Các chuỗi SKALE

Các chuỗi SKALE là một phần quan trọng của Mạng SKALE, cung cấp một cách tiếp cận khác về khả năng mở rộng và hiệu suất của blockchain, bằng cách hoạt động như một blockchain độc lập được tùy chỉnh cho các ứng dụng cụ thể và sử dụng các nút xác thực được đóng gói. Mỗi chuỗi hoạt động như một chuỗi phụ co giãn có khả năng mở rộng theo chiều ngang để xử lý lượng giao dịch tăng lên. Điều này được đạt được thông qua phân bổ động của tài nguyên mạng trên một tập hợp 16 nút, mà được lựa chọn ngẫu nhiên để tăng cường bảo mật và phân cực.

Kiến trúc của các chuỗi SKALE được thiết kế để hỗ trợ công suất cao và độ trễ thấp. Mỗi chuỗi hoạt động tự trị, xử lý giao dịch và thực thi hợp đồng thông minh một cách độc lập, đảm bảo rằng chúng có khả năng xử lý yêu cầu phức tạp của ứng dụng dApp mà không bị ràng buộc bởi các hạn chế của một blockchain đơn lẻ, khối lớn. Việc sử dụng các nút xác thực được đóng gói cho phép quản lý tài nguyên hiệu quả, giúp Chuỗi cung cấp một môi trường hiệu quả cho các ứng dụng phi tập trung.

Kiến trúc lai của SKALE tích hợp cả các đặc điểm ở Layer 1 và Layer 2: với vai trò là một giải pháp Layer 1, mỗi chuỗi quản lý xử lý giao dịch, đồng thuận và lưu trữ dữ liệu của riêng mình, hưởng lợi từ tính bảo mật và sắp xếp được cung cấp bởi Ethereum mainnet đồng thời hoạt động như một phần mở rộng Layer 2.

Cơ chế đồng thuận

Mạng lưới SKALE sử dụng giao thức Asynchronous Binary Byzantine Agreement (ABBA) cho cơ chế đồng thuận của mình, được thiết kế đặc biệt để giải quyết các thách thức của môi trường phi tập trung, như độ trễ mạng và sự cố của nút. Giao thức này đảm bảo rằng các giao dịch được xử lý nhanh chóng và an toàn, với tính chất cuối cùng được đạt được ngay khi một khối được bao gồm trong chuỗi. Giao thức ABBA cũng hỗ trợ Tính chịu lỗi Byzantine (BFT), cho phép mạng lưới vận hành ngay cả khi một số nút hoạt động một cách độc hại hoặc gặp sự cố về thời gian hoạt động.

Cách ABBA hoạt động

Giao thức ABBA đạt được sự nhất quán trong các hệ thống phi tập trung với đến một phần ba các nút Byzantine (lỗi hoặc độc hại). Nó đảm bảo thỏa thuận về một giá trị nhị phân (0 hoặc 1) mặc dù có sự trễ tin nhắn tùy ý. Nó hoạt động theo các bước dưới đây:

1. Tạo đề xuất khối:

• Các nút tạo đề xuất cho các khối chứa giao dịch.
• Nếu có đủ giao dịch đang chờ xử lý, một khối sẽ được đề xuất.
• Nếu không có giao dịch nào, một khối trống được đề xuất.

2. Giao tiếp đáng tin cậy:

• Các đề xuất được gửi đến các nút khác bằng cách sử dụng giao thức khả dữ liệu.
• Điều này đảm bảo rằng các đề xuất đạt đến đa số tối cao (hơn hai phần ba) của các nút.

3. Bỏ phiếu và Tập hợp Chữ ký:

• Khi nhận được một đề xuất, các nút thêm nó vào cơ sở dữ liệu của họ và gửi lại một phần chữ ký.
• Khi một nút thu thập đủ chữ ký một phần để tạo thành một đa số siêu, nó gom những chữ ký này thành một chữ ký ngưỡng duy nhất và phát sóng nó.

