Что такое NEAR Protocol? Скорость, шардинг и TPS

Ключевые выводы

• NEAR Protocol на сегодняшний день обрабатывает около 100 транзакций в секунду в мейннете, при этом шардинг Nightshade рассчитан на масштабирование до теоретического максимума в 100 000 TPS при полном развертывании
• Финализация транзакции в NEAR занимает около 2 секунд — момент, когда транзакция становится необратимой и окончательно фиксируется в сети
• Шардинг Nightshade распределяет нагрузку по обработке транзакций в сети между сегментами параллельной обработки, называемыми шардами, обеспечивая горизонтальное масштабирование пропускной способности при добавлении новых шардов
• NEAR использует консенсус Proof-of-Stake, безопасность которого обеспечивают валидаторы, а не энергозатратный майнинг
• Смарт-контракты в NEAR работают на Rust и AssemblyScript, знание Solidity не требуется
• Aurora, созданная Aurora Labs на базе инфраструктуры NEAR, обеспечивает совместимость с EVM, что позволяет разработчикам Ethereum развертывать контракты Solidity в NEAR без необходимости переписывать код

Что такое NEAR Protocol?

NEAR Protocol — это блокчейн первого уровня (Layer-1) на базе алгоритма proof-of-stake, разработанный для высокой пропускной способности транзакций и доступности для разработчиков. Он использует шардинг Nightshade для обработки транзакций со скоростью, которая значительно опережает мейннет Ethereum. Как блокчейн первого уровня (Layer-1), что означает обработку и финализацию транзакций непосредственно в собственной сети без использования вторичных сетей, NEAR напрямую конкурирует с Ethereum, Solana, Avalanche и другими крупными сетями за внимание разработчиков и развертывание децентрализованных приложений (dApp). NEAR создан для интернет-приложений нового поколения (широко известных как Web3).

Протокол NEAR был основан Иллей Полосухиным, бывшим инженером Google Research, работавшим над системами искусственного интеллекта, и Александром Скидановым, инженером-программистом, ранее работавшим в MemSQL. Они основали NEAR Inc. в 2018 году, а мейннет NEAR был запущен в апреле 2020 года. Фонд NEAR, швейцарская некоммерческая организация, в настоящее время курирует разработку протокола и выделение грантов для экосистемы.

С первого взгляда, NEAR Protocol предлагает:

• Высокая скорость транзакций: около 100 TPS в мейннете сегодня; теоретически до 100 000 TPS при полном развертывании шардинга Nightshade
• Шардинг Nightshade: собственный механизм масштабируемости NEAR, который распределяет обработку транзакций по параллельным сегментам
• Консенсус Proof-of-Stake: обеспечивается валидаторами, которые вносят в стейкинг токены NEAR в качестве залога, а не энергозатратным майнингом
• Низкие комиссии за газ: транзакции стоят доли цента для большинства операций в сети
• Языки, удобные для разработчиков: смарт-контракты, написанные на Rust и AssemblyScript, расширяют доступ за пределы сетей, работающих только с Solidity
• Совместимость с EVM через Aurora: разработчики Ethereum могут создавать приложения на NEAR через Aurora — отдельную EVM-совместимую сеть, построенную на инфраструктуре NEAR компанией Aurora Labs

Как работает протокол NEAR

NEAR Protocol работает путем объединения двух основных механизмов: консенсус proof-of-stake для безопасности сети и шардинг Nightshade для пропускной способности транзакций. Вместе эти системы позволяют NEAR обрабатывать большое количество транзакций одновременно в параллельных сегментах обработки, в то время как валидаторы внесут токен NEAR в стейкинг в качестве залога для защиты сети от атак.

Чтобы понять, почему эта архитектура так важна, рассмотрим проблему, широко обсуждаемую в исследованиях блокчейна: трилемму масштабируемости. Это наблюдение, связываемое с сооснователем Ethereum Виталиком Бутериным, согласно которому блокчейн-сетям трудно одновременно обеспечить масштабируемость (высокую пропускную способность), безопасность (устойчивость к атакам) и децентрализацию (отсутствие централизованного контроля). Улучшение одного показателя обычно происходит в ущерб остальным. Архитектура NEAR, в частности шардинг Nightshade, разработана для решения проблемы масштабируемости без ущерба для двух других аспектов.

