NEAR Protocol: Пояснення валідації без стану

Відмова від відповідальності: Ця стаття призначена виключно для інформаційних цілей і не є фінансовою чи інвестиційною порадою. Ринки криптовалют є волатильними та спекулятивними. Зверніться до кваліфікованого фінансового радника перед прийняттям інвестиційних рішень.

Зміст

["- Походження NEAR: Засновники, історія та місія","- Як працює NEAR Protocol: Консенсус, токени та основи","- Екосистема NEAR: Що ви можете створити та робити","- Розуміння шардингу Блокчейну: Основа для всього, що буде далі","- Дорожня карта шардингу Nightshade: Від запуску до безстатусної валідації","- Що таке безстатусна валідація NEAR?","- NEAR проти Ethereum проти Solana: Порівняння архітектур","- Часті запитання","- Висновок: Чому безстатусна валідація важлива для майбутнього NEAR"]

NEAR Protocol — це Блокчейн першого рівня на основі proof-of-stake, розроблений для забезпечення масштабованості за допомогою архітектури шардингу під назвою Nightshade. Його власна Криптовалюта, токен NEAR, забезпечує оплату комісій за газ, можливість валідаторам вносити в стейкінг активи та управління протоколом. Оновлення «безстейтова валідація» (Фаза 2 дорожньої карти Nightshade) знижує вимоги до апаратного забезпечення валідаторів і сприяє децентралізації мережі, маючи на меті досягнення понад 100 000 транзакцій на секунду (TPS) при повному масштабуванні.

Трилема блокчейну, яку зазвичай приписують Віталіку Бутеріну, стверджує, що блокчейн може досягти максимум двох із трьох властивостей одночасно: масштабованість, безпека та децентралізація. Архітектурні рішення NEAR Protocol, зокрема безстанова валідація, спрямовані на вирішення всіх трьох завдань. До кінця цієї статті ви зможете пояснити, що таке NEAR Protocol, описати, чим безстанова валідація відрізняється від станової валідації, зрозуміти, що роблять свідки стану (state witnesses) та валідатори чанків (chunk validators), а також співвіднести безстанову валідацію на дорожній карті розробки NEAR з роботою над безстановою архітектурою самого Ethereum.

Витоки NEAR: Засновники, Історія та Місія

NEAR Protocol був заснований у 2018 році Іллею Полосухіним та Олександром Скидановим. Полосухін є співавтором знакової статті 2017 року «Attention Is All You Need» (https://arxiv.org/abs/1706.03762),) — дослідження, яке представило архітектуру Transformer, що лежить в основі сучасних великих мовних моделей, таких як GPT та BERT. Скиданов — колишній інженер Google із досвідом дослідження розподілених систем. Їхні спільні досягнення з моменту заснування поставили NEAR Protocol у руки дослідників, які вже зробили фундаментальний внесок у галузі машинного навчання та великомасштабних розподілених обчислень.

Початкова мотивація була практичною: створити блокчейн першого рівня, на якому розробники могли б реально випускати додатки без шкоди для масштабованості. На той час існуючі блокчейни змушували розробників обирати між досвідом розробки та пропускною здатністю мережі. Метою проєктування NEAR було подолати цей компроміс завдяки шардованій архітектурі, побудованій з нуля.

NEAR Protocol запустив свою основну мережу у квітні 2020 року. Фонд NEAR Foundation,, некомерційна організація, керує розробкою протоколу, програмами грантів та розвитком екосистеми. Фонд відрізняється від NEAR Protocol як мережі та від токена NEAR як активу. Ця відмінність має значення під час читання офіційних повідомлень про проєкт.

--- ## Як працює NEAR Protocol: Консенсус, Токени та Основи

NEAR Protocol забезпечує безпеку своєї мережі через консенсусну модель proof-of-stake, у якій валідатори вносять токени NEAR у стейкінг як економічну заставу для участі у виробленні блоків та їх валідації.

