探索Cardano第二层的扩展解决方案:侧链、Hydra、Mithril和链外计算

Cardano是一个现代区块链,它的创建是为了微妙地平衡安全、去中心化和可扩展性。可扩展性是指公共区块链处理许多交易而不影响性能的能力。随着可扩展性的增强,网络也可以传输更多的数据,处理更密集的操作,如高清区块链视频游戏,增强用户体验。

从一开始,Cardano的开发部门IOHK就着眼于发布一个高吞吐量的平台,提供更多的平衡,允许建立一个可持续的生态系统,同时满足用户不断变化的需求和整合系统。

在IOHK开发开始的七年后,Cardano现在已经全面运作。它已经启用了智能合约,合并了传统网络的令人兴奋的属性,如安全和去中心化,使用Ouroboros作为一个卓越的共识算法,因为它的发展满足了用户不断上升的需求。

在Alonzo升级之后–标志着Goguen阶段的结束–现在对Cardano的区块空间的需求更高,在某些场合造成网络拥堵,影响了用户体验。有鉴于此,作为IOHK在Basho下的扩展和性能优化工作的一部分,2022年的主要目标是进一步优化Cardano,并在不影响安全、代码稳定性或去中心化的情况下进行扩展。

Cardano二层的扩展解决方案
Cardano正在采取双管齐下的方法,在2022年逐步提高吞吐量和容量,结合链上解决方案,如区块大小增量和链下解决方案 - 这是本文的主要焦点。

一些链上扩展建议,如扩散管道,可能会在定于2022年6月举行的Vasil Hard Fork combinator(HFC)活动中推出。到目前为止,Cardano计划实施以下非链式扩展方案。

侧链
侧链是一个平行运行的独立区块链,通过双向挂钩或桥梁与主区块链(在这种情况下,Cardano)挂钩。桥是侧链的核心,因为它使用复杂的加密机制,使资产在链之间流动。值得注意的是,侧链是一个链外过程,允许数据(称为事件)在两个链之间快速传播。事件只有在发起人使用智能合约在主网锁定资金后才能启动。

因为有了这个桥梁,主链和侧链之间的数字资产可以快速移动–节省时间和资源。根据主区块链的设定规则,侧链可以独立存在,使用其共识算法、区块时间和tokenomics。侧链被用来扩展主网,因为从技术上讲,无限多的侧链可以连接到主网,允许它们执行其创建者设计的不同功能。

侧链将增加Cardano的可能性,使网络能够与许多区块链和加密货币整合。侧链的灵活性使用户/项目能够转移资源,并在定制的侧链中执行他们的业务逻辑,这些优势为启动团队节省了宝贵的资源。

dcSpark的Milkomeda和IOG的Mamba是两个将为Cardano带来EVM兼容性的项目。

Hydra
IOHK的Hydra是一个第二层系统,它将使用同构的状态通道,形成头,(因此被称为九头蛇,像神话中的生物),以最大限度地提高吞吐量,大幅降低成本,将处理速度降至一秒以下 - 即最终性,并减少存储需求。为Hydra提供动力的将是Ouroboros Hydra–一个共识架构,使Cardano能够通过增加节点的数量而不是整合强大的硬件来进行横向扩展。

每个Hydra头将作为Cardano主网的自然延伸,使每个通道能够按需、并发和异步地处理。因此,每个头可以携带混合资产,包括本地资产、NFT、脚本等。Hydra不需要全球共识,但会保持安全保障,并与主网保持耦合,不需要接收方的初始资金,增强用户体验。

IOHK开发团队正在建立一个概念验证的Hydra节点和头部协议。然而,发布日期取决于他们的稳定性,使社区能够在第二层平台上建立各种dApps。

Mithril
Mithril是IOHK正在开发的第二层扩展协议,象征着区块链对效率、安全和轻量级方法的重视。
这个实施方案是明确开发的,以解决链同步、状态引导,允许不同的利益相关者验证链上的某个检查点,大规模地使轻量级应用受益–并在无信任的环境下认证共识,即Cardano区块链。

Mithril解决了链上的同步问题,使个别利益相关者之间的多签名聚合变得快速有效,而最重要的是,不影响安全性。因此,Mithril签名可以在运行侧链中找到巨大的用途,因为它可以实现轻量级的区块链状态验证。这样一来,主网和侧链之间的转账就有了高效和实时的验证和确认。此外,Mithril聚合器以对数方式将所有签名合二为一,提高了节点数据同步性,转化为有效的资源支出和更高的处理速度。

第二层协议的设计是为了利用股权来提升效率,保证透明度,消除信任问题,并利用模块化设计在区块大小和效率之间进行权衡。就其设计而言,Mithril可以在移动dApps和轻型客户端中找到应用。

此外,Cardano也在探索链外计算,以推动更高的核心效率。IOHK指出,将交易卸载到链外可以带来更快、更便宜的交易。问题是,将链上交易卸载和计算到第2层的选项会迫使使用可信的模型。
尽管如此,链外计算是Cardano第二层的考虑之一,目前正在积极研究。最终,通过异步合约执行(ACE)卸载计算,例如,将导致更大的核心网络效率。

结论
目前有超过2000个智能合约在Cardano上运行,预计对区块空间的需求将继续,有必要进一步优化,以增加Basho中规定的容量和吞吐量。Cardano正在为网络采取两种方法,以快速浸透需求和可持续发展的现代高性能层。使用安全和经过彻底测试的第二层扩展选项将进一步增强Cardano,使其成为密集型DeFi协议和NFT项目的首选平台。