Поддержка в Polkadot: ключ к десятикратному увеличению пропускной способности
I. Суть асинхронной поддержки в контексте экосистемы Polkadot
1.1. Процесс поддержки в Polkadot: от синхронности к асинхронности
Прежде чем погрузиться в тонкости асинхронной поддержки, важно понять сам процесс поддержки блоков в Polkadot.
Синхронная поддержка:
- Парачейны, являясь независимыми блокчейнами within the Polkadot network, генерируют блоки (parablocks) с помощью узлов-сборщиков (collators).
- Для обеспечения безопасности и согласованности эти параблоки отправляются на валидацию в Relay Chain – основной блокчейн Polkadot.
- Валидаторы проверяют параблоки и добавляют их в Relay Chain, что делает их частью постоянной истории блокчейна.
- Изначально процесс валидации был синхронным: сборщики могли создавать новые параблоки только на основе последнего подтвержденного блока Relay Chain.
Асинхронная поддержка:
- Асинхронная поддержка нарушает эту жесткую зависимость, позволяя сборщикам создавать параблоки на основе более старых блоков Relay Chain.
- Это означает, что несколько параблоков могут находиться в состоянии ожидания, пока валидаторы проверяют предыдущие блоки.
1.2. Преимущества асинхронной поддержки: производительность и эффективность
Асинхронная поддержка:
- Устраняет узкое место, связанное с необходимостью ожидания подтверждения каждого блока Relay Chain перед созданием нового параблока.
- Повышает пропускную способность сети, позволяя параллельно обрабатывать больше транзакций.
Сочетание с протоколом PoV Reclaim:
- Дополнительный прирост производительности достигается за счет использования асинхронной поддержки в тандеме с протоколом Proof-of-Validity (PoV) Reclaim.
- PoV Reclaim позволяет оптимизировать использование ресурсов, более точно оценивая размер доказательства транзакции.
Результаты:
- Теоретически асинхронная поддержка может увеличить пропускную способность в 8 раз.
- В сочетании с PoV Reclaim этот показатель достигает впечатляющих 10 раз.
II. Глубокий анализ механизмов асинхронной поддержки
2.1. Вес транзакции: ключ к пониманию пропускной способности
- Каждая транзакция в блокчейне имеет определенный вес, который влияет на пропускную способность сети.
- В Polkadot SDK вес транзакции двумерный:Время выполнения: отражает вычислительную сложность транзакции.Размер доказательства PoV: влияет на объем данных, передаваемых по сети.
2.2. Ограничения блоков и их влияние на пропускную способность
- Каждый блок в блокчейне имеет ограниченную емкость, определяемую максимальным весом транзакций, которые он может вместить.
- Существуют три основных ограничения, влияющих на количество транзакций в блоке:Лимит вычислительного веса: ограничение на суммарное время выполнения транзакций в блоке.Лимит размера блока: ограничение на общий объем данных блока.Лимит времени на создание блока: ограничение на время, доступное валидатору для формирования блока.
2.3. Синхронная поддержка: неэффективное использование ресурсов
- При синхронной поддержке в каждый блок можно было включить только 1094 транзакции.
- Это приводило к тому, что лимит размера блока достигался раньше, чем лимит вычислительного веса, что свидетельствовало о неэффективном использовании ресурсов.
2.4. Асинхронная поддержка: увеличение скорости и объема
- Асинхронная поддержка позволила удвоить скорость создания блоков, что привело к увеличению пропускной способности.
- Однако для достижения обещанного десятикратного увеличения требуется внедрение PoV Reclaim.
2.5. PoV Reclaim: оптимизация использования пространства блока
- PoV Reclaim позволяет более точно оценивать размер доказательства транзакции, что в свою очередь позволяет включать в блок больше транзакций.
- Сочетание асинхронной поддержки и PoV Reclaim позволяет вместить в блок до 3764 транзакций, что в 3,5 раза больше, чем при синхронной поддержке.
- С учетом удвоенной скорости создания блоков это дает семикратное увеличение пропускной способности.
2.6. Дополнительные оптимизации: путь к десятикратному увеличению
- Для достижения целевого показателя в 10 раз были внедрены дополнительные оптимизации:Увеличение времени ожидания подтверждения блока (backing timeout) с 2 до 2,5 секунд.Увеличение времени на создание блока (authoring duration) до 2 секунд.Более точное определение размера доказательств благодаря PoV Reclaim, что позволило освободить дополнительное место в блоке.
Заключение:
Асинхронная поддержка, усиленная протоколом PoV Reclaim, представляет собой значительный прорыв в масштабируемости блокчейна. Реализованная в Polkadot, эта технология не только увеличивает пропускную способность сети в 10 раз, но и закладывает основу для создания более производительных и эффективных блокчейн-приложений.
Дисклеймер:
Этот анализ представлен исключительно в информационных целях и не должен рассматриваться как юридическая, налоговая, инвестиционная, финансовая или любая другая консультация.
Начать дискуссию