4. Quyết định đồng thuận:

• Các nút sử dụng chữ ký aggreGate.iod để bỏ phiếu cho khối được đề xuất.
• Nhiều phiên bản của giao thức ABBA chạy để bỏ phiếu cho các đề xuất khác nhau.
• Một khối với phiếu biểu quyết đa số được chấp nhận và thêm vào chuỗi khối.

5. Ngẫu nhiên:

• Các giá trị ngẫu nhiên (đồng tiền) ảnh hưởng đến quyết định để đảm bảo tiến triển mặc dù các nút Byzantine.
• Các cơ chế đồng xu thông thường giúp các nút trung thực đạt được quyết định giống nhau.

6. Bảo mật và Sự hoàn chỉnh:

• Sử dụng chữ ký ngưỡng và các thuộc tính BFT cho tính bảo mật.
• Đảm bảo rằng nếu tất cả các nút trung thực bắt đầu với cùng một giá trị, họ sẽ đồng ý với nó trong một số vòng hữu hạn.
• Một khi một giá trị được quyết định, nó là cuối cùng.

Mật mã BLS

Mật mã ngưỡng BLS (Boneh–Lynn–Shacham) là một phần của quy trình đồng thuận của SKALE. Nó cho phép một nhóm các thành viên tạo ra một chữ ký thông qua sự hợp tác. Điều này đặc biệt hữu ích trong các hệ thống phi tập trung để đảm bảo sự đồng thuận an toàn và có thể xác minh được.

Trong BLS , mỗi người tham gia mạng có một khóa riêng và một khóa công khai. Khóa riêng được sử dụng để ký tin nhắn, trong khi khóa công khai được sử dụng để xác minh chữ ký. Để ký thư, người tham gia sử dụng khóa riêng của họ để tạo chữ ký, đây là một chuỗi ngắn có thể được đính kèm vào thư. Sau đó, bất kỳ bên quan tâm nào có khóa công khai đều có thể xác minh rằng chữ ký là hợp lệ và nó được tạo bởi chủ sở hữu khóa riêng tương ứng.

Trong mật mã ngưỡng, số lượng người tham gia tối thiểu (t trong số n) được yêu cầu cộng tác để tạo chữ ký hợp lệ. Tham số này đảm bảo rằng hệ thống vẫn an toàn ngay cả khi một số người tham gia bị xâm phạm. Khóa riêng được chia thành nhiều phần bằng cách sử dụng một kỹ thuật gọi là Chia sẻ bí mật của Shamir, qua đó mỗi người tham gia nhận được một phần khóa riêng.

Để tạo chữ ký, ít nhất những người tham gia T phải kết hợp các cổ phần của họ, mỗi người tạo ra một phần chữ ký bằng cách sử dụng phần chia sẻ khóa riêng của họ. Sau đó, chúng được kết hợp để tạo thành một chữ ký hoàn chỉnh có thể được xác minh bằng khóa công khai. Sau đó, chữ ký kết hợp có thể được xác minh bằng khóa công khai, giống như chữ ký BLS thông thường.

Trong thực tế, quá trình đạt được sự đồng thuận bao gồm nhiều giai đoạn. Ban đầu, các nút đề xuất khối mới và chia sẻ chúng với các bộ xác minh khác trong mạng lưới. Mỗi bộ xác minh sau đó xác minh các giao dịch của khối và ký vào đó bằng chữ ký BLS. Những chữ ký này được tổng hợp thành một chữ ký nhóm duy nhất, được phát sóng đến mạng lưới. Khi một phần lớn siêu của các bộ xác minh đã ký vào một khối, nó sẽ được thêm vào chuỗi, đạt được tính chất cuối cùng. Quy trình này đảm bảo rằng các giao dịch được xác nhận nhanh chóng trong khi duy trì một mức độ an ninh cao.