Механизм консенсуса NEAR представляет собой proof-of-stake — систему, в которой валидаторы выбираются для подтверждения транзакций на основе количества криптовалют, которые они внесли в стейкинг в качестве залога, а не путем затрат вычислительной энергии, как в системах proof-of-work, таких как Bitcoin. Безопасность сети NEAR поддерживается валидаторами — участниками, которые вносят токен NEAR в стейкинг в качестве залога и выбираются для подтверждения партий транзакций, получая за это вознаграждение за стейкинг. Владельцы токенов, которые не хотят запускать узел валидатора, могут делегировать свою долю существующему валидатору, снижая барьер для участия и одновременно внося вклад в безопасность сети.

Смарт-контракты на NEAR — это самоисполняющиеся программы, хранящиеся в блокчейне, которые автоматически обеспечивают выполнение условий соглашения при выполнении заранее определенных условий. Они являются основой всех децентрализованных приложений. NEAR поддерживает смарт-контракты, написанные на Rust и AssemblyScript, языке, похожем на TypeScript, что расширяет базу разработчиков по сравнению с сетями, требующими исключительно Solidity. Эта гибкость языка в сочетании со скоростью транзакций и структурой комиссий NEAR делает ее практичной платформой для создания DeFi протоколов, NFT маркетплейсов, блокчейн-игр и социальных приложений.

Шардинг Nightshade: Как NEAR обеспечивает свою скорость транзакций

NEAR Protocol обеспечивает высокую скорость транзакций благодаря шардингу Nightshade — проприетарному механизму, который распределяет вычислительную нагрузку сети между несколькими параллельными сегментами, называемыми шардами. Каждый шард независимо и одновременно обрабатывает и валидирует часть транзакций сети, а не делает это последовательно. По мере добавления новых шардов общая пропускная способность масштабируется пропорционально, что является архитектурной причиной, по которой NEAR может обрабатывать тысячи транзакций в секунду при полном развертывании.

Что такое шардинг?

Шардинг — это метод проектирования баз данных и сетей, который разделяет большую рабочую нагрузку на более мелкие параллельные части, каждая из которых обрабатывается отдельным сегментом системы. Представьте себе одного кассира на кассе супермаркета, обслуживающего каждого покупателя по очереди. По мере роста очереди всем приходится ждать дольше. Теперь представьте, что супермаркет одновременно открывает две дюжины кассовых линий, каждая из которых одновременно обслуживает отдельного покупателя. Общее количество обслуженных за минуту покупателей увеличивается с каждой добавленной линией. Шардинг применяет именно этот принцип к обработке транзакций в блокчейне.

Как работает шардинг Nightshade

Nightshade — это специфическая реализация шардинга в протоколе NEAR, а не универсальный механизм. В системе Nightshade блокчейн NEAR разделен на несколько шардов, каждый из которых функционирует как полуавтономная единица обработки. Каждый шард поддерживает свою часть состояния сети и обрабатывает назначенные ему транзакции параллельно со всеми остальными шардами.

Пропускная способность масштабируется прямо пропорционально: каждый дополнительный шар, добавленный в сеть, увеличивает общую пропускную способность сети примерно на 1000 TPS, что означает горизонтальное масштабирование пропускной способности, а не необходимость фундаментального пересмотра протокола для увеличения скорости. Текущий мейннет NEAR работает с ограниченным количеством активных шардов, что соответствует наблюдаемой сегодня реальной цифре. Теоретический максимум примерно в 100 000 TPS представляет собой предел возможностей протокола, когда все шарды полностью развернуты и активны.

Nightshade также поддерживает динамический решардинг. Когда объем транзакций превышает текущую пропускную способность шардов, архитектура NEAR позволяет разделять существующие шарды для распределения нагрузки. Это означает, что NEAR не имеет жесткого предела пропускной способности; сеть может наращивать свою вычислительную мощность в зависимости от спроса.

NEAR быстрее Ethereum в первую очередь благодаря своей архитектуре. Мейннет Ethereum обрабатывает транзакции последовательно в одной цепочке, что означает, что каждая транзакция ожидает своей очереди после всех остальных. NEAR распределяет ту же рабочую нагрузку по параллельным шардам, поэтому множество транзакций выполняется одновременно, а не последовательно. Разница в скорости носит структурный характер, а не является просто преимуществом в аппаратном обеспечении.

