendermint – еще один вариант DPOS
    • Solana – proof of history (POH)
    • Dfinity – пороговая трансляция + консенсус вероятностных слотов (threshold relay + probabilistic slot consensus)
    • Algorand – византийский договор с системой выбора лидеров (BA⋆)
  • Консенсус в безлидерных блокчейнах
    • Ripple Consensus Protocol
    • Stellar Consensus Protocol
    • Avalanche
  • Block DAGs
    • Byteball – консенсус основной цепи Byteball
    • Hashgraph – протокол консенсуса Hashgrah
    • DAGlabs – Spectre
    • Blink – протокол консенсуса Blink
    • Spacemesh – POST для выбора рабочей группы, затем tortoise + hare

 

• Также существует несколько основных машин состояний:
  • Ethereum Virtual Machine (EVM) – Ethereum 1.0, Ethermint, Hashgraph, WANchain, другие
  • Web Assembly Virtual Machine (WASM) – Dfinity, EOS, Polkadot, Ethereum 2.0
  • Direct LLVM exposure – Cardano, Solana
  • Кастомные машины состояний
    • Kadena
    • Tezos
    • Rchain
    • Coda

После просмотра данного списка напрашивается вопрос: по отношению к другим уровням основного комплекса технологий, почему такое большое количество команд работает над усовершенствованием механизма консенсуса?

Ответ очевиден: потому что именно там крутятся деньги.

И это приводит нас к следующему вопросу: почему вся ценностная значимость приходится на консенсус?

Консенсус является наиболее узким местом блокчейнов, и его эффективность является одной из фундаментальных уступок. Более того, механизмы консенсуса являются взаимоисключающими: одна цепь не может использовать два вида консенсуса одновременно. Самые известные дизайнеры протоколов в мире осведомлены об ограничениях лидирующего протокола POW, используемого в Bitcoin, и видят гигантский потенциал в разработке полномасштабного резервного актива, который смог бы стать конкурентоспособным на рынке, который будет оцениваться в десятки триллионов долларов.

На сегодняшний день, можно с высокой долей вероятности утверждать, что никто не создал алгоритм консенсуса, который привносил бы фундаментальное улучшение по Парето, учитывая динамику трилеммы масштабируемости. Большинство команд, которые пытаются создать новые механизмы консенсуса, делают ставку на некоторый набор характеристик, который, по их мнению, является наилучшим, жертвуя другим функционалом.

Если какая-то команда разработает механизм, который будет нести в себе фундаментальное улучшение по Парето, то как мы об этом узнаем? Простым ответом на этот вопрос было бы измерение пропускной способности при определенном уровне децентрализации при создании новых блоков. Dfinity, Algorand, Solana и другие команды верят, что это возможно, хотя Виталик так не считает.

Кто-то может привести вполне разумный аргумент, что алгоритмы консенсуса можно просто скопировать. И хотя это технически возможно (например, Cosmos и их EVM на Tendermint), изменение алгоритма консенсуса под определенную цепь может быть труднодостижимым. Это особенно касается систем с on-chain управлением. Чем более глубоко внедрено в систему управление on-chain, тем сложнее будет убедить участников в необходимости изменений (попробуйте убедить одного из 21 участников, создающих новые блоки в EOS, отказаться от заветного места для смены алгоритма консенсуса на более децентрализованный при сохранении одинаковой скорости работы). Именно из-за этого Ethereum может отбросить алгоритм POW и перейти на POS, тогда как цепи, изначально использовавшие POS, вряд ли поддержат аналогичные изменения.

Машины состояний являются еще одним аспектом основного комплекса технологий, где мы видим достаточно большой интерес со стороны разработчиков. Команды, которые не занимаются разработкой на WASM, имеют очень четкое представление о том, что машины состояний в блокчейнах должны и не должны делать.

• Kadena считает, что смарт-контракты должны быть в формате, который может быть прочитан людьми.
• Tezos верит, что все смарт-контракты должны быть формально проверены.
• Rchain верит, что все смарт-контракты должны параллельно использоваться в dapp цепях и что они должны проходить формальную проверку.
• Coda верит, что все должно проходить через SNARK, чтобы позволить даже самым небольшим нодам верифицировать целостность цепей, таким образом, максимизируя вероятность поддержания постоянного максимального уровня децентрализации.

