Pregled

Fiber Network je uobičajena munjevita mreža sljedeće generacije izgrađena na Nervos CKB i izvanlančanim kanalima. Osmišljen je za pružanje brzih, jeftinih i decentraliziranih plaćanja s više tokena i ravnopravnih transakcija za RGB++ imovinu.

Pozadina

Evolucija i izazovi blockchain tehnologije

Blockchain tehnologija je prošla brzu evoluciju od početka Bitcoina. U početku dizajniran za jednostavna plaćanja, postupno se proširio na različite domene kao što su pametni ugovori, decentralizirane financije (DeFi) i nezamjenjivi tokeni (NFT). Unatoč značajnim prednostima u sigurnosti, transparentnosti i decentralizaciji, blockchain tehnologija suočava se s nekoliko izazova u skalabilnosti i brzini transakcija.

1. Skalabilnost . Tradicionalni lanci blokova poput Bitcoina i Ethereuma suočavaju se sa značajnim uskim grlima u propusnosti transakcija. Zbog ograničenja veličine bloka Bitcoina i vremena generiranja bloka od 10 minuta, njegova mreža može obraditi samo oko 7 transakcija u sekundi; Ethereum, unatoč poboljšanjima, još uvijek ima kapacitet obrade transakcija daleko ispod tradicionalnih mreža plaćanja.

   
   

2. Visoke transakcijske naknade . Kako se zagušenje mreže povećava, transakcijske naknade značajno rastu. Na primjer, naknade za plin na mreži Ethereum tijekom vršnog vremena mogu premašiti sam iznos transakcije, ozbiljno utječući na korisničko iskustvo i smanjujući izvedivost mikroplaćanja.

   
   

3. Dugo vrijeme potvrde transakcije . U tradicionalnim blockchain mrežama transakcije moraju čekati višestruke potvrde blokova da bi se smatrale konačnima. Ovaj proces može trajati od nekoliko minuta do sati, što ga čini neprikladnim za scenarije trenutnih plaćanja.

   
   

Iako je Nervos CKB napravio poboljšanja u pogledu performansi i vremena potvrde, još uvijek treba dodatno povećati brzinu transakcija i smanjiti troškove transakcija kako bi zadovoljio zahtjeve mikro plaćanja i instant plaćanja.

Inspiracija iz Lightning Network

Lightning Network, rješenje za skaliranje razine 2 za Bitcoin mrežu, uspješno je postiglo brza, jeftina mikroplaćanja putem transakcija izvan lanca i kanala plaćanja. Njegovi temeljni koncepti uključuju:

1. Kanali plaćanja : korisnici stvaraju kanale plaćanja u lancu. Jednom kada se kanal otvori, obje strane mogu provoditi neograničene transakcije izvan lanca, namirujući samo u lancu kada se kanal zatvori. Ovo značajno smanjuje broj transakcija u lancu, poboljšava brzinu transakcije i smanjuje naknade za transakcije.

   
   

2. Hash Time-Locked Contracts (HTLC) : Putem HTLC-ova, Lightning Network osigurava sigurne prijenose sredstava, smanjujući rizik druge ugovorne strane. Čak i ako transakcije izvan lanca ne uspiju, korisnici i dalje mogu osigurati svoja sredstva putem ugovora na lancu.

   
   

3. Mehanizam usmjeravanja : Lightning Network koristi usmjeravanje s više skokova, omogućujući korisnicima da dovrše plaćanja bez otvaranja izravnih kanala s primateljima, čime se povećava fleksibilnost i upotrebljivost mreže.

Prednosti Nervos CKB

Nervos CKB je blockchain platforma usmjerena na svestranost i sigurnost. Njegov jedinstveni dizajn nudi jasne prednosti u rješavanju problema skalabilnosti lanca blokova i interoperabilnosti:

1. Mehanizam konsenzusa : Na temelju NC-maks konsenzusnog protokola, kombinira dokaz o radu (PoW) s mehanizmima državne rente, osiguravajući sigurnost mreže i učinkovito korištenje resursa.

   
   

2. Snažne mogućnosti pametnog ugovora : CKB-ov jedinstveni Cell model i virtualni stroj sa skupom instrukcija RISC-V značajno poboljšavaju mogućnosti UTXO modela. Ovo ne samo da podržava pametne ugovore kompletne Turingove već i jednostavno implementira značajke kao što su apstrakcija računa i ugovori, pružajući fleksibilniju mogućnost programiranja, bolju interoperabilnost i skalabilnost za decentralizirane aplikacije.