Hoạt động Node

Mỗi nút vận hành nhiều tiểu nút ảo hóa, đó là các phiên bản được đóng gói của các trường hợp có khả năng tham gia vào quá trình đồng thuận và thực hiện hợp đồng thông minh. Sự ảo hóa này cho phép các nút hỗ trợ nhiều chuỗi đồng thời, cung cấp một cơ sở hạ tầng linh hoạt và có khả năng mở rộng cho mạng lưới.

Các hoạt động của nút được quản lý bởi một tập hợp các hợp đồng thông minh triển khai trên mạng chính Ethereum, được gọi chung là Quản lý SKALE. Những hợp đồng này xử lý các chức năng cần thiết như đăng ký nút, xoay vòng và đặt cược. Những người xác thực, người vận hành các nút, phải tuân thủ các yêu cầu về hiệu suất và an ninh nghiêm ngặt, bao gồm việc duy trì thời gian hoạt động cao và độ trễ thấp. Các chỉ số hiệu suất được liên tục giám sát, với các nút được đánh giá và được thưởng hoặc bị phạt dựa trên việc tuân thủ các tiêu chuẩn mạng.

Bản chất động của hoạt động nút là một tính năng quan trọng trong kiến trúc của SKALE. Các nút được luân chuyển định kỳ sang các Chuỗi SKALE khác nhau, ngăn chặn bất kỳ nút đơn lẻ nào trở thành điểm thất bại trung tâm. Vòng quay này được quản lý bởi các hợp đồng SKALE Manager, sử dụng các thuật toán lựa chọn ngẫu nhiên để gán các nút cho chuỗi. Cách tiếp cận này tăng cường phân cấp và bảo mật của mạng bằng cách đảm bảo rằng quyền kiểm soát đối với bất kỳ chuỗi nhất định nào được phân phối giữa một bộ xác thực đa dạng.

Các tính năng bảo mật

Bảo mật trong SKALE Network sử dụng cách tiếp cận nhiều mặt để bảo vệ các hoạt động. Kiến trúc lai của mạng có được bảo mật từ cả giao thức gốc và mạng chính Ethereum. Chữ ký ngưỡng BLS và Tạo khóa phân tán (DKG) được sử dụng để bảo mật tin nhắn liên chuỗi và đảm bảo tính toàn vẹn của các giao dịch chuỗi chéo. Cách tiếp cận mật mã này ngăn chặn truy cập trái phép và thao túng dữ liệu, duy trì độ tin cậy của mạng.

SKALE cũng sử dụng mô hình chứng minh cổ phần (PoS), trong đó các người xác minh đặt cược token SKL để tham gia vào mạng lưới để trao đổi lợi nhuận kinh tế như một động lực để hành động trung thực và duy trì an ninh mạng. Họ được xoay vòng định kỳ để giảm thiểu nguy cơ xảy ra mối liên kết và đảm bảo mức độ phân quyền cao, và một yếu tố khác biệt SKALE so với các blockchain khác là nó cũng bao gồm cơ chế cắt giảm để trừng phạt hành vi độc hại hoặc cẩu thả, bảo vệ sự nguyên vẹn của hệ sinh thái.

Giám sát Node và Hiệu suất

Mỗi nút được trang bị Dịch vụ Giám sát Nút (NMS), theo dõi hiệu suất của các nút khác trong mạng. Dịch vụ này đo thời gian hoạt động và độ trễ, thường xuyên ping các nút ngang hàng và ghi nhật ký các chỉ số này vào cơ sở dữ liệu cục bộ. Cuối mỗi kỷ nguyên, các chỉ số này được trung bình và gửi đến các hợp đồng thông minh mainnet, sử dụng chúng để xác định phân phối thanh toán cho các nút và đánh dấu các nút hoạt động kém để xem xét.

Bằng cách theo dõi và đánh giá hiệu suất của node, Mạng lưới SKALE có thể xác định và giải quyết các vấn đề kịp thời, duy trì mức độ đáng tin cậy và an ninh cao. NMS cũng đóng góp vào quản trị phi tập trung của mạng, vì các node phải chịu trách nhiệm trước đồng nghiệp của họ thay vì một cơ quan tập trung.

