Coda Blockchain Bloat

A capacidade de reduzir o tamanho de um blockchain por meio da poda ou compactação de seu tamanho apresenta enormes benefícios para a descentralização sustentável da rede e remoção da delegação de confiança. Reduzir a carga de armazenamento de clientes de nó completo permite que os usuários executem praticamente todos os nós sem ter que comprar hardware de ponta para dar suporte à execução de um cliente completo.

Iniciativas e propostas para reduzir os tamanhos de blockchain são cada vez mais comuns entre criptomoedas, incluindo Bitcoin. Da mesma forma, as criptomoedas orientadas para a privacidade que usam construções de transação mais complicadas aumentam o volume do blockchain mais rápido do que as transações criptográficas mais comuns devido às provas adicionais anexadas a cada transação.

Criptomoedas como Monero e ZCash implementaram recentemente atualizações de eficiência para tais transações, mas soluções compactas de blockchain provavelmente serão necessárias no longo prazo.

Coda Blockchain Bloat

Como resultado da necessidade crescente de buscar soluções para o inchaço do blockchain e a sincronização mais rápida, vários métodos emergentes para reduzir o tamanho do blockchain passaram a ocupar o primeiro plano na discussão sobre descentralização. Em particular, algumas soluções intrigantes extraídas de provas de conhecimento zero (ZKPs) estão em seus estágios de conceito ou já estão testando.

Protocolo Coda é um desses projetos, que usa zk-SNARKs para compactar o tamanho do blockchain, permitindo que até mesmo clientes móveis executem nós completos. Da mesma forma, um proposta de conceito recente por Tyler Smith detalha o potencial para permitir nós Bitcoin de sincronização instantânea usando ZKPs para produzir uma sincronização completa do blockchain com um tamanho constante e em tempo constante.

Protocolo Coda

O protocolo Coda é uma criptomoeda codificada em OCaml que usa “composição recursiva de zk-SNARKs” para comprimir todo o blockchain a uma fração do tamanho dos livros tradicionais do blockchain. O protocolo compacta toda a representação do estado do blockchain em uma prova zk-SNARK de 1 KB.

o prova zk-SNARK representa a autenticidade do estado do blockchain sem que os nós precisem armazenar o blockchain inteiro para validar o razão. A prova é o único componente que precisa ser armazenado – junto com uma pequena quantidade de dados adicionais usando um caminho Merkle do livro-razão do estado para a conta de um indivíduo.

Coda

Coda se refere ao blockchain compactado como um “blockchain sucinto” e o protocolo permite uma prova de tamanho constante, independentemente da quantidade arbitrária de cálculos no livro-razão. Em vez de blocos contendo transações, eles consistem em um zk-SNARK que verifica se transações específicas existem e faz a transição do estado do razão.

De acordo com o Coda papel branco:

“Os nós podem participar de um protocolo de blockchain sucinto sem armazenar nada, exceto para o blockchain mais forte e um estado completo ou parcial. Se um nó tiver esses itens, eles podem ter certeza de que as informações em qualquer estado que eles mantêm são apoiadas por uma blockchain com a força indicada e que os saldos foram atualizados apenas por meio de uma sequência de transações válidas contidas nessa blockchain.

As implicações daquilo em que Coda está trabalhando são convincentes. O aumento dos tamanhos de blockchain eventualmente impedirá que muitos participantes se tornem validadores na rede, aumentando os custos de hardware necessários para executar nós completos. Da mesma forma, clientes de nó completo – embora operem em laptops de consumo médio – não são compatíveis com smartphones devido a suas capacidades de armazenamento mais baixas. A capacidade de validar totalmente os nós móveis concede um potencial de descentralização muito mais poderoso, reduzindo drasticamente a barreira de acesso a um nó que verifica o blockchain.

Outro efeito colateral de um blockchain compactado é a capacidade de sincronizar quase instantaneamente, já que menos de 1 MB de dados é necessário para ser baixado por um nó. Coda ainda fornece um explorador de estado de verificação completa em seu site (de seu Alpha testnet) que atualiza em tempo real no navegador. A eficiência de uma blockchain sucinta também permite que a rede seja escalonada desacoplada da quantidade de dados na blockchain.

Coda anunciou recentemente sua rede de teste Alpha, e o projeto é um excelente exemplo de como aproveitar o poder inexplorado dos ZKPs.

Nós Bitcoin de sincronização instantânea

Inspirando-se em Coda e trabalhando paralelamente em um conceito semelhante aplicado ao Bitcoin, Tyler Smith propôs uma ideia para permitir que os clientes Bitcoin sincronizem e validem instantaneamente o blockchain Bitcoin com tamanho e tempo constantes semelhantes aos do protocolo Coda. Tal solução eliminaria a necessidade de nós SPV de delegar confiança na rede Bitcoin, melhorando muito a eficiência de validação do blockchain no processo.

Seu conceito já ganhou força em Reddit onde uma discussão significativa sobre seu desenvolvimento potencial e os obstáculos foram debatidos, uma ocasião rara no Crypto Reddit.

