kiến trúc

Kiến trúc của Cartesi cầu nối tài năng phát triển phần mềm truyền thống và công nghệ blockchain thông qua tính toán ngoại chuỗi trong môi trường Linux. Kiến trúc đột phá này bao gồm các thành phần cốt lõi sau:

Máy Cartesi

kiến trúc RISC-V

Cartesi Machine mô phỏng một CPU RISC-V, đây là một kiến trúc tập lệnh đơn giản và modul (ISA, Instruction Set Architecture), rất thích hợp để xác thực hình thức và tính toán cấp thấp. ISA này là cơ sở của phần cứng ảo Cartesi Machine.

Tích hợp với Linux Kernel

Cartesi Machine chạy hệ điều hành Linux đầy đủ, cho phép các nhà phát triển sử dụng các công cụ, thư viện và ngôn ngữ lập trình chuẩn của Linux. Việc tích hợp này được thực hiện bằng cách biên dịch chéo phần mềm Linux sang kiến trúc RISC-V. Điều này làm cho Cartesi Machine thực tế trở thành một máy tính ảo Linux chạy ngoài chuỗi khối.

Thực hiện xác định

Máy Cartesi được đặc trưng bởi thực thi xác định, có nghĩa là cùng một đầu vào sẽ luôn tạo ra cùng một đầu ra, bất kể nó ở trong môi trường thực thi nào. Sự chắc chắn này rất quan trọng đối với khả năng tái tạo của các tính toán ngoài chuỗi, cho phép người khác xác minh kết quả mà không cần tin tưởng.

Tương tác ngoại chuỗi và trên chuỗi

Máy Cartesi tương tác với các thành phần trên chuỗi thông qua một loạt các hợp đồng thông minh. Các hợp đồng này chịu trách nhiệm gửi dữ liệu đến máy Cartesi, kích hoạt tính toán và truy xuất kết quả. Kiến trúc này cho phép các tính toán phức tạp được thực hiện ngoài chuỗi, chỉ neo dữ liệu cần thiết trên chuỗi, giảm đáng kể phí gas và cải thiện hiệu quả tổng thể.

Noether Sidechain

Noether là một sidechain chuyên dụng để đảm bảo tính sẵn có của dữ liệu được sử dụng trong tính toán nằm dưới chuỗi. Tầng tính sẵn có dữ liệu này quan trọng vô cùng, vì tính toán Cartesi Machine nằm dưới chuỗi phụ thuộc vào việc tất cả các bên liên quan đều có thể truy cập dữ liệu. Noether sử dụng cơ chế chứng minh cổ phần để duy trì mạng lưới của nó, người thế chấp cung cấp và xác minh lưu trữ dữ liệu.

Không giống như các blockchain truyền thống, nơi lưu trữ dữ liệu là vĩnh viễn, Noether được tối ưu hóa để lưu trữ tạm thời. Thiết kế này đặc biệt phù hợp với các ứng dụng yêu cầu lưu trữ ngắn hạn các tập dữ liệu lớn, chẳng hạn như các tác vụ điện toán ngoài chuỗi. Dữ liệu có thể được loại bỏ sau khi sử dụng, giảm đáng kể chi phí lưu trữ.

Nói một cách đơn giản, Noether cam kết quản lý tính sẵn có của dữ liệu theo cách phi trung tâm, đảm bảo rằng dữ liệu không bị kiểm soát bởi một thực thể duy nhất. Điều này được thực hiện thông qua một mạng lưới các nút: những nút này lưu trữ và cung cấp dữ liệu cần thiết cho ứng dụng Cartesi.

giao thức

Giao thức Cartesi triển khai tính toán ngoại chuỗi an toàn và xác minh, đồng thời duy trì tính toàn vẹn và an ninh của blockchain.

Khung Descartes

Khung Descartes cho phép nhà phát triển sử dụng Cartesi Machine để thực hiện tính toán phức tạp ngoài chuỗi. Nó đảm bảo kết quả của những tính toán này là có thể tái tạo và xác minh được. Descartes xử lý môi trường thực thi, trong đó đầu vào được xử lý trong Cartesi Machine và kết quả được gửi trở lại chuỗi khối.

Descartes chứa một cơ chế giải quyết tranh chấp trong đó giao thức Cartesi có thể chia nhỏ các tính toán thành các bước nhỏ hơn có thể được xác minh riêng lẻ trên chuỗi nếu người tham gia thách thức kết quả tính toán. Quá trình này đảm bảo rằng bất kỳ kết quả không chính xác nào cũng có thể được phát hiện và sửa chữa mà không cần phải chạy lại toàn bộ tính toán trên chuỗi.

Tính toán có thể xác minh

Kết quả được tạo ra bởi Cartesi Machine được mở khoá và gắn kết vào blockchain bằng chứng mã hóa. Những chứng minh này cho phép bất kỳ bên nào xác minh liệu việc tính toán đã được thực hiện đúng hay không, mà không cần tin tưởng vào người thực hiện ban đầu.

Rollups

Cartesi sử dụng công nghệ rollup để tổng hợp nhiều giao dịch hoặc tính toán vào một giao dịch chuỗi duy nhất. Điều này giảm tải của blockchain và cho phép thông lượng cao hơn. Rollup giúp duy trì tính bảo mật của lớp cơ bản (ví dụ như Ethereum), đồng thời chuyển giao việc tính toán sang Cartesi Machine.

Cartesi hỗ trợ Rollup lạc quan và Rollup Zero-Knowledge (ZK). Rollup lạc quan giả định tất cả các giao dịch đều hợp lệ, chỉ xác minh trên chuỗi khi có tranh chấp. Rollup ZK sử dụng chứng minh mật mã để đảm bảo tính hợp lệ của mỗi lô giao dịch. Cả hai công nghệ Rollup này đều giải quyết vấn đề về khả năng mở rộng bằng cách giảm lượng dữ liệu xử lý và lưu trữ trên chuỗi.

Điểm sáng

• Cartesi Machine: Máy ảo RISC-V với hệ điều hành Linux, cho phép nhà phát triển sử dụng ngôn ngữ và công cụ lập trình tiêu chuẩn để thực hiện tính toán ngoại chuỗi.
• Thực hiện xác định: Đảm bảo tính nhất quán của tính toán, cho phép kết quả có thể được xác minh và không cần tin tưởng.
• Tương tác ngoại chuỗi và trên chuỗi: Quản lý hợp đồng thông minh gửi dữ liệu và kết quả tính toán, tối ưu hóa việc sử dụng Gas và hiệu suất.
• Noether sidechain: Quản lý tính khả dụng của dữ liệu bằng cách sử dụng mạng phi tập trung, được tối ưu hóa để lưu trữ dữ liệu tạm thời để giảm chi phí.
• Rollup: hỗ trợ Rollup lạc quan và Rollup không biết gì, tăng tính mở rộng bằng cách tổng hợp nhiều giao dịch vào một giao dịch trên chuỗi duy nhất.