Скорость транзакций NEAR: показатели TPS и реальная производительность

NEAR Protocol в настоящее время обрабатывает около 100 транзакций в секунду (TPS) на мейннете в реальных устойчивых условиях. После полного развертывания шардинга Nightshade, NEAR спроектирован для масштабирования до теоретического максимума примерно в 100 000 TPS, что является одним из самых высоких показателей пропускной способности среди блокчейнов уровня 1 по архитектурному дизайну.

TPS NEAR: Реальный мейннет против теоретического максимума

У NEAR есть два различных показателя производительности, которые означают совершенно разные вещи, и их смешивание приводит к ложным выводам.

TPS NEAR: два числа, которые вам нужно знать

Текущий TPS в мейннете: примерно 100 TPS Источник: данные сети NEAR Explorer и Messari. Отражает реальную среднюю устойчивую пропускную способность в условиях работающей сети по состоянию на 2024 год.

Теоретический максимальный TPS: до ~100 000 TPS Предполагается полное развертывание шардинга Nightshade по всей сети.

Почему они различаются: показатель мейннета отражает текущее количество активных шардов, обрабатывающих транзакции на сегодняшний день. Теоретический максимум предполагает полное развертывание шардинга Nightshade — проектную цель, к которой протокол стремится по мере роста популярности.

Пропускная способность NEAR масштабируется горизонтально с каждым дополнительным шардом. Разрыв между сегодняшними показателями мейннета и теоретическим пределом не является недостатком протокола; он отражает сеть, которая еще не достигла полного развертывания. Применение этого же двухфакторного анализа к Ethereum и Solana также важно, как показывает раздел сравнения ниже.

Время финализации транзакций NEAR

Окончательность транзакции — это не то же самое, что подтверждение транзакции. Подтверждение означает, что транзакция видна в блокчейне. Окончательность означает, что транзакция криптографически необратима и окончательно записана — точка, после которой ни один будущий блок не сможет ее отменить или изменить.

Представьте это как банковский перевод. Вы можете видеть, что перевод находится в процессе до его окончательного подтверждения. Окончательное подтверждение — это момент, когда он полностью завершен и не может быть отозван.

В протоколе NEAR финализация транзакций достигается примерно за 2 секунды в нормальных сетевых условиях (Источник: документация NEAR Protocol, docs.near.org). Ethereum требуется несколько минут для достижения экономической финализации в его мейннете. Финализация в сети Bitcoin обычно измеряется часами. Показатель финализации NEAR в 2 секунды является одним из самых конкурентоспособных среди всех основных блокчейнов первого уровня (Layer-1).

Низкие комиссии подчеркивают преимущество NEAR в скорости. Комиссии за газ в сети NEAR составляют лишь малую часть цента для большинства транзакций, в то время как комиссии в Ethereum могут взлетать до десятков долларов в периоды пиковой активности сети.

Данные TPS получены из NEAR Explorer и Messari. Информация актуальна на 2024 год. Все показатели отражают производительность сети в реальном времени и могут быть изменены в связи с обновлениями протокола.

Для чего используется NEAR Protocol?

NEAR Protocol используется в основном как платформа для создания и запуска децентрализованных приложений (dApps), а сценарии его использования охватывают протоколы DeFi, маркетплейсы NFT, блокчейн-игры и социальные приложения Web3.

Децентрализованные приложения — это программы, работающие в блокчейне, а не на централизованных серверах, предоставляющие пользователям прямой контроль над их активами и транзакциями. Высокая скорость транзакций и низкие комиссии NEAR делают его практичной средой для развертывания для каждой из следующих категорий приложений.

Протоколы DeFi (децентрализованные биржи, платформы Lending, доходное фермерство): в сети Ethereum пиковая загруженность может означать, что своп будет ожидать несколько минут и потребует значительных комиссий. В сети NEAR та же сделка исполняется за считанные секунды и стоит доли цента, что имеет прямое значение для тех, кто совершает чувствительные ко времени сделки или управляет позициями в нескольких протоколах.