   
   

3. Tokenomika : CKB-ova tokenomika potiče dugoročno držanje i racionalno korištenje mrežnih resursa, pružajući sigurno i održivo decentralizirano okruženje za aplikacije, programere i korisnike.

Značaj projekta optičke mreže

Izgradnjom izvanlančanih kanala na Nervos CKB-u, cilj nam je kombinirati uspješno iskustvo Lightning mreže s tehničkim prednostima CKB-a kako bismo stvorili brzu, jeftinu i decentraliziranu mrežu plaćanja u stvarnom vremenu s više sredstava. Posebno:

1. Rješavanje problema skalabilnosti : Putem kanala plaćanja izvan lanca i usmjeravanja s više skokova, Fiber Network može postići visokopropusnu obradu transakcija, zadovoljavajući potrebe velikih korisnika.

   
   

2. Smanjenje transakcijskih troškova : smanjenjem učestalosti transakcija u lancu, snižava transakcijske naknade, čineći mikroplaćanja izvedivim i učinkovitim.

   
   

3. Poboljšanje brzine transakcije : Trenutna potvrda transakcija izvan lanca pruža iskustvo potvrde plaćanja u djeliću sekunde prikladno za različite scenarije trenutačnog plaćanja.

   
   

4. Podrška za više sredstava : Fiber Network podržava plaćanja u raznim digitalnim sredstvima, nudeći korisnicima širi raspon opcija plaćanja.

   
   

5. Interoperabilnost : Fiber Network podržava interoperabilnost s Bitcoin Lightning mrežom, pružajući podršku za plaćanja u više lanaca i prijenose imovine.

Projektiranje arhitekture

Sveukupna arhitektura

Cjelokupna arhitektura optičke mreže uključuje sljedeće osnovne module:

1. Kanali plaćanja izvan lanca (Fiber Channels)
2. On-Chain ugovori (HTLC)
3. Usmjeravanje s više skokova
4. Služba stražarske kule

Kanali plaćanja izvan lanca

Kanali plaćanja izvan lanca jezgra su Fiber mreže, omogućujući višestruke transakcije izvan lanca s poravnanjem u lancu samo kada je kanal zatvoren. Ovaj mehanizam značajno smanjuje broj transakcija u lancu, poboljšava brzinu transakcija i smanjuje naknade za transakcije. Opći tijek rada je sljedeći:

1. Otvaranje kanala : dvije strane otvaraju kanal plaćanja u lancu, zaključavajući određenu količinu CKB ili RGB++ sredstava.

   
   

2. Transakcije izvan lanca : kada je kanal otvoren, obje strane mogu provoditi neograničen broj transakcija izvan lanca, ažurirajući stanje kanala sa svakom transakcijom bez trenutnog emitiranja u lanac.

   
   

3. Zatvaranje kanala : kada bilo koja strana odluči zatvoriti kanal, konačno stanje kanala emitira se u lancu radi poravnanja, osiguravajući da su konačna stanja obiju strana potvrđena.

   
   

Format interakcije poruka može se referencirati u Protokol P2P poruka optičke mreže .

On-Chain ugovori

Trenutačno koristimo hash vremenski zaključane ugovore (HTLC) kako bismo osigurali sigurnost transakcija izvan lanca i održali kompatibilnost s Lightning mrežom. To umanjuje rizik druge ugovorne strane, osiguravajući da čak i ako transakcije izvan lanca ne uspiju, korisnici i dalje mogu osigurati svoja sredstva kroz ugovore na lancu.

Opći tijek rada je sljedeći:

1. Inicijacija transakcije : Inicijator plaćanja kreira transakciju s hashlock-om i timelock-om, te zaključava određeni iznos CKB-a.

   
   

2. Provjera raspršivanja : Primatelj plaćanja mora dati ispravnu raspršenu sliku unutar navedenog vremena kako bi otključao transakciju i dovršio prijenos sredstava.

   
   

3. Istek povrata : ako primatelj ne uspije dati ispravnu hash predsliku unutar navedenog vremena, transakcija će se automatski otključati i vratiti novac inicijatoru plaćanja.

   
   

Zahvaljujući CKB-ovoj Turing kompletnosti, možemo implementirati fleksibilnije i sigurnije on-chain ugovore. Dodatno ćemo proširiti funkcionalnost ugovora u budućnosti, kao što je uvođenje mehanizma opoziva temeljenog na verziji i sigurnije ugovore zaključane na vrijeme.