Proof-of-Stake: Як NEAR забезпечує безпеку мережі

Proof-of-Stake (доказ частки володіння) — це механізм консенсусу, який NEAR використовує для вибору валідаторів і захисту мережі від нечесної поведінки. Валідатори блокують токени NEAR як економічну заставу через процес, який називається стейкінгом. Потім вони обираються для створення блоків на основі розміру їхньої частки. NEAR використовує модель порогового proof-of-stake (PoS): валідатори, чия частка перевищує мінімальний поріг, мають право на участь у відборі, при цьому більші частки вносяться в стейкінг для підвищення ймовірності вибору. Валідатори, які поводяться нечесно, ризикують потрапити під слешинг — механізм покарання, який знищує частину токенів валідатора, внесених в стейкінг, якщо він діє всупереч правилам протоколу або переходить в офлайн.

Фінальність блоків у мережі NEAR регулюється алгоритмом під назвою Doomslug, який дозволяє продовжувати генерацію блоків без очікування повної візантійської відмовостійкої фінальності для кожного блоку. Doomslug відповідає за те, як блоки досягають фінальності; Nightshade відповідає за те, як ланцюг розподіляється за шардами. Це окремі компоненти архітектури NEAR, а не взаємозамінні терміни.

Вимоги до апаратного забезпечення валідаторів безпосередньо визначаються дизайном шардингу NEAR. До впровадження безстатусного валідування валідатори, що зберігали повний стан шарду, стикалися зі значними вимогами до дискового простору та пам'яті. Цей зв'язок між вартістю обладнання та участю валідаторів є архітектурною проблемою, яку покликане вирішити безстатусне валідування. Повні деталі доступні в документації валідатора NEAR Protocol.

Токен NEAR: комісії за газ, стейкінг та управління протоколом

Токен NEAR — це нативна криптовалюта NEAR Protocol, яка виконує три основні функції: оплата комісій за газ (транзакційних витрат, що сплачуються валідаторам за обробку мережевої активності), забезпечення застави для стейкінгу валідаторів та надання можливості брати участь в управлінні протоколом.

NEAR створює блоки приблизно щосекунди. Мережа наразі обробляє тисячі транзакцій за секунду (TPS) на своїх активних шардах, з довгостроковою архітектурною метою у 100 000+ TPS при повному шардингу з безстатусною валідацією. Цей показник є дизайнерською метою, а не актуальним твердженням про продуктивність. Архітектура створена для досягнення такої пропускної здатності шляхом розподілу обробки транзакцій між паралельними шардами, а не обробки кожної транзакції на єдиному ланцюзі. Винагороди за стейкінг компенсують валідаторам їхню участь у безпеці мережі як стимул за участь у мережі, а не як інвестиційний продукт.

--- ## Екосистема NEAR: Що ви можете створювати та робити

NEAR Protocol підтримує низку децентралізованих додатків (dApps) у сферах DeFi, ігор, NFT та соціальних платформ Web3. Наступні компоненти екосистеми надають розробникам і користувачам численні способи взаємодії з мережею:

• Розробка смартконтрактів: Контракти на NEAR пишуться на Rust або JavaScript/TypeScript і компілюються у WebAssembly (WASM), портативний бінарний формат, що використовується як середовище виконання смартконтрактів на NEAR. NEAR SDK підтримує обидві мови, роблячи платформу доступною для широкого кола розробників.
• Доступ для розробників Ethereum: Aurora, рівень сумісності з EVM від NEAR, дозволяє розробникам Ethereum розгортати існуючі смартконтракти Solidity на NEAR з мінімальними змінами. Aurora — це окремий продукт, побудований поверх NEAR Protocol, а не частина нативного середовища WASM NEAR.
• Рух активів між мережами: Rainbow Bridge, міст для активів Ethereum від NEAR, забезпечує бездовірне перенесення активів між NEAR Protocol та Ethereum. Бездовірність тут означає, що міст працює без необхідності довіри до центральної сторони, дозволяючи користувачам переміщувати токени між двома мережами, не покладаючись на централізованого кастодіана.
• Доступність даних для ролапів: NEAR також пропонує рівень доступності даних (NEAR DA), який дозволяє Ethereum ролапам та іншим мережам використовувати шардовану архітектуру NEAR для низької вартості та високої пропускної здатності доступності даних, поширюючи переваги архітектури NEAR за межі власної екосистеми.

