On peut comprendre AO comme un réseau de Sharding infinie, avec une extensibilité infinie. Chaque processus est un Sharding.
Auteur: 0xmiddle
Revu : Sandy
Source: Content Guild - Investment Research
AO n’est pas une blockchain au sens traditionnel du terme. Sa conception non conventionnelle et contraire au bon sens est facile à confondre les chercheurs qui viennent d’apprendre l’AO à certains moments, en particulier lorsque les chercheurs tentent d’encadrer AO avec l’architecture des blockchains traditionnelles :
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Non PoS, non PoW, quel est exactement le mécanisme de consensus holographique mentionné par AO ?
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Sans chaîne de hachage, voire même sans blocs, comment AO garantit-il l’immutabilité des données?
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Sans un centre de coordination, comment AO garantit-elle la cohérence de l’état global ?
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Pas de mécanisme de redondance, qui garantit la fiabilité du calcul ? Que se passe-t-il en cas d’erreur de calcul ?
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Comment garantir l’interopérabilité entre les processus sans sécurité de partage ?
Je vais utiliser trois perspectives pour aider tout le monde à passer de ce qui est connu à ce qui est inconnu en utilisant des concepts familiers de la blockchain, et transformer l’inconnu en connu, afin de comprendre AO d’un point de vue émotionnel.
Perspective du Sharding
Après avoir été éduqué sur des chaînes publiques telles qu’Ethereum 2.0, Polkadot, Near, etc., nous ne devrions pas être étrangers au “Sharding”.
Concept de Sharding : Dans la blockchain, le Sharding est une solution pour améliorer la scalabilité du réseau en divisant le réseau en plusieurs Sharding, chacun vérifiant et traitant les transactions de manière indépendante, et générant ses propres blocs pour améliorer l’efficacité globale du réseau. La synchronisation et l’interopérabilité peuvent être réalisées au sein d’un Sharding, tandis que l’interopérabilité asynchrone entre les Sharding est réalisée via un protocole de communication spécifique.
Polkadot est l’architecture de Sharding la plus typique. Dans Polkadot, chaque chaîne parallèle est un Sharding, collecte et emballe indépendamment sa propre blockchain et est vérifiée par un groupe de validateurs assigné de manière aléatoire par la chaîne relais. Les chaînes parallèles communiquent entre elles grâce au format de message XCM unifié pour assurer l’interopérabilité.
Le sharding ultime d’AO
Du point de vue du Sharding, AO peut être considéré comme une forme ultime de “Sharding” : chaque processus est un Sharding. Imaginez si chaque contrat intelligent d’Ethereum s’exécutait sur un Sharding distinct, à quoi cela ressemblerait-il ? Oui, c’est ça, c’est AO. Chaque processus est indépendant et les appels entre les processus se font par messages, de manière totalement asynchrone.
Perspective modulaire
Mais nous avons découvert un élément clé dans la conception de Polkadot, à savoir l’existence d’une “chaîne relais”, similaire à la “chaîne de balises” dans ETH2.0, qui agit en tant que couche de consensus unifiée pour fournir une sécurité partagée. Cette couche de consensus unifiée est chargée de fournir des services de validation directs ou indirects pour tous les Sharding et la transmission de messages entre les Sharding. Cependant, AO semble ne pas avoir ce composant. Alors, comment la couche de consensus d’AO est-elle conçue ?
La couche de consensus d’AO est en fait Arweave. D’un point de vue modulaire, on peut comprendre AO comme étant le L2 d’Arweave, avec Arweave comme L1 de Rollup, et tous les journaux des messages générés pendant le fonctionnement du réseau AO seront téléchargés pour un stockage permanent sur Arweave, ce qui signifie qu’il existe un enregistrement immuable du fonctionnement du réseau AO sur Arweave. Vous pourriez donc vous demander comment Arweave vérifie les données téléchargées par le réseau AO, étant donné qu’Arweave est une plateforme de stockage décentralisée et n’a pas beaucoup de capacité de calcul.
La réponse est : Arweave ne vérifie pas, le réseau AO a son propre mécanisme d’arbitrage optimiste. Arweave n’interdit pas les données de message téléchargées par le réseau AO, chaque message est accompagné de l’identifiant de processus de l’émetteur et de la signature de son CU (unité de calcul) en cours d’exécution, ainsi que de la signature de son unité de tri (SU) pour lui donner un ordre. En cas de litige, on peut compter sur les enregistrements de message immuables sur Arweave, introduire plus de nœuds pour recalculer et créer une fourchette correcte, abandonner la fourchette erronée d’origine et confisquer le dépôt des CU ou SU fautifs dans la fourchette correcte. Il convient de noter que le MU est uniquement responsable de la collecte des messages en attente du processus, les transmettant à l’unité de tri, ne nécessite pas de dépôt de garantie et ne concerne pas les confiscations.