Multi-hop usmjeravanje

Multi-hop usmjeravanje omogućuje korisnicima da dovrše plaćanja kroz više posrednih čvorova bez uspostavljanja izravnih kanala plaćanja s drugom ugovornom stranom. Ovaj mehanizam povećava fleksibilnost i pokrivenost mreže.

Opći tijek rada je sljedeći:

1. Otkrivanje puta : Inicijator plaćanja otkriva optimalni put od sebe do primatelja plaćanja putem modula usmjeravanja.

   
   

2. Zaključavanje staze : Svaki čvor na stazi stvara odgovarajuće HTLC ugovore, osiguravajući sigurne prijenose sredstava.

   
   

3. Završetak plaćanja : Primatelj plaćanja otključava HTLC, a sredstva se uzastopno prenose na svaki čvor na putu.

   
   

Ovdje ćemo također implementirati međulančana plaćanja koristeći HTLC ugovore, podržavajući interoperabilnost s Lightning mrežom putem usluge međulančanog čvorišta. Za više detalja pogledajte Protokol između lanaca kanala plaćanja s HTLC-om .

Služba stražarske kule

Usluga Watchtower bitna je komponenta Fiber Networka, odgovorna za praćenje stanja kanala plaćanja izvan lanca i osiguravanje sigurnosti kanala i sredstava. Njegove funkcije i uloge su sljedeće:

1. Praćenje kanala : Praćenje stanja kanala plaćanja svih korisnika koji sudjeluju u stvarnom vremenu, uključujući otvaranje, ažuriranje i zatvaranje kanala.

   
   

2. Detekcija anomalija : Detekcija abnormalnih aktivnosti u kanalima, kao što su zlonamjerni korisnici koji pokušavaju zatvoriti kanale starim stanjem ili napadi dvostrukog trošenja.

   
   

3. Proaktivni odgovor : kada se otkriju anomalije, promptno emitiranje najnovijeg stanja kanala u blockchain mrežu kako bi se spriječili gubici sredstava zbog zlonamjernog ponašanja.

Trenutačni napredak i budući planovi

Trenutačno smo dovršili prototip optičke mreže, implementirajući osnovne funkcije otvaranja, ažuriranja i zatvaranja kanala između dva čvora, te također provjeravajući funkcionalnost unakrsnog lanca s Bitcoin Lightning mrežom. Kôd projekta može se pronaći u sljedećim GitHub repozitorijima:

1. https://github.com/nervosnetwork/fiber

2. https://github.com/nervosnetwork/fiber-scripts

   
   

Naši sljedeći koraci uključuju dovršetak usmjeravanja s više skokova i usluga nadzornog tornja, kao i poboljšanje RPC sučelja i SDK-a kako bismo programerima omogućili lakši pristup optičkoj mreži.

Protokol usmjeravanja s više skokova temelji se na Dijkstra algoritmu za traženje putova plaćanja, čime se smanjuju naknade za usmjeravanje i poboljšava stopa uspješnosti plaćanja putem s više skokova. Nakon što Fiber Network počne raditi, optimizirat ćemo algoritam usmjeravanja na temelju mrežnog prometa i radnih uvjeta. Očekujemo da ćemo ponuditi 2 ili 3 strategije pretraživanja puta za prilagodbu različitim preferencijama i potrebama korisnika za usmjeravanje. Fiber Network također će uvesti strategije višestrukog plaćanja, dijeleći veće iznose plaćanja u više dijelova, od kojih će se svaki prenositi različitim putovima, dodatno povećavajući vjerojatnost uspješnih plaćanja.

Uslugu stražarske kule pružat će neki čvorovi u optičkoj mreži. Ti će čvorovi ostati na mreži, nadzirati nenormalne situacije u mreži i pomoći u zaštiti imovine u kanalima. Usluga nadzora također će pratiti uslugu međulančanog čvorišta. Čak i ako su korisnici neko vrijeme izvan mreže, usluga nadzora može osigurati uspješnu razmjenu s Lightning mrežom.

Uz to, razmotrit ćemo dodavanje više značajki Fiber Networku, kao što je implementacija algoritama za zaštitu privatnosti koji iskorištavaju mogućnost programiranja CKB-a, i na temelju toga, optimiziranje algoritama usmjeravanja i usluga watchtowera kako bi se poboljšala sigurnost i privatnost podataka o plaćanju korisnika.