Маркетплейсы NFT: При пиковых значениях комиссий в сети Ethereum минт одного NFT может стоить дороже, чем цена продажи токена для коллекций с низкой стоимостью. Структура комиссий и скорость подтверждения в сети NEAR делают активность NFT экономически выгодной в более широком диапазоне ценовых категорий.

Блокчейн-игры и GameFi: Ончейн-игры требуют, чтобы транзакции казались игрокам практически мгновенными. Двухсекундная финальность NEAR соответствует требованиям к задержке, благодаря чему механика ончейн-игр ощущается отзывчивой, а не замедленной.

Социальные Web3-приложения: Социальные платформы, фиксирующие микроплатежи или ончейн-взаимодействия, генерируют большие объемы транзакций при их низкой индивидуальной стоимости. Комиссии NEAR меньше цента делают социальные модели, основанные на микроплатежах, экономически выгодными.

Платформа для разработчиков: Разработчики, создающие продукты на базе NEAR, пишут смарт-контракты на Rust или AssemblyScript, а не на Solidity, что расширяет круг инженеров, способных вести разработку без изучения нового языка. Специально для разработчиков Ethereum решение Aurora предоставляет возможность развертывания существующих смарт-контрактов Solidity на платформе NEAR без необходимости их переписывания.

NEAR против Ethereum, Solana и Avalanche: Сравнение скорости

NEAR Protocol обрабатывает около 100 TPS в мейннете, в то время как Ethereum — от 15 до 30 TPS на своем первом уровне (Layer-1), что делает NEAR примерно в 3–7 раз быстрее в текущих реальных условиях. В приведенной ниже таблице данных используется единая методология для всех четырех сетей.

Реальный показатель TPS отражает среднюю устойчивую пропускную способность в условиях работающей сети, а не теоретические максимумы или пиковую производительность. Данные получены из NEAR Explorer, Messari и ChainSpect по состоянию на 2024 год. Все показатели могут быть изменены в ходе обновлений сети.

NEAR против Ethereum

Мейннет Ethereum обрабатывает примерно от 15 до 30 транзакций в секунду на своем Layer-1. Этот показатель отражает дизайн Ethereum как расчетного слоя с приоритетом безопасности, где основной упор делается на децентрализацию и устойчивость к цензуре, а не на сырую пропускную способность. Ethereum обладает самой зрелой экосистемой разработчиков и крупнейшим DeFi общим объемом заблокированных средств среди всех блокчейнов. NEAR не вытесняет позицию Ethereum; Aurora предоставляет разработчикам Ethereum возможность получить доступ к скорости транзакций и комиссиям NEAR, сохраняя при этом их существующую кодовую базу Solidity. Сравнение в этой таблице проводится от Layer-1 к Layer-1.

NEAR против Solana

Solana является главным конкурентом по скорости в категории Layer-1. То же различие между реальными и теоретическими показателями, которое применимо к NEAR, в равной степени применимо и к Solana: теоретический максимум Solana составляет примерно 65 000 TPS, но реальная устойчивая пропускная способность мейннета в реальных условиях ближе к 3 000 TPS. Solana использует одношардовую архитектуру с параллельной обработкой транзакций, в то время как NEAR распределяет нагрузку между несколькими независимыми шардами в рамках Nightshade. Оба подхода нацелены на высокую пропускную способность с разных архитектурных направлений. Для более подробного изучения архитектуры и механизма консенсуса Avalanche,) таблица сравнения выше обеспечивает единообразную методологию для всех четырех цепочек.

NEAR против Avalanche и Polygon

C-Chain сети Avalanche поддерживает приблизительно 4500 TPS. Avalanche использует архитектуру подсетей в качестве модели масштабируемости — это подход, отличный от шардинга Nightshade в NEAR, но направленный на решение той же проблемы масштабируемости. Polygon функционирует как решение Ethereum Layer-2, а не Layer-1, что относит его к иной архитектурной категории, нежели NEAR, Solana и Avalanche.

Экосистема NEAR: Aurora EVM и Rainbow Bridge

NEAR Protocol подключается к экосистеме разработчиков Ethereum через два инфраструктурных уровня: Aurora, созданный Aurora Labs, и Rainbow Bridge.