Розробники, готові до створення, можуть почати з документації NEAR для розробників на docs.near.org, яка повністю охоплює NEAR SDK, розгортання смартконтрактів та інструменти для розробки.

Розуміння архітектури шардингу NEAR — це наступний крок до осягнення того, як мережа забезпечує роботу цієї екосистеми в масштабі.

Розуміння шардингу блокчейну: основа для всього подальшого

Шардинг — це архітектурна техніка, яка лежить в основі дизайну масштабованості NEAR Protocol, і її розуміння є основою для розуміння валідації без збереження стану.

Що таке шардинг блокчейну?

Шардинг блокчейну — це техніка горизонтального партиціювання, запозичена з проєктування баз даних, яка розподіляє робоче навантаження з обробки транзакцій блокчейну між кількома паралельними розділами обробки, що називаються шардами. Замість того, щоб кожен вузол обробляв кожну транзакцію (саме так працюють Bitcoin та Ethereum до впровадження шардингу), шардинг дозволяє здійснювати паралельну обробку в кількох ланцюгах одночасно. Уявіть це як паралельні каси в супермаркеті: замість того, щоб одна черга обслуговувала всіх клієнтів послідовно, кілька кас обслуговують різних клієнтів одночасно, що багаторазово збільшує ефективну пропускну здатність системи.

Шардинг створює проблему координації, якої уникають архітектури з одним ланцюгом. Коли транзакція зачіпає облікові записи або смарт-контракти на різних шардах, протокол повинен координувати роботу між шардами для її завершення, вимагаючи квитанції та зворотні виклики через межі шардів. Це називається міжшардовими транзакціями, і управління цими накладними витратами на координацію є однією з центральних проблем дизайну в архітектурі шардованого блокчейну. Це безпосередньо пов'язано з тим, чому стейтлес-валідація має значення для довгострокової (long) масштабованості NEAR.

Nightshade: Архітектура шардингу NEAR

Nightshade — це архітектура шардингу NEAR Protocol, яка підтримує один логічний блокчейн, розподіляючи обробку транзакцій між паралельними шардами, кожен з яких створює підмножину транзакцій під назвою «чанк» (chunk) на блок. Усі чанки з усіх шардів включаються в один і той самий блок, зберігаючи вигляд єдиного уніфікованого ланцюга та водночас забезпечуючи паралельну обробку на нижньому рівні.

Ось як Nightshade обробляє транзакції:

1. Кожен акаунт на NEAR закріплюється за певним шардом на основі його ID акаунта
2. Транзакції спрямовуються до шарду, якому належить акаунт відправника
3. Кожен шард створює чанк транзакцій для відповідного періоду блоку
4. Усі чанки з усіх активних шардів збираються в один блок
5. Виробники блоків валідують блок; валідатори чанків (після Фази 2) перевіряють окремі чанки

Станом на 2024 рік NEAR працює з шістьма активними шардами, згідно з документацією про шардинг Nightshade від NEAR. Фаза 3+ дорожньої карти Nightshade впроваджує динамічний решардинг, який дозволить автоматично масштабувати кількість шардів залежно від попиту в мережі, а не за фіксованим значенням.

Міжшардні транзакції вимагають додаткових кроків координації: відправний шар генерує квитанцію, яку шар-отримувач обробляє в наступному блоці. Ця складність координації зростає зі збільшенням кількості шардів. Безстатусна валідація зменшує накладні витрати валідаторів на керування станом між шардами, повністю відокремлюючи зберігання стану від роботи з валідації, що сприяє ефективнішому міжшардному виконанню в масштабі.

Розуміння поетапного розвитку Nightshade є необхідним контекстом для розміщення безстейтової валідації в дорожній карті, про що йдеться в наступному розділі.

Дорожня карта шардингу Nightshade: Від запуску до валідації без стану

Архітектура шардингу Nightshade впроваджувалася поетапно, і кожна фаза змінювала те, як валідатори взаємодіють зі станом шарду.