AO ressemble beaucoup à un Optimistic Rollup avec Arweave en tant que L1, sauf que le processus de vérification du défi ne se produit pas sur L1, mais au sein du réseau AO lui-même.
Cependant, il y a encore un problème ici. Il n’est pas possible d’attendre l’inclusion de chaque message sur Arweave avant de le confirmer. En réalité, le temps nécessaire à la formation de la finalité sur Arweave dépasse une demi-heure. Par conséquent, AO aura sa propre couche de consensus logiciel, tout comme les Rollups d’Ethereum ont leur propre couche de consensus logiciel, la plupart des transactions n’attendront pas la confirmation L1 pour être enregistrées.
Dans le processus AO, la validation est en réalité déterminée de manière autonome par la force de vérification.
Le processus en tant que destinataire du message doit décider s’il doit attendre la confirmation d’Arweave avant de traiter le message, ou s’il doit le traiter dès la confirmation au niveau du consensus logiciel, même à ce stade de confirmation au niveau du consensus logiciel, le processus peut adopter une stratégie flexible, il peut être traité dès qu’un seul CU est confirmé, ou il peut être confirmé et vérifié de manière redondante par plusieurs CU avant d’être traité, le degré de redondance est également décidé par le processus.
Dans les applications réelles, la force de validation est souvent liée au montant des transactions, par exemple,
- Transactions de petite valeur, adoptant une stratégie de vérification rapide, traitées dès la confirmation unique
- Pour les transactions de taille moyenne, une stratégie de traitement après confirmation multi-points avec des redondances différentes est adoptée en fonction de l’ampleur spécifique.
- Pour les transactions importantes, une stratégie de vérification prudente est adoptée, elles sont traitées après confirmation sur le réseau Arweave.
C’est ce qu’AO appelle le modèle « consensus holographique » + « vérification élastique », en découplant le comportement de « vérifiabilité » et de « vérification » lui-même, AO adopte une approche complètement différente du problème du consensus, et la responsabilité de la vérification des messages n’est pas dans le réseau lui-même, mais dans le processus récepteur lui-même, ou dans le développeur de l’application.
C’est précisément en adoptant ce modèle de consensus que AO peut adopter un modèle de sharding « extrême » sans hub et à expansion illimitée.
Bien sûr, la validation élastique entraîne une validation différence pour les processus différents. Dans une interopérabilité complexe, cela peut entraîner une rupture de la chaîne de confiance. L’échec d’un élément individuel dans une chaîne d’appels longue peut entraîner l’échec ou l’erreur de la transaction globale. En fait, de tels problèmes ont déjà été exposés lors de la phase de test du réseau AO. Je pense que AO devrait établir une norme de force de validation minimale pour toutes les tâches de validation, et nous attendons avec impatience les nouvelles conceptions de la version officielle d’AO à venir.
Perspective des ressources
Dans les systèmes de blockchain traditionnels, les ressources sont abstraites en tant que ‘espace de blocs’, qui peut être compris comme une collection de ressources de stockage, de calcul et de transmission fournies par les nœuds, et qui se combinent organiquement avec les blocs de la chaîne pour fournir un support d’exécution pour les applications de la chaîne. L’espace de blocs est une ressource limitée, dans les blockchains traditionnelles, différentes applications doivent se disputer l’espace de blocs et le payer, tandis que les nœuds profitent de ces paiements.
Il n’y a pas de concept de bloc dans AO, et naturellement pas de concept d’espace de bloc. Cependant, comme pour les contrats intelligents sur d’autres chaînes, chaque processus sur AO consomme des ressources lors de son exécution. Il nécessite que les nœuds stockent temporairement les données de transaction et d’état, et que les nœuds consomment des ressources de calcul pour exécuter des tâches de calcul. Les messages qu’il envoie doivent être transmis par MU et SU au processus cible.
Dans AO, les nœuds se divisent en trois catégories, CU (unité de calcul), MU (unité de message) et SU (unité de tri), où CU est le cœur portant les tâches de calcul. MU et SU portent les tâches de communication. Lorsqu’un processus a besoin d’interagir avec d’autres processus, il génère un message, stocké dans une file d’attente de sortie. Le CU exécutant ce processus signera ce message, le MU extraira ce message de la file d’attente de sortie et le soumettra au SU. Le SU attribuera un numéro de séquence unique au message et le téléchargera dans le stockage permanent d’Arweave. Ensuite, le MU transmettra le message à la file d’attente d’entrée du processus cible, achevant ainsi la livraison du message. On peut considérer le MU comme un collecteur et un livreur de messages, et le SU comme un trieur et un téléchargeur de messages.