Сам по себе NEAR Protocol не является нативно совместимым с EVM. Aurora, сеть, совместимая с EVM, построенная на инфраструктуре NEAR и управляемая Aurora Labs как отдельный проект, позволяет разработчикам Ethereum развертывать смарт-контракты Solidity в NEAR без необходимости переписывать свой код на Rust или AssemblyScript. Практическая выгода очевидна: разработчики Ethereum могут портировать свои существующие dApp на Aurora, получая доступ к скорости транзакций и низким комиссиям NEAR, сохраняя при этом свой код на Solidity в неизменном виде. Транзакции Aurora обрабатываются со скоростью NEAR и с комиссиями за газ уровня NEAR, что означает, что пользователи Ethereum-приложений ощущают скорость и ценовой профиль NEAR, а не Ethereum мейннет.

Rainbow Bridge — это отдельный инфраструктурный уровень, который позволяет пользователям переводить активы между NEAR Protocol и Ethereum без необходимости полагаться на централизованного хранителя. Он соединяет Layer-1 NEAR напрямую с Layer-1 Ethereum, позволяя токенам перемещаться между двумя сетями без разрешений. Rainbow Bridge специфичен для соединения NEAR-Ethereum; это не универсальный межсетевой мост. Для читателей, незнакомых с тем, как работают межсетевые переводы активов на протокольном уровне, наше руководство по теме как работают криптовалютные мосты) подробно описывает механику их работы.

Вместе Aurora и Rainbow Bridge означают, что NEAR не изолирован от более широкой экосистемы криптовалют. Разработчики Ethereum могут разрабатывать на NEAR. Пользователи Ethereum могут перемещать активы на NEAR и обратно.

Токен NEAR: применение и функции

Токен NEAR является нативной криптовалютой NEAR Protocol, выполняющей три основные функции: оплата комиссий за газ для транзакций и выполнения смарт-контрактов, стейкинг для обеспечения безопасности сети и получения вознаграждений, и участие в принятии решений по управлению протоколом.

Комиссии за газ в сети NEAR оплачиваются в токенах NEAR. Каждая транзакция, вызов смарт-контракта или операция по хранению данных требуют небольшой комиссии, номинированной в NEAR. Для большинства операций эти комиссии составляют доли цента, что делает экономически выгодными такие сценарии высокочастотного использования, как DeFi и социальные приложения. Часть каждой комиссии за транзакцию сжигается, навсегда выводя её из обращения, а остальная часть направляется валидаторам в качестве вознаграждения за их работу.

Стейкинг является второй основной функцией. Валидаторы вносят токен NEAR в стейкинг в качестве залога для участия в производстве блоков и проверке транзакций. Обычные держатели токенов, которые не хотят управлять узлом валидатора, могут делегировать свой стейк существующему валидатору, зарабатывая долю в наградах за стейкинг, не управляя инфраструктурой.

Управление — это третья функция. Токен NEAR предоставляет держателям возможность участвовать в принятии решений об обновлениях протокола. Управление на основе веса токенов дает сообществу формальный механизм для определения будущего протокола.

Часто задаваемые вопросы о NEAR Protocol

Насколько быстр NEAR Protocol по сравнению с Ethereum?

NEAR Protocol обрабатывает около 100 TPS в мейннете, по сравнению с 15–30 TPS в Layer-1 сети Ethereum, что делает NEAR примерно в 3–7 раз быстрее в текущих реальных условиях. NEAR также достигает финализации транзакций примерно за 2 секунды, в то время как экономическая финализация Ethereum занимает от 12 до 15 минут.

Для чего используется NEAR Protocol?

Протокол NEAR используется для создания и запуска децентрализованных приложений в DeFi протоколах, на NFT маркетплейсах, в блокчейн-играх и социальных платформах Web3. Его высокая пропускная способность и комиссии менее цента делают его практичным для вариантов использования, где скорость и стоимость Ethereum создают барьеры в удобстве использования для конечных пользователей.

Каким образом протокол NEAR достигает такой скорости?

NEAR Protocol достигает своей скорости транзакций благодаря шардингу Nightshade, который распределяет рабочую нагрузку сети между несколькими параллельными шардами, каждый из которых обрабатывает транзакции независимо и одновременно. По мере того как сеть добавляет больше шардов, общая пропускная способность масштабируется пропорционально. Каждый шард вносит примерно 1 000 TPS в общую мощность, а при полном развертывании верхний предел достигает приблизительно 100 000 TPS.