Перехід від Фази 1 до Фази 2 є концептуальним ядром цієї статті. У Фазі 1 кожен валідатор локально зберігав повний стан свого призначеного шарду — це було значне апаратне навантаження, яке зростало, оскільки шар накопичував більше даних облікових записів та сховища контрактів. У Фазі 2 ця вимога щодо зберігання повністю усувається для валідаторів чанків: вони отримують саме той стан, який їм потрібен для кожного чанку, у формі свідчення стану (state witness), перевіряють чанк і відкидають це свідчення.

Фаза 2 (валідація без стану) є основною темою наступного розділу: що саме вона собою являє, як вона працює та що вона змінює як для валідаторів, так і для користувачів одночасно.

Що таке безстанова валідація NEAR?

Безстейт-валідація — це оновлення протоколу NEAR (Фаза 2 Nightshade), у якому валідатори чанків перевіряють чанки транзакцій без зберігання повного стану шарду. Замість того щоб підтримувати постійні дані стану локально, валідатори отримують свідків стану (state witnesses) — пакети криптографічних даних, згенеровані виробниками блоків, що містять саме ту інформацію, яка необхідна для перевірки кожного чанку.

Безстанова валідація не є унікальною для NEAR; це архітектурний підхід, який досліджується в багатьох блокчейн-екосистемах. Реалізація NEAR – це конкретне, дієве розгортання на рівні виконання, відмінне від дорожньої карти Ethereum щодо безстановних клієнтів, яка працює на рівні доступу до даних. Офіційна термінологія NEAR для цієї функції – «безстанова валідація», а не «безстанові клієнти» (термін Ethereum) або «безстанове виконання».

Для ознайомлення з повною технічною специфікацією дивіться анонс NEAR Foundation щодо безстейт-валідації.

Проблема: чому стейтфул-валідація не масштабується

У моделі шардингу зі збереженням стану, кожен валідатор повинен локально зберігати та підтримувати повний стан свого призначеного шарду. Оскільки блокчейн зростає, це створює три накопичувальні проблеми: інфляція витрат на обладнання, яка витісняє дрібніших валідаторів, тиск централізації, що концентрує валідацію серед фінансово забезпечених операторів вузлів, і стеля масштабованості, де додавання нових шардів пропорційно збільшує вимоги до зберігання даних у всьому наборі валідаторів.

У наведеній нижче таблиці показано, як порівнюються стейтфул- та стейтлес-валідація за п’ятьма вимірами:

У міру того, як мережа зростає і накопичуються дані стану, модель зі збереженням стану зрештою змушує обирати: ще більше підвищувати вимоги до апаратного забезпечення, зменшувати кількість шардів або погоджуватися на централізацію валідаторів. Валідація без збереження стану (Stateless validation) долає це обмеження, відокремлюючи тих, хто зберігає стан, від тих, хто верифікує транзакції.

Рішення: Визначення валідації без збереження стану

Безстейтова валідація усуває вимогу щодо зберігання стану для валідаторів чанків. Замість підтримки локальної копії стану шарду, валідатор чанка отримує саме ті дані стану, які йому потрібні для кожного чанка, який він перевіряє, у вигляді свідчення стану від виробника блоку. Після перевірки свідчення видаляється. Постійне зберігання не відбувається.

Практичним наслідком є те, що валідатори більше не потребують значного дискового простору для зберігання стану шарду. Мережа може збільшувати кількість шардів для підвищення пропускної здатності без пропорційного зростання вимог до сховища кожного валідатора. Тепер роботу з валідації та зберігання стану виконують різні учасники з різними апаратними профілями: блок-продюсери, які підтримують стан, та валідатори чанків, які перевіряють його без зберігання.

Свідки стану: Криптографічний ключ

Свідок стану в NEAR Protocol — це криптографічний пакет даних, згенерований виробником блоків, який містить усі баланси рахунків та значення сховища контрактів, необхідні валідатору чанків для перевірки конкретного чанка транзакцій, без необхідності локального зберігання валідатором повного стану шарду.

