Po pomyślnym rozpoczęciu ery smart kontraktów Cardano, dokonujemy pierwszego w serii dostosowania sieci w celu wsparcia przyszłego rozwoju protokołu Cardano.
Artykuł oryginalnie napisany przez Johna Woodsa z IOHK: Slow and steady wins the race: network evolution for network growth - IOHK Blog
Od samego początku Cardano zostało zaprojektowane jako platforma, która ma najlepiej równoważyć odwieczne kompromisy w zakresie bezpieczeństwa, skalowalności i decentralizacji. Dlatego zaprojektowaliśmy i zbudowaliśmy solidną i bezpieczną warstwę sieci, ale z możliwością elastycznego rozwoju i skalowania w celu obsługi globalnej bazy milionów użytkowników.
Mając już mocno ugruntowaną bezpieczną, wysoce zdecentralizowaną sieć typu proof-of-stake i wdrożone kluczowe funkcje smart kontraktów, wkraczamy teraz w fazę Basho, koncentrując się na optymalizacji, skalowaniu i rozwoju sieci.
Jako zdecentralizowany, “nieograniczony” blockchain, Cardano jest otwarte dla każdego, kto chce z niego korzystać lub na nim budować. Niedawne hard forki (dodawanie natywnych tokenów i możliwości programowania smart kontraktów) wprowadziły wielu nowych użytkowników do ekosystemu Cardano i zaobserwowaliśmy szybki wzrost (i skoki) wolumenu transakcji i ruchu sieciowego. A to dopiero początek.
Ponieważ podstawowe komponenty – w tym łączenie z portfelami (wallet connectors) i Plutus Application Backend (PAB) zostaną sfinalizowane i zintegrowane z siecią mainnet w najbliższym czasie, przewidujemy znaczny wzrost aktywności w ramach sieci. Konstelacja projektów opartych na Cardano zacznie się uruchamiać, najpierw w sieci testowej, a następnie w sieci głównej - mainnet. Będą one tylko rosły, ponieważ w nadchodzących miesiącach do Cardano wejdą potencjalnie setki tysięcy nowych użytkowników z szerokim spektrum zainteresowań blockchainowych.
Nieuchronnie możemy spodziewać się znacznego ruchu związanego z uruchomieniem nowych zdecentralizowanych aplikacji (DApps), zwłaszcza w pierwszych dniach i tygodniach. Aby dostosować się do tego ciągłego wzrostu i zapewnić, że Cardano zachowa swoją odporność i solidność, zaczynamy teraz wprowadzać szereg zmian w parametrach sieci. Te zmiany parametrów zapewnią ciągłe ulepszenia i poprawę użyteczności oraz lepszych odczuć z korzystania z Cardano dla całej gamy użytkowników.
Zaprojektowany z myślą o rozwoju
Ouroboros (protokół proof-of-stake leżący u podstaw Cardano) jest przeznaczony do obsługi dużej ilości danych, a także transakcji i skryptów o różnej złożoności i rozmiarze. Obecnie i przy obecnych parametrach sieć Cardano wykorzystuje średnio tylko około 25% swojej przepustowości. Jest to nieoptymalne, ponieważ w rzeczywistości najbardziej wydajnym scenariuszem jest to, że Cardano działa na poziomie lub blisko 100% swojej przepustowości (tj. sieć jest „nasycona”).
Podczas gdy wiele rozwiązań sieciowych ucierpiałoby w takich warunkach, zarówno Ouroboros, jak i cała sieć Cardano zostały zaprojektowane tak, aby były sprawiedliwe i wysoce wytrzymałe, nawet przy dużym nasyceniu.
Wydajne systemy są zaprojektowane tak, aby minimalizować przeciążenia, jednocześnie umożliwiając efektywne zarządzanie “mocą” sieci, gdy to nastąpi. Możesz przeczytać więcej w jednym z ostatnich wpisów na blogu IOHK. Tak więc, podczas gdy niektórzy indywidualni użytkownicy podczas np. dużego startu projektu NFT mogą doświadczać dłuższych czasów oczekiwania na swoje transakcje, nie oznacza to, że sieć „walczy na granicy możliwości”. W rzeczywistości oznacza to, że sieć działa zgodnie z przeznaczeniem. Nazywamy to „wdzięczną degradacją” i można to dokładniej przestudiować w dokumencie projektowym sieci.