Что такое шардинг Nightshade?

Nightshade — это проприетарный механизм шардинга протокола NEAR. Шардинг разделяет нагрузку транзакций блокчейна на сегменты параллельной обработки, называемые шардами. Каждый шард обрабатывает часть транзакций сети независимо, что позволяет общей пропускной способности масштабироваться пропорционально количеству активных шардов. Nightshade также поддерживает динамический решардинг, позволяя сети добавлять шарды в ответ на рост объема транзакций.

Сколько транзакций в секунду может обрабатывать NEAR?

NEAR Protocol в настоящее время обрабатывает примерно 100 транзакций в секунду на мейннете в условиях реальной постоянной нагрузки (Источник: NEAR Explorer, 2024). После полного развертывания шардинга Nightshade NEAR спроектирован для масштабирования до теоретического максимума примерно в 100 000 TPS. Эти две цифры представляют собой текущую производительность и предельные возможности протокола соответственно.

Является ли NEAR Protocol хорошей инвестицией?

NEAR Protocol предлагает задокументированные технологические возможности: примерно 100 TPS в мейннете, теоретический предел в 100 000 TPS благодаря шардингу Nightshade и финализацию транзакций за 2 секунды. Станут ли эти характеристики основанием для подходящих инвестиций, зависит от вашего индивидуального финансового положения и терпимости к рискам. Данная статья описывает технологию, а не инвестиционную привлекательность. Для получения персональных рекомендаций обратитесь к лицензированному финансовому консультанту.

Что такое токен NEAR?

Токен NEAR — это собственная криптовалюта NEAR Protocol, выполняющая три основные функции: оплата комиссий за газ для транзакций в блокчейне и выполнения смарт-контрактов, стейкинг в качестве валидатора или делегирование стейка для получения сетевых вознаграждений, а также участие в решениях по управлению касательно обновлений протокола. В официальной документации токен NEAR не называют «NEAR coin».

Как NEAR Protocol сравнивается с Solana?

Реальная производительность мейннета NEAR составляет примерно 100 TPS, в то время как Solana поддерживает примерно 3000 TPS в реальных условиях. Теоретические максимумы сокращают разрыв: NEAR — 100 000 TPS против Solana — 65 000 TPS. Архитектурно NEAR использует многошардовое шардирование Nightshade, в то время как Solana использует одношардовую модель параллельной обработки. NEAR поддерживает Rust и AssemblyScript; Solana использует Rust и C.

Что такое транзакционная финализация в NEAR Protocol?

Окончательность транзакции — это момент, когда транзакция становится необратимой и навсегда записывается в блокчейне, в отличие от подтверждения, которое лишь означает, что транзакция видна. В NEAR Protocol окончательность обычно достигается примерно за 2 секунды при нормальных сетевых условиях (Источник: документация NEAR Protocol, docs.near.org). Экономическая окончательность Ethereum занимает примерно от 12 до 15 минут. Окончательность в Bitcoin обычно измеряется часами.

Кто создал NEAR Protocol?

Протокол NEAR был основан Иллей Полосухиным, который ранее руководил исследовательскими проектами в области ИИ в Google, и Александром Скидановым, инженером-программистом, ранее работавшим в MemSQL. Они основали NEAR Inc. в 2018 году. Мейннет NEAR был запущен в апреле 2020 года. NEAR Foundation, швейцарская некоммерческая организация, в настоящее время курирует разработку протокола, финансирование исследований и гранты для экосистемы.

Каковы плюсы и минусы протокола NEAR?

Плюсы: приблизительно 100 TPS в мейннете с теоретическим пределом в 100 000 TPS; комиссии за газ менее цента; шардинг Nightshade для горизонтального масштабирования; совместимость с Aurora EVM через Aurora Labs; поддержка смарт-контрактов на Rust и AssemblyScript; финализация транзакций за 2 секунды. Минусы: экосистема разработчиков меньше, чем у Ethereum; более низкая DeFi общая заблокированная стоимость (TVL), чем у Ethereum и Solana; полное развертывание Nightshade все еще находится в процессе.

Дополнительные материалы

• Что такое криптовалюта Avalanche (AVAX): подробное объяснение
• Как получить сведения о транзакции в различных обозревателях блокчейна