Механізм працює у п'ять етапів:

1. Валідатор блоків підтримує повний стан шарду та генерує чанк для свого призначеного шарду
2. Валідатор блоків генерує свідчення стану для цього чанку, що містить відповідні значення стану, взяті з трі тріву стану NEAR (криптографічна структура даних, що записує всі баланси рахунків та сховище контрактів)
3. Свідчення стану передається валідаторам чанку, призначеним для цього шарду для цього блоку
4. Валідатори чанку використовують свідчення для перевірки коректності транзакцій у кожній транзакції чанку
5. Валідатори чанку відкидають свідчення після перевірки, без зберігання постійного стану

Уявіть свідчення стану як завірену квитанцію від виробника блоку. Воно підтверджує, що на рахунку було достатньо коштів і стан контракту був дійсним на момент транзакції, без необхідності для валідатора зберігати весь реєстр. Квитанція містить саме те, що потрібно для перевірки цієї конкретної транзакції, і нічого більше.

Термін, що використовується в специфікації протоколу NEAR, це «state witness» (свідок стану), а не «state proof» (доказ стану) чи будь-який інший варіант. Читачі, які шукають глибші технічні деталі специфікації, можуть звернутися до сховища Пропозиції щодо вдосконалення NEAR (NEP)).

Валідатори чанків проти виробників блоків: Два рівні участі в мережі

Валідатор чанків на NEAR — це вузол валідатора, який перевіряє певний чанк транзакцій за допомогою свідка стану, наданого продюсером блоків, без локального зберігання повного стану шарду.

Виробники блоків та валідатори чанків утворюють дворівневу архітектуру:

• Виробники блоків підтримують повний стан шарду, створюють блоки та генерують свідчення стану для кожного чанку, який вони створюють. Вони мають вищі вимоги до обладнання, оскільки повинні постійно зберігати та оновлювати стан шарду.
• Валідатори чанків отримують свідчення стану від виробників блоків, використовують їх для перевірки транзакцій у конкретному чанку, а потім відкидають свідчення. Вони не підтримують постійний стан і не створюють блоки.

Валідатори чанків випадково ротуються між шардами за епоху, при цьому кожна епоха триває приблизно 12 годин на NEAR. Така ротація запобігає призначенню будь-якого валідатора до одного й того ж шарду на достатньо тривалий час для змови з іншими або для того, щоб стати цільовою поверхнею атаки на цей шард.

Оскільки валідатори чанків не зберігають постійний стан, капітальні витрати на їх запуск є суттєво нижчими, ніж на запуск валідаторської ноди, що створює блоки. Це розширює коло осіб, які можуть брати участь у забезпеченні безпеки мережі NEAR.

Що валідація без стану означає для децентралізації та масштабованості

Безстатусна валідація забезпечує три взаємопов'язані результати для мережі NEAR: ширшу децентралізацію, покращену масштабованість та вимірний прогрес у вирішенні трилеми блокчейну.

Децентралізація. Нижчі вимоги до обладнання для валідаторів чанків розширюють набір валідаторів, зменшуючи капітальний бар'єр для запуску вузла валідатора. Виробники блоків все ще вимагають вищих специфікацій обладнання, але валідатори чанків становлять більшу та зростаючу частку активної роботи з валідації зі збільшенням кількості шардів. Результатом є ширший, більш доступний шлях до участі у забезпеченні безпеки мережі.

Масштабованість. Відокремлення зберігання стану від процесу валідації означає, що NEAR може збільшувати кількість шардів без пропорційного підвищення апаратних вимог до кожного валідатора. Мережа націлена на понад 100 000 TPS з повним шардингом та валідацією без збереження стану (stateless validation) — це ціль проєктування, закладена в архітектуру, а не поточний показник продуктивності. Пропускна здатність валідації більше не обмежена операціями введення/виведення сховища стану, що було основним обмеженням у Фазі 1.

Просування трилеми блокчейну. Трилема блокчейну (зазвичай приписується Віталіку Бутеріну) стверджує, що блокчейн може одночасно досягти щонайбільше двох з масштабованості, безпеки та децентралізації. Безстанова валідація розв'язує всі три одночасно. Масштабованість покращується завдяки вищій пропускній здатності валідації на шар. Децентралізація покращується завдяки нижчим апаратним вимогам для валідаторів фрагментів. Безпека покращується завдяки випадковому обертанню валідаторів фрагментів, що запобігає цілеспрямованим атакам на конкретні шари.