Hiệu suất Node cũng bị ảnh hưởng bởi phân bổ động của tài nguyên, vì mỗi node trong Mạng SKALE được đóng gói, cho phép quản lý hiệu quả CPU, bộ nhớ và tài nguyên lưu trữ, giúp node hỗ trợ nhiều chuỗi đồng thời, tạo ra cơ sở hạ tầng có khả năng mở rộng và linh hoạt. Tính động của việc phân bổ tài nguyên đảm bảo rằng các node có thể thích nghi với các khối lượng công việc khác nhau, duy trì hiệu suất tối ưu trên toàn mạng.

Gửi thông điệp giữa chuỗi và khả năng tương tác

Tin nhắn liên chuỗi cho phép giao tiếp hiệu quả giữa Các chuỗi SKALE và mạng lưới Ethereum chính, tạo điều kiện cho việc chuyển đổi token và tin nhắn qua các chuỗi, sử dụng mật mã ngưỡng BLS để bảo vệ các tương tác này. Khả năng này cho phép các nhà phát triển tạo ra các ứng dụng phi tập trung phức tạp có thể tương tác với nhiều chuỗi, tăng cường tính năng và khả năng tiếp cận của chúng.

IMA hỗ trợ các tiêu chuẩn mã thông báo khác nhau, bao gồm ERC-20, ERC-721 và ERC-1155, cung cấp sự linh hoạt cho các nhà phát triển. Bằng cách cho phép chuyển tài sản và dữ liệu giữa các chuỗi, IMA đảm bảo rằng SKALE Chains có thể tận dụng công nghệ được cung cấp bởi hệ sinh thái Ethereum trong khi vẫn duy trì hoạt động riêng lẻ của chúng. Điều này cho phép nó hoạt động như một phần mở rộng của Ethereum trong khi cung cấp hiệu suất và khả năng mở rộng nâng cao.

Công cụ dành cho nhà phát triển và khả năng tương thích

Mạng lưới SKALE được thiết kế để thân thiện với nhà phát triển. Nó cung cấp các công cụ và tương thích với môi trường phát triển Ethereum hiện có. Các Chuỗi SKALE hoàn toàn tương thích với Máy ảo Ethereum (EVM), cho phép các nhà phát triển triển khai các hợp đồng thông minh hiện có của họ mà không cần sửa đổi.

Mạng cũng cung cấp nhiều công cụ dành cho nhà phát triển để hỗ trợ phát triển dApp. Các công cụ này bao gồm SDK, API và tài liệu để giúp các nhà phát triển xây dựng, triển khai và quản lý ứng dụng của họ trên SKALE. Sự hỗ trợ của mạng cho Solidity, ngôn ngữ lập trình được sử dụng cho các hợp đồng thông minh Ethereum, đơn giản hóa hơn nữa quá trình phát triển. Bằng cách cung cấp một bộ công cụ toàn diện và duy trì khả năng tương thích với Ethereum, SKALE làm giảm rào cản gia nhập cho các nhà phát triển và khuyến khích tạo ra các dApp sáng tạo.

Nổi bật

• Các chuỗi SKALE cung cấp một môi trường blockchain linh hoạt và có khả năng mở rộng với các nút xác thực được đóng gói và cân bằng tải động.
• Mạng sử dụng giao thức Thỏa thuận nhị phân bất đồng bộ (ABBA) cho sự đồng thuận, được hỗ trợ bởi mật mã ngưỡng BLS.
• Các nút vận hành nhiều subnode ảo hóa, được quản lý bởi các hợp đồng thông minh SKALE Manager trên Ethereum.
• Các tính năng bảo mật bao gồm chữ ký BLS, DKG, và mô hình chứng minh cổ phần với cơ cấu khuyến khích kinh tế và xử phạt đối với các người xác thực.
• Kiến trúc lai sử dụng cả đặc điểm của Layer 1 và Layer 2, kết hợp sự an toàn của Ethereum với khả năng mở rộng của SKALE.