Наиболее интересными замечаниями насчет машин состояний являются: 1) тот факт, что многие проекты пришли к консенсусу относительно использования WASM (несмотря на то, что WASM никогда не создавался для использования в блокчейнах); 2) уровень специфических, отличительных особенностей, на которые делают ставку Kadena, Tezos, Rchain и Coda.

Так как все продукты в крипто сфере имеют открытый исходный код, то сетевой эффект проявляется на всех уровнях экосистемы. Например, EVM уже достигла достаточного уровня популярности, и теперь развитие EVM происходит даже в таких сферах, как создание вспомогательных приложений, обучение разработчиков, создание библиотек, и т.д. И именно популярность стала причиной того, что многие проекты (Hashgraph, Cosmos Ethermint, Wanchain, RSK, Blink и другие) решили использовать EVM, несмотря на тот факт, что сам Ethereum хочет отойти от EVM!

На практике, я довольно скептически отношусь к точке зрения, что машины состояний являются межплатформенными и подходят разным цепям. В случае с EVM, даже сам Ethereum Foundation не хочет использовать ее. Мне кажется, что разработчики не так уж и заинтересованы в таком «единении», а занимаются они этим лишь потому, что являются идеологами Ethereum, децентрализованного создания новых блоков и разработки программного обеспечения с открытым исходным кодом. Если мое предположение верно, то проекты, использующие EVM и не базирующиеся на Ethereum, нисколько не выиграют от «сетевого эффекта EVM».

Однако ситуация может быть совсем другой в случае с WASM. Так как большинство крупных разработчиков в сфере критовалют хотят сидеть на плечах великанов, которые разрабатывают и поддерживают WASM, то тут действительно может проявиться межплатформенный сетевой эффект от использования WASM в качестве машины состояний в блокчейнах.

Если такой сетевой эффект от применения WASM все же проявится, то это создаст проблемы для команд, занимающихся разработкой собственных машин состояний, так как им будет сложно конкурировать в долгосрочной перспективе.

Расширенный основной комплекс технологий

Существуют несколько элементов, которые не являются и не должны являться частью базового уровня цепей, но я верю, что они станут основным компонентом комплекта инструментальных средств разработки. Двигаясь снизу вверх по диаграмме:

• Многие команды занимаются созданием сайдчейнов. Наиболее известными проектами под Bitcoin являются drivechains и Liquid. Во вселенной Ethereum такими являются SKALE в фреймворке plasma и цепи Cosmos Ethermint в качестве отдельных dapp цепей.
• Несколько команд работают над созданием платежных каналов и каналов состояния в Bitcoin. Наиболее известными проектами являются Lightning Labsи Blockstream. В экосистеме Ethereum такими проектами являются Raiden и Celer. Многие, особенно члены сообщества Bitcoin, считают такой путь развития единственным способом улучшения масштабируемости.
• Interledger Protocol(ILP) обрел свой финальный вид лишь несколько месяцев назад. Совсем небольшое количество команд работают над развитием этого протокола с целью обеспечения совместимости между разными цепями. Большинство разработчиков и инвесторов, включая меня, не особо обращали внимание на ILP. Однако вполне может произойти так, что ILP станет самым главным уровнем в экосистеме Web3 (по аналогии с этим), так как накопления стекаются в безопасные цепи вроде BTC, тогда как коммерческие операции происходят в более функциональных сетях вроде Ethereum.
• Насколько мне известно, The Graph является единственной командой, которая занимается разработкой платформы децентрализованных запросов для Ethereum. До этого абсолютно каждая команда, занимающаяся разработкой dapp для Ethereum, была вынуждена создавать проприетарную систему индексирования.

В целом, расширенный основной комплекс технологий является гораздо менее зрелым по сравнению с основным. Ни один из этих компонентов не находится в активной эксплуатации на сегодняшний момент. Так что разработчики dapp пока не имеют возможности использовать эти компоненты.