Regulacja parametrów
Oprócz oryginalnego projektu architektury sieci i istotnych testów szeregu symulowanych sytuacji, tylko w prawdziwym świecie możemy naprawdę ocenić zapotrzebowanie i skuteczność wszelkich zmian.
Po szeroko zakrojonych testach i opiniach deweloperów zaczynamy teraz wprowadzać stopniowe poprawki i przedstawiliśmy dwie wstępne zmiany. Zmiany te weszły w życie w sieci testowej już w czwartek 25 listopada. Po przetestowaniu przewidujemy, że zastosujemy je w sieci głównej, począwszy od epoki 306, w środę 1 grudnia 2021 r. o 21:45:00 UTC.
Zatem co dostosowujemy?
Zwiększamy rozmiar bloku o 8 KB do 72 KB (wzrost o 12,5%).
Obecnie w użyciu jest ponad 2 miliony portfeli Cardano, a ruch wzrósł ponad 20-krotnie w ciągu roku (z mniej niż 10 000 transakcji dziennie w listopadzie 2020 r. do ponad 200 000 transakcji dziennie aktualnie). Ze względu na przewidywany wzrost ruchu w miarę rozwoju nowych zdecentralizowanych aplikacji, rozmiar bloku szybko staje się kluczową kwestią. Większe rozmiary bloku oznaczają, że więcej transakcji może zmieścić się w bloku, co zapewnia większą pojemność dla użytkowników. Możliwość zmieszczenia 12,5% więcej transakcji w bloku jest znacząca, ponieważ oznacza, że przetwarzamy więcej transakcji na sekundę lub – bardziej użyteczna metryka – posiadamy większą przepustowość danych.
Stale, metodycznie podchodzimy do zmian w parametryzacji Cardano. Wzrost o 12,5% jest spory, ale nie za duży. Pozostawia to miejsce na dalszą ekspansję i pozwala operatorom stake pooli (SPO) dostosować się do zwiększonych wymagań. Mamy podejście “powoli i stabilnie” względem dalszych zmian wielkości bloków, dzięki czemu udostępniamy podstawową przepustowość sieci użytkownikom końcowym, zapewniając jednocześnie, że możemy nadal z powodzeniem działać jako globalnie zdecentralizowany łańcuch bloków. Obecna generacja Ouroboros (o nazwie Praos) ma określone wymagania, które muszą być spełnione, aby zapewnić jej minimum bezpieczeństwa, a jednym z najważniejszych parametrów jest czas propagacji bloku. Czas propagacji bloku jest miarą tego, jak długo zajmuje przetworzenie świeżo stworzonego bloku przez węzły sieci, posiadające 95% stake’owanej ilości ada. Aby Praos pozostał bezpieczny, sieć musi rozsyłać nowe bloki w ciągu 5 sekund.
Możemy uznać to ograniczenie 5s za „budżet”, który możemy „wydatkować” na takie rzeczy, jak zwiększenie rozmiaru bloku. Zmiany, takie jak zwiększony rozmiar bloku, w naturalny sposób wydłużą czas potrzebny na propagację bloków, dlatego musimy uważnie monitorować, aby modyfikacje, które wprowadzamy w celu zwiększenia wydajności, nie wpływały na bezpieczeństwo sieci. W przyszłych wersjach Ouroboros “budżet” ten zostanie zwiększony. W międzyczasie skupimy się na utrzymaniu bezpieczeństwa przy jednoczesnym dostosowaniu sieci do rosnącego popytu.
Zwiększamy również liczbę jednostek pamięci skryptu Plutusa na transakcję do 11,25 miliona (ponownie, wzrost o 12,5%).
Jest to potężna zmiana, którą, jak wiemy, programiści aplikacji zdecentralizowanych (dAppów) bardzo docenią. Zwiększenie limitów pamięci Plutusa oznacza, że mogą oni tworzyć bardziej wyrafinowane skrypty Plutusa lub że istniejące skrypty będą w stanie przetwarzać więcej elementów danych, zwiększać współbieżność (ang. concurrency) lub w inny sposób rozszerzać swoje możliwości. Będzie to pierwsza z serii zmian w ustawieniach jednostki pamięci, która znacznie zwiększy możliwości skryptów Plutusa w rzeczywistych zastosowaniach. Podobnie jak w przypadku rozmiarów bloków, będziemy wprowadzać zmiany stopniowo, ale systematycznie, tak aby sieć i SPO dostosowali się do zwiększonego popytu.