A ideia de nós Bitcoin de sincronização instantânea consistiria em uma rede de sobreposição onde os participantes podem publicar provas com ‘circuitos zk”. De acordo com Smith:

“Em vez de assar uma construção ZK particular no protocolo Bitcoin, podemos construir um protocolo de sobreposição onde qualquer pessoa pode produzir e publicar provas processando blocos minados com um circuito ZK que implementa as regras de transição do Bitcoin. Esse processo seria como uma sincronização de nó completo padrão, exceto que o estado calculado seria autenticado pelo circuito. ”

Para sincronizar, os clientes só precisariam baixar o hash de estado mais trabalhado, representando o estado autêntico do blockchain. Os nós completos tradicionais funcionariam como “produtores de prova”, mas os nós SPV seriam capazes de se tornar nós de validação que podem sincronizar instantaneamente com o blockchain em vez de depender de nós completos para complementá-los com o estado correto.

O PoW cumulativo pode ser verificado por nós que são apresentados com vários estados válidos que consistem no conjunto UTXO, altura do bloco, PoW e estado do sistema. O estado com mais trabalho é a cadeia primária e a prova de estado autêntica que o nó seleciona sem precisar validar o PoW para cada bloco.

Smith observa que um novo ecossistema de entidades poderia se desenvolver onde elas fossem incentivadas a fornecer provas – como mineradores e bolsas. Além disso, ele faz referência ao modelo de falha aprimorado para nós SPV:

“Neste modelo proposto, apenas uma única entidade fornecendo as provas é suficiente e pode ser operada por instituições (ou seja, sem fins lucrativos, universidades, etc.) ou empresas sem confiança. Se todos os provadores estiverem comprometidos, a cadeia ainda está segura, mas os clientes que dependem de provas não podem mais validar as atualizações. Este é um modo de falha muito melhor do que o SPV porque os nós não são enganados para aceitar um estado inválido, eles simplesmente não podem continuar a validar novos estados até que um provador esteja online novamente. ”

Embora promissor, alguns obstáculos significativos permanecem. Especificamente, a necessidade de mais trabalho de desenvolvimento na “composição recursiva de zk-SNARKs” conhecida como “circuitos zk” e a necessidade de um hard fork para implementar totalmente os recursos propostos, uma proposta árdua para a abordagem altamente conservadora da comunidade Bitcoin para mudar.

Outras iniciativas para reduzir o inchaço do Blockchain

ZKPs são um método criptográfico relativamente novo com enorme potencial, mas não são os únicos meios propostos para reduzir o inchaço do blockchain. Os recentes lançamentos de Grin e BEAM destacam um aspecto do Mimblewimble que adota uma abordagem proativa para mitigar um tamanho crescente de blockchain, bem como o potencial para podar o blockchain.

O que é Grin Coin & amp; Mimblewimble?

Leia: O que é Grin Coin?

Os nós Mimblewimble só precisam armazenar o estado atual do conjunto UTXO, em vez de todo o histórico de transações do blockchain. Os nós podem verificar as entradas referenciando cabeçalhos de bloco e saídas fictícias, portanto, todos os outros dados de transação são desnecessários. Como resultado, um blockchain Mimblewimble é muito mais enxuto do que o Bitcoin. Na verdade, os blockchains do Mimblewimble podem nem mesmo crescer ao longo do tempo, dependendo se mais moedas são armazenadas ou não em menos saídas, uma vez que apenas saídas de transações específicas não utilizadas precisam ser verificadas.

Fora das vantagens proativas do Mimblewimble, os dados do blockchain podem ser podados, uma vez que os nós exigem apenas os compromissos UTXO.

No Github do Grin documentação, três contribuidores (dois aliases de Harry Potter): Ignotus Peverell, Seamus Finnigan e Quentin Le Sceller descrevem vários contextos para dados de poda.

  • Um nó completo remove dados já validados.
  • Um modo SPV pode não estar interessado em receber ou reter todos os dados.
  • Os nós completos pretendidos podem agir como nós de validação parcial (SPV) para se tornarem disponíveis mais rapidamente, mesmo que eventualmente se tornem nós completos.

A poda só pode remover dados que não são necessários para a validação de estado, então os protocolos Mimblewimble sempre exigiriam que os cabeçalhos de bloco, kernels, saídas de transação não gastas, UTXO MMR e prova de intervalo MMR permanecessem intactos.

Existem outros métodos propostos de poda e blockchain compacto para várias criptomoedas, e eles não estão estritamente limitados a protocolos ZKPs ou Mimblewimble.

Reduzir os tamanhos das cadeias de blocos ou desacelerar seu crescimento se tornará vital, pois muitas das cadeias de criptomoedas estabelecidas crescem progressivamente como uma bola de neve. A comunidade Bitcoin, em particular, mostrou uma inclinação para fazer os ajustes de rede necessários quando necessário, por isso será interessante observar como surgem inovações para ajudar a mitigar o aumento do tamanho do blockchain do Bitcoin. Nós de sincronização instantânea e blockchains sucintos oferecem um vislumbre do poder dos ZKPs, e o futuro desenvolvimento e aplicação da nova tecnologia são convincentes.

Mike Owergreen Administrator
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