По мере того, как расширенный основной комплекс технологий будет становиться более зрелым, развитие dapp будет только ускоряться, по моему мнению. Разработчики dapp не должны думать ни об одной из проблем, на решение которых и нацелены эти компоненты, но сегодняшнее состояние комплекса технологий таково, что разработчики вынуждены создавать свои собственные компоненты, что является как минимум неэффективным.

Дополнительные компоненты

Точно так же, как сегодня существуют облачные API буквально для всего от отправки электронной почты (Sendgrid) до SMS (Twilio) или карт (Google Maps), в будущем нас ждет широкий выбор «децентрализованных библиотек» в форме дополнительных децентрализованных компонентов. Каждый из этих компонентов будет предлагать уникальный набор функций, которые разработчики dapp могут внедрить в свои продукты.

Только некоторые из этих дополнительных компонентов уже внедрены в основную сеть. К таким можно отнести Livepeer, 0x, Kyber, Storj, Sia, Oraclize и Civic. Но большинство команд, занимающихся разработкой этих компонентов, еще не выпустили готовый продукт.

Это частично объясняет нехватку dapp: совсем непросто создавать полезные децентрализованные приложения без готовых библиотек. Без готовых библиотек, создатели каждого dapp вынуждены заново изобретать пресловутое колесо.

Еще одно интересное замечание: подавляющее большинство этих компонентов разрабатываются для экосистемы Ethereum. Некоторые команды, например, Keep и Truebit, публично обсуждают поддержку Dfinity в качестве кроссплатформенного сервиса. Но практически вся новая инфраструктура в сфере криптовалют сегодня создается с поддержкой EVM как минимум и поддержкой экосистемы Ethereum в более широком смысле.

В следующем году, когда EOS, Tezos, Kadena, Dfinity, Solana, Tari, Hashgraph и другие выпустят и начнут развивать свои цепи, они начнут соперничать за внимание команд, занимающихся разработкой дополнительных компонентов для dapp. Так как сегодня еще не существует средств для поддержки кроссплатформенной разработки для разных цепей, то команды, занимающиеся развитием блокчейнов, будут конкурировать между собой и привлекать разработчиков dapp, чтобы последние создавали продукты под их цепи.

Как было замечено выше, сетевой эффект от использования машин состояния вроде WASM, скорее всего, будет распространяться на разные цепи, но маловероятно, что портирование будет легким и не потребует никаких усилий со стороны разработчиков. Будет интересно наблюдать, смогут ли разработчики блокчейн проектов осуществить легкое портирование инфраструктуры между системами, чтобы привлечь первую волну разработчиков, которые сейчас создают продукты для Ethereum.

На верхушке экосистемы

В большинстве подобных диаграмм приложения находятся на самом верху. Однако практически вся разработка в крипто сфере приходится на серверную часть, а не на клиентскую. Именно поэтому в экосистеме Web3 над dapp находится еще несколько элементов.

Интересно, что практически никто в крипто сфере не говорит о децентрализованном хостинге приложений. Это вызывает удивление, потому что этот аспект централизован практически в каждом dapp сегодня. Можно назвать две основные причины этого: или децентрализация в данном случае не важна, или это является настолько сложной проблемой, что никто не хочет ею заниматься. Я подозреваю, что ответ является комбинацией обеих причин.

В любом dapp, если серверная часть достаточно децентрализована, то не так уж и важно, что хост приложения централизован. Если государство подвергнет цензуре какое-то децентрализованное приложение путем закрытия хоста этого приложения, то автор этого dapp может просто выложить код клиентской части в открытый доступ и разрешить кому-то другому стать новым хостом. Принцип будет похож на ситуацию с торрент трекерами в 2000х: закройте один, и вместо него возникнут еще 5.

Но что если бы вы могли сделать хоста приложения децентрализованным? Codius, проект с открытым исходным кодом, запущенный Ripple, пытался решить эту проблему, до тех пор, пока Ripple перестал выделять средства на его развитие в 2015. Не так давно Стефан Томас, бывший CTO Ripple, ушел из компании, чтобы заняться другим проектом под названием Coil, который продолжит начинание Codius. Будет интересно посмотреть, как эти технологии будут работать на практике и как будет реализована интеграция с существующими DNS, которые предполагают наличие централизованных, надежных хостов приложений.