Основні висновки:

• Валідація без збереження стану (Stateless validation) — це оновлення Nightshade Фази 2 мережі NEAR, що усуває вимогу до зберігання стану для валідаторів чанків
• Виробники блоків генерують свідчення стану (state witnesses); валідатори чанків використовують їх для перевірки чанків, після чого видаляють їх
• Валідатори чанків не зберігають повний стан шарду. Це ключова відмінність від валідації зі збереженням стану
• Нижчі апаратні вимоги для валідаторів чанків розширюють коло осіб, які можуть брати участь у безпеці мережі
• NEAR прагне досягти 100 000+ TPS завдяки повному шардингу; валідація без збереження стану усуває основну перешкоду на цьому шляху

Щоб зрозуміти, як підхід NEAR співвідноситься з тим, що створюють Ethereum і Solana, у наступному розділі розглядаються архітектурні компроміси цих трьох мереж.

NEAR проти Ethereum та Solana: Порівняння архітектур

NEAR Protocol, Ethereum та Solana представляють три різні архітектурні підходи до вирішення одного й того ж ключового завдання: досягнення високої пропускної здатності транзакцій у великих масштабах. Розуміння цих відмінностей допомагає оцінити дизайнерські компроміси кожного протоколу без визначення якогось одного як кращого.

NEAR проти Ethereum: шардинг виконання проти шардингу даних

NEAR та Ethereum відрізняються за трьома фундаментальними архітектурними вимірами: їхнім підходом до шардингу, реалізацією архітектури без збереження стану та інструментарієм для розробників.

Щодо шардингу, NEAR використовує виконання шардингу через Nightshade. Навантаження з обробки транзакцій саме по собі розділене між паралельними шардами, при цьому кожен шард створює частини (чанки), які збираються в блоки. Ethereum використовує шардинг даних через Danksharding (підхід Ethereum до шардингу доступності даних), який зосереджений на забезпеченні дешевого зберігання даних для Layer-2 ролапів, замість шардингу виконання на базовому рівні. Масштабування виконання Ethereum обробляється ролапами, побудованими поверх базового ланцюга, а не шляхом розділення самого базового ланцюга.

Щодо безстатусної архітектури, безстатусна валідація NEAR є активною реалізацією Фази 2. Ethereum має дорожню карту для безстатусних клієнтів, побудовану навколо Verkle trees, криптографічної структури даних, яка дозволяє світловим клієнтам Ethereum перевіряти стан без зберігання повного трі стану, що залишається в активній розробці. Як NEAR, так і Ethereum впроваджують безстатусні архітектури, але на різних рівнях. Підхід NEAR знаходиться на рівні виконання та валідації; робота Ethereum над безстатусними клієнтами відбувається на рівні доступу до даних. Це паралельні підходи до однієї фундаментальної проблеми, а не конкуруючі реалізації одного й того ж дизайну.

Щодо інструментів для розробників, NEAR використовує WebAssembly (WASM) як середовище виконання смартконтрактів, а основними мовами смартконтрактів є Rust і JavaScript/TypeScript. Ethereum використовує Віртуальну машину Ethereum (EVM) із Solidity як основною мовою. NEAR забезпечує сумісність із EVM через Aurora, що робить її доступною для розробників Solidity без необхідності вивчати Rust або JavaScript для розробки контрактів.

NEAR та Ethereum спроектовані з урахуванням різних архітектурних компромісів, а не для прямого порівняння за єдиним показником продуктивності. Детальну дорожню карту шардингу даних Ethereum див. у дорожній карті данкшардингу Ethereum.

NEAR проти Solana: шардоване масштабування проти швидкості одного ланцюга

Solana обирає інший шлях до високої пропускної здатності: одноланцюгову архітектуру, яка обробляє всі транзакції в одному ланцюгу без шардингу, покладаючись на високі апаратні вимоги до валідаторів для підтримки продуктивності мережі. Така архітектура забезпечує значну пропускну здатність, але перекладає тягар витрат на обладнання на кожного валідатора в мережі, що обмежує кількість незалежних учасників, які можуть економічно вигідно запускати вузли валідаторів.