En ce qui concerne les ressources de stockage, le MU dans le réseau AO n’a besoin de stocker que des données temporaires nécessaires au calcul, qui peuvent être jetées une fois le calcul terminé. Arweave est responsable du stockage permanent. Bien qu’Arweave ne puisse pas s’agrandir horizontalement, son plafond de performance de stockage est extrêmement élevé. Les besoins de stockage du réseau AO ne pourront probablement pas atteindre le plafond de performance de stockage d’Arweave dans un avenir prévisible.
Nous avons découvert que les ressources de calcul, de transmission et de stockage dans le réseau AO sont découplées. En plus des ressources de stockage unifiées fournies par Arweave, les ressources de calcul et de transmission peuvent être étendues horizontalement sans aucune restriction.
Plus de nœuds CU à haut rendement rejoignent le réseau, plus de puissance de calcul le réseau a et plus de processus il peut prendre en charge; de même, plus de nœuds MU et SU à haut rendement rejoignent le réseau, plus rapide est l’efficacité de transmission du réseau. Cela signifie que l’espace de bloc dans AO peut être continuellement créé. Pour les applications, vous pouvez acheter des services de nœuds publics CU, MU et SU sur le marché ou exécuter vos propres nœuds privés pour votre application. Si l’activité de l’application se développe, vous pouvez améliorer les performances en augmentant la capacité de vos nœuds, comme le font les applications Web2. C’est inimaginable sur une blockchain traditionnelle.
Au niveau de la tarification des ressources, AO peut être ajusté de manière flexible par l’offre et la demande, permettant ainsi à l’offre de ressources de s’étirer en fonction de la demande. Cette régulation est très sensible, et l’ajout et la suppression de nœuds peuvent être effectués très rapidement. En revenant à Ethereum, on constate que lorsque la demande de ressources augmente fortement, en plus de supporter des frais de Gas élevés, il n’y a pas d’autre choix car Ethereum ne peut pas améliorer ses performances en augmentant le nombre de nœuds.
Résumé
Ci-dessus, nous commençons par les concepts les plus connus des chercheurs en cryptographie, tels que le “Sharding”, la “modularité”, le “Rollup”, l’espace de blocs, etc., et nous plongeons dans les principes et mécanismes de l’AO, aidant tout le monde à comprendre comment l’AO parvient à une expansion presque illimitée grâce à une innovation révolutionnaire.
Maintenant, en regardant en arrière, avez-vous compris les premières questions ?
1. Non PoS, non PoW, quel type de mécanisme de consensus est exactement le “consensus holographique” mentionné par AO ?
Le mécanisme de consensus d’AO est en fait une conception similaire à Op Rollup. Au niveau du consensus dur, il dépend d’Arweave, et au niveau du consensus souple, chaque processus peut décider de la force de validation et du nombre de nœuds CU pour effectuer des calculs redondants de manière autonome.
2. Sans chaîne de hachage, voire sans bloc, comment l’AO garantit-elle l’immutabilité des données ?
Les données DA téléchargées sur Arweave sont immuables, fournissant la vérifiabilité de tous les calculs et transferts sur AO. AO n’a pas besoin de limiter la capacité de traitement unitaire, il n’est donc pas nécessaire de définir de blocs. Les structures de “chaîne de hachage” et de “blocs” utilisées pour garantir l’immuabilité des données sont présentes dans la chaîne Arweave.
3. Sans un centre de coordination, comment AO assure-t-il la cohérence de l’état global ?
Chaque processus est un « partitionnement » indépendant qui gère ses transactions et son état indépendamment, et le processus interagit d’une manière basée sur les messages. Par conséquent, il n’est pas nécessaire d’assurer la cohérence des états globaux. Le stockage persistant d’Arweave offre une vérifiabilité globale et des capacités de retour en arrière historique, qui, combinées à un mécanisme de contestation optimiste, peuvent être utilisées pour la résolution des litiges.
- Il n’y a pas de mécanisme de redondance pour garantir la fiabilité des calculs. Que se passe-t-il en cas d’erreur de calcul ?
AO n’a pas de mécanisme de redondance global obligatoire, chaque processus peut décider indépendamment de la manière de vérifier la fiabilité de chaque message reçu. En cas d’erreur de calcul, elle peut être découverte et corrigée sous forme de défi optimiste.
5. Pas de sécurité partagée, comment garantir l’interopérabilité entre les processus ?
Le processus doit gérer individuellement l’accréditation de chaque processus avec lequel il interagit, et peut appliquer des niveaux de validation différents aux processus de différents niveaux de sécurité. Pour les interactions avec des chaînes d’appels complexes, afin d’éviter les coûts élevés de correction dus à la rupture de la chaîne de confiance, AO peut exiger un niveau minimal de validation.