Opisane zmiany (zwiększenie rozmiaru bloku i zwiększenie liczby jednostek pamięci skryptu Plutus na transakcję) były oczekiwane na przykład przez wielu programistów aplikacji. Obie te zmiany idą w parze. Nie chodzi tylko o tworzenie bardziej złożonych skryptów. Chodzi również o przesyłanie większej ilości danych.
Stabilnie i pewnie
Wraz z rozwojem platformy Cardano każda zmiana będzie dokładnie przemyślana i po podjęciu odpowiednich działań, następnie monitorowana w celu oceny jej wpływu na wydajność. Wszelkie zmiany będą oparte na danych empirycznych zaczerpniętych z sieci oraz na rzeczywistym, utrzymującym się zapotrzebowaniu użytkowników. Co najważniejsze, istotne jest, aby nie podejmować decyzji o długotrwałym wpływie na krótkoterminowe wzrosty wykorzystania sieci. Nie wprowadzimy zmian przedwcześnie ani nie dokonamy ich w tempie, które mogłoby potencjalnie zagrozić na przykład długoterminowemu bezpieczeństwu Cardano.
Rozwój Cardano opiera się zarówno na badaniach podstawowych, jak i bieżących. Dalsze ulepszenia sieci w perspektywie średnioterminowej przyniosą łącznie znaczną poprawę przepustowości, a także dostrojenie sieci w celu zapewnienia najlepszych ogólnych wrażeń dla użytkowników.
Podczas listopadowego Cardano360 możecie usłyszeć również kilka zdań na ten temat. Krótko mówiąc, chodzi o budowanie nowej i wydajnej infrastruktury blockchain, opartej na zaawansowanych i zasadniczo zdecentralizowanych technologiach. Początkowo skupimy się na szeregu ulepszeń wydajności, które pozwolą nam wykorzystać ograniczenia protokołu Ouroboros Praos. Następnie skupimy się na optymalizacji rozmiaru skryptów Plutusa i podstawowej wydajności implementacji interpretera Plutus i węzła Cardano. Umożliwi nam to przetwarzanie danych w bardziej użyteczny sposób w ramach tych samych parametrów protokołu. Związane z tym będzie zastosowanie technik kompresji w celu zmniejszenia rozmiaru skryptów i transakcji, co oznacza, że więcej transakcji może być przeprowadzanych w ramach tego samego rozmiaru bloku. Wszystko to (i więcej) poprawi wydajność i pojemność warstwy 1. Patrząc w przyszłość, Hydra wprowadzi rozwiązanie warstwy 2, zapewniające znacznie zwiększoną skalowalność, umożliwiając użytkownikom udostępnianie wielu łańcuchów, które ponownie wykorzystują tę samą reprezentację księgi głównej (blockchaina).
Podsumowanie
Cardano jest, w pewnym sensie, żywą istotą, która rośnie i dostosowuje się z każdym ewolucyjnym krokiem. Może to brzmieć jak sprzeczność, ale podczas gdy jej fundamenty powstały w oparciu o solidne badania podstawowe, elastyczność, aby zmienić nawet całe elementy protokołu za pomocą Hard Fork Kombinatora (HFC) została także zaprojektowana od samego początku.
Zmiany parametryzacji są częścią tego procesu transformacji. Chociaż nieuchronnie znajdą się ludzie, którzy będą chcieli działać szybciej, będziemy nadal koncentrować się na stałej, bezpiecznej ewolucji, gdy Cardano będzie się zwiększać w zasięgu i adopcji. Liczymy, że będziecie cały czas z nami.
Podziękowania dla Duncana Couttsa, Kevina Hammonda i Fernando Sancheza za ich wkład w ten artykuł.
//
Po więcej artykułów o Cardano po polsku zapraszamy do 
polskiej sekcji na forum Cardano . Serię filmów o historii Cardano, podstawach działania sieci i aktualizacjach opublikował Andrzej z kanału Dzienna Dawka Dyskomfortu . Chcesz porozmawiać, zapytać o Cardano po polsku? Odwiedź naszą społeczność na Telegramie , kanał ogłoszeń na Telegramie , serwer Discord Cardano Polska , profil @CardanoPolska na Twitterze oraz Facebooku .