Шардована архітектура NEAR розподіляє робоче навантаження між паралельними шардами та завдяки валідації без стану (stateless validation) знижує вимоги до апаратного забезпечення для кожного валідатора чанків. Різниця у філософії проєктування полягає в компромісах: Solana надає пріоритет стабільності продуктивності в межах одного ланцюга; NEAR розподіляє навантаження між шардами, щоб зберегти доступність валідаторів у міру масштабування пропускної здатності.

Поширені запитання про NEAR Protocol та валідацію без збереження стану

Наступні запитання стосуються найпоширеніших пошукових запитів про NEAR Protocol та валідування без стану.

Що таке NEAR Protocol?

NEAR Protocol — це блокчейн першого рівня на базі proof-of-stake, розроблений для високої пропускної здатності завдяки архітектурі шардингу під назвою Nightshade. Валідатори вносять в стейкінг токен NEAR, щоб брати участь у створенні блоків і гарантуванні безпеки мережі. Протокол націлений на понад 100 000 TPS при повному масштабуванні шардингу та запустив свою основну мережу у квітні 2020 року. Оновлення безстейтової валідації (Phase 2) знижує вимоги до апаратного забезпечення валідаторів і розширює участь у мережі.

Що таке безстейтова валідація у NEAR?

Безстанова валідація — це оновлення Nightshade Фази 2 від NEAR, під час якого валідатори чанків перевіряють чанки транзакцій без локального зберігання повного стану шарду. Виробники блоків генерують криптографічні пакети даних, які називаються свідками стану, для кожного чанку. Валідатори чанків отримують ці свідки, перевіряють транзакції та видаляють свідків. Результатом є зниження вимог до апаратного забезпечення для валідації та більш доступна модель участі валідаторів.

Що таке шардинг Nightshade?

Nightshade — це архітектура шардингу NEAR Protocol, яка підтримує один логічний блокчейн, розділяючи обробку транзакцій між паралельними шардами, кожен з яких створює фрагмент транзакцій за блок. Усі фрагменти збираються в один блок. Транзакції призначаються шардам за ідентифікатором облікового запису. Станом на 2024 рік NEAR використовує шість шардів, а Фаза 3+ впроваджує динамічний решардинг для масштабування кількості шардів залежно від попиту.

Хто створив NEAR Protocol?

NEAR Protocol був заснований у 2018 році Іллею Полосухіним та Олександром Скідановим. Полосухін є співавтором статті «Attention Is All You Need» 2017 року, яка представила архітектуру Transformer, що лежить в основі сучасних моделей штучного інтелекту, включно з GPT. Скіданов — колишній інженер Google із досвідом роботи у сфері розподілених систем. Протокол було запущено в основній мережі у квітні 2020 року, а NEAR Foundation виконує роль некомерційного управителя.

Що таке валідатор чанків?

Валідатор частин (chunk validator) на NEAR — це вузол-валідатор, який перевіряє конкретний фрагмент транзакцій (transaction chunk) у межах блоку, використовуючи свідчення стану (state witness), надане виробником блоку, без збереження повного стану свого призначеного шарду. Валідатори частин випадковим чином переміщуються між шардами кожного епохи, зменшуючи ризик змови. Оскільки вони не потребують постійного зберігання стану, їхні вимоги до обладнання суттєво нижчі, ніж у валідаторів, що створюють блоки.

Що таке свідчення стану?

Witnesses стану — це криптографічні пакети даних, які виробники блоків генерують для кожного chunk, який вони створюють. Кожен witness містить баланси облікових записів та значення сховища контрактів, необхідні для перевірки транзакцій у цьому chunk, отримані з state trie. Валідатори chunk використовують witness для перевірки коректності транзакцій, а потім видаляють його. Witnesses стану роблять можливою безстатеву валідацію (stateless validation): вони містять саме ту інформацію про стан, яка необхідна для перевірки, без потреби валідатору зберігати повний ledger.

Наскільки швидкий NEAR Protocol?

NEAR створює блоки приблизно кожну секунду, що забезпечує низький час фіналізації транзакцій порівняно з багатьма мережами рівня 1. Поточна стійка пропускна здатність активних шардових ланцюжків вимірюється тисячами TPS, а архітектура розроблена для досягнення 100 000+ TPS при повному шардингу та масштабуванні без стану валідації. Швидкість у NEAR має два виміри: пропускна здатність (TPS у всіх шардах) та затримка (час до фіналізації), обидва показники покращуються зі збільшенням кількості шардів за моделлю Nightshade.