Наконец, на самом верху экосистемы находится то, с чем непосредственно работает конечный пользователь – браузер dapp. Здесь можно привести такие примеры, как Metamask и Cipher Browser для Ethereum и Scatter для EOS.

Решения второго уровня для улучшения масштабируемости

Я уже затрагивал эту тему в этом эссе, но я думаю, что ее следует рассмотреть еще раз в контексте масштабирования блокчейнов.

Во-первых, это шардинг. На основании задержек и проблем, которые возникли у Ethereum и Polkadot, складывается впечатление, что шардинг является самым технически сложным для реализации средством масштабирования. Даже если он заработает, нельзя уверенно сказать, что шардинг станет святым граалем, как бы многие, включая меня, не надеялись на это. Самой большой проблемой данной технологии является время ожидания при передаче информации между шардами. В случае с Ethereum это время ожидания может составлять несколько минут. Это может наложить серьезные ограничения на эффективность шардинга на практике. Более того, шардинг создает целый ряд последующих проблем, например, клиенты могут не знать, из какого шарда брать информацию в зависимости от пользовательского запроса.

Средства масштабирования второго уровня, такие как сайдчейны, платежные каналы и каналы состояний, и ILP страдают от схожих проблем. Со временем количество сайдчейнов будет только расти, и пользователи могут просто не вспомнить, в какой из цепей находились их активы. У каналов состояния и платежных каналов имеются серьезные проблемы со временем ожидания, и это создает целый ряд новых проблем, связанных с ликвидностью, денежными переводами и конфиденциальностью. Перед ILP стоит реальная проблема длительности ожидания, ведь в Bitcoin новый блок формируется каждые 10 минут.

Чтобы сделать ситуацию еще более запутанной, давайте представим ситуацию, в которой пользователь располагает средствами в платежном канале, который находится в одном шарде, и этот пользователь хочет перенести свои активы в сайдчейн в другом шарде.

В ближайшем будущем, эти технологии будут вызывать все больше и больше вопросов.

Результаты наблюдений

Наверное, самой захватывающей частью экосистемы Web3 является осознание того, насколько она децентрализована. Большинство традиционных экосистем для разработки приложений, таких как Windows, iOS, Android, являются практически полностью централизованными и имеют лишь небольшое количество библиотек и сервисов от сторонних разработчиков, которые стали популярными. Это и отличает Web3 – эта экосистема создается сотнями команд разработчиков, одновременно работающих в разных частях света! Хотя теоретически для создания dapp не требуется ничего кроме предлагаемого самим протоколом Ethereum, на практике разработчикам нужно большое количество вспомогательных инструментов, которые Ethereum Foundation не создал и не будет создавать. И это является безоговорочным доказательством того, что сфера криптовалют является верхушкой the Bazaar.

Принимая в расчет тот факт, что большая часть экосистемы Web3 все еще находится в разработке, нет ничего странного в том, что использование dapp такое ничтожное: при сегодняшнем состоянии Web3 практически невозможно создать удобное децентрализованное приложение. Как и многие другие технологии, Web3 будет развиваться медленно до переломного момента, после которого начнется лавинообразный рост.

Dapp революция произойдет вскоре после того, как экосистема Web3 достигнет некоторого удобства использования, стабильности и функционала. Я предполагаю, что это произойдет через 2-3 года.

Завершающие мысли

Компания Multicoin инвестировала в более чем дюжину протоколов на разных уровнях Web3. И мы продолжаем оценивать проекты, которые занимаются разработкой инфраструктуры Web3. Если вы создаете часть экосистемы Web3, то дайте нам знать!

***

Данный материал является переводом статьи от Kyle Samani (Managing Partner в Multicoin Capital): https://multicoin.capital/2018/07/10/the-web3-stack/

Перевод подготовлен Mia , специально для телеграм-канала @miacoins , подписывайтесь, если вам интересны материалы про блокчейн.

Все мои переводы в упорядоченном виде, а также список полезных статей и ресурсов, вы можете найти по ссылке (список постоянно обновляется): https://telegra.ph/miacoins-09-25