На якому етапі зараз знаходиться дорожня карта шардингу NEAR?

Станом на кінець 2024 року NEAR працює на Фазі 2 (stateless validation), яка активна в основній мережі. Фаза 0 (запуск основної мережі без шардингу стану) та Фаза 1 (шардинг стану зі станом, що зберігається валідаторами) вже завершені. Фаза 3+ (динамічний решардинг, де кількість шардів масштабується залежно від попиту) перебуває в активній розробці. Перевірте поточний статус розгортання та оновлення дорожньої карти на near.org/blog.

Чим NEAR відрізняється від Ethereum?

NEAR та Ethereum відрізняються переважно в трьох аспектах. По-перше, їхній підхід до шардингу: NEAR використовує шардинг виконання (Nightshade) для розподілу обробки транзакцій; Ethereum використовує шардинг даних (danksharding) для підтримки Layer-2 ролапів, а масштабування виконання залишається за цими ролапами. По-друге, статус їхньої архітектури без стану: NEAR має активну валідацію без стану; робота Ethereum над клієнтом без стану за допомогою Verkle trees все ще в розробці. По-третє, їхній інструментарій розробника: нативне середовище NEAR використовує WASM та Rust/JavaScript; Ethereum нативно використовує EVM та Solidity.

Чи є NEAR Protocol хорошим інвестиційним рішенням?

Ця стаття не надає інвестиційних порад і не може оцінювати NEAR Protocol як інвестицію. Ціни токенів та показники прийняття мережі швидко змінюються. Для отримання інформації про технічну дорожню карту відвідайте офіційний вебсайт NEAR Foundation за адресою near.org. Для прийняття інвестиційних рішень консультуйтеся з поточними ринковими даними та незалежним фінансовим аналізом від кваліфікованого фінансового радника.

Висновок: чому безстейтова валідація важлива для майбутнього NEAR

Оновлення без стану валідації NEAR Protocol є найбільш структурно значущою зміною в архітектуру Nightshade з моменту запуску основної мережі. Роз'єднуючи зберігання стану валідатора та роботу валідації за допомогою свідків стану та валідаторів фрагментів, валідація без стану розриває прямий зв'язок між зростанням блокчейну та вартістю обладнання валідатора. Це практична відповідь на виклик трилеми блокчейну, що відкрив цю статтю: більше учасників можуть валідувати, можна додавати більше шардів, і мережу стає складніше атакувати через цілеспрямовану концентрацію шарду.

Фаза 3+ (динамічний решардинг) — це наступна віха в дорожній карті NEAR. Вона дозволить автоматично масштабувати кількість активних шардів у відповідь на мережеве навантаження, замість того щоб вимагати ручних оновлень протоколу. Архітектура, побудована під час Фази 2, створює фундамент для функціонування цього динамічного масштабування без пропорційного збільшення апаратного навантаження на окремих валідаторів.

Для читачів, які хочуть зайти далі, наступні кроки залежать від вашої точки зору:

• Інвестори та дослідники: Слідкуйте за офіційним вебсайтом NEAR Foundation на near.org та блогом NEAR Foundation, щоб отримувати Оголошення щодо дорожньої карти, оновлення розробки Фази 3+ та новини екосистеми.
• Розробники: Документація для розробників NEAR на docs.near.org охоплює NEAR SDK, розгортання смартконтрактів на Rust і JavaScript/TypeScript, а також повну технічну архітектуру Nightshade.
• Валідатори та оператори вузлів: Документація для валідаторів NEAR Protocol) містить детальну інформацію про вимоги до валідаторів, механіку стейкінгу та технічні характеристики обладнання як для виробників блоків, так і для валідаторів чанків у межах безстейтового підтвердження (stateless validation).

Безстатусна валідація – це не оптимізація продуктивності. Це архітектурне переосмислення того, хто може брати участь у забезпеченні безпеки шардованого блокчейну, і це переосмислення дає NEAR Protocol реальний шлях до масштабування пропускної здатності без масштабування централізації.