Ο Τεχνικός Διευθυντής στο Ίδρυμα Cardano, Matthias Benkort (επίσης γνωστός ως @KtorZ), ενσωμάτωσε με επιτυχία ολόκληρη την αλυσίδα μπλοκ Bitcoin σε ένα μόνο μπλοκ στην αλυσίδα μπλοκ Cardano. Αυτό ανακοίνωσηπου έγινε μέσω του X (πρώην Twitter), έχει στείλει κυματισμούς στην κοινότητα του blockchain, τονίζοντας τη δυνατότητα για προηγμένη διαχείριση δεδομένων και διαλειτουργικότητα μεταξύ των blockchain.
Μια σημαντική ανακάλυψη για την τεχνολογία Cardano και Blockchain
Η αποκάλυψη του Benkort ήρθε με την κυκλοφορία ενός νέου open-source βιβλιοθήκη στο GitHub, με τίτλο «Merkle Patricia Forestry». Η βιβλιοθήκη εισάγει ένα σύνολο εργαλείων τόσο εντός όσο και εκτός αλυσίδας που έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν με τη Merkle Patricia Tries στο Cardano. Όπως περιγράφεται στην τεκμηρίωση έκδοσης, μια Merkle Patricia Trie είναι «μια επίμονη και πιστοποιημένη δομή δεδομένων για χαρτογράφηση μεταξύ αυθαίρετων κλειδιών και τιμών». Ουσιαστικά, λειτουργεί ως ένας εξαιρετικά αποτελεσματικός και ασφαλής hashmap.
Η τεκμηρίωση επεξεργάζεται τη δομή, δηλώνοντας, “Τα στοιχεία αναπαρίστανται σε μια δοκιμασία βελτιστοποιημένης χώρου (γνωστή και ως δέντρο προθέματος) της βάσης 16. Η σύνοψη κατακερματισμού των κλειδιών τους παρέχει τη διαδρομή προς τις τιμές στην δοκιμασία”. Αυτή η προσέγγιση προσφέρει πολυάριθμες περιπτώσεις χρήσης, όπως η διατήρηση μεγάλων μητρώων on-chain (π.χ. τομείς) ή η παροχή τεράστιων συνόλων δεδομένων από το oracled εγγενών δεδομένων (π.χ. χάρτης εκπροσώπων/εκπροσώπων) ή εξωτερικών δεδομένων (π.χ. δεδομένα GitHub που σχετίζονται με οικοσύστημα έργων). Είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για μακροχρόνια σύνολα δεδομένων που αναπτύσσονται με αργό ρυθμό, όπως π.χ Blockchain Proof-of-Work (PoW)..
Τα βασικά χαρακτηριστικά της βιβλιοθήκης Merkle Patricia Forestry περιλαμβάνουν την ταχεία συμμετοχή, την εισαγωγή και τη διαγραφή οποιουδήποτε στοιχείου κλειδιού/τιμής σε ένα μεγάλο κατάστημα, που διευκολύνεται από μια σύνοψη κατακερματισμού ρίζας (32 byte) και μια συνοπτική απόδειξη (<1 KB). Η βιβλιοθήκη ενσωματώνει αρκετές βελτιστοποιήσεις εμπνευσμένες από το Modified Merkle Patricia Trie (MPT) του Ethereum, αλλά εισάγει μια νέα προσέγγιση για την οργάνωση κόμβων ως μικροσκοπικά Sparse Merkle Trees. Αυτή η καινοτομία έχει ως αποτέλεσμα πολύ μικρότερα μεγέθη δοκιμών και αποτελεί τη βάση για το όνομα της βιβλιοθήκης: Merkle Patricia Forestry.
Ο Benkort εξήγησε τους συμβιβασμούς απόδοσης, σημειώνοντας ότι η βελτιστοποίηση θυσιάζει ορισμένες μονάδες εκτέλεσης μνήμης και CPU για την επίτευξη μικρότερων μεγεθών απόδειξης. Παρόλα αυτά, η βιβλιοθήκη επιτυγχάνει μια καλή ισορροπία μεταξύ του μεγέθους απόδειξης, της χρήσης μνήμης και της απόδοσης της CPU, όπως περιγράφεται λεπτομερώς στους πίνακες απόδοσης που περιλαμβάνονται στην τεκμηρίωση. Αυτοί οι πίνακες συνοψίζουν το μέγεθος απόδειξης, τις μονάδες μνήμης και τις μονάδες CPU που απαιτούνται για διάφορα μεγέθη δοκιμής, υπογραμμίζοντας την αποτελεσματικότητα της βιβλιοθήκης σε διαφορετικά σενάρια.
Λεπτομερής Επεξήγηση και Επίδειξη
Σε μια σειρά λεπτομερών αναρτήσεων για το X, το Benkort του Ιδρύματος Cardano παρείχε περαιτέρω πληροφορίες σχετικά με την εφαρμογή και τις δυνατότητες της βιβλιοθήκης. Εξήγησε ότι η βιβλιοθήκη αποτελείται από δύο μέρη: ένα υλοποιείται στο Aiken για συγκεκριμένα βοηθητικά προγράμματα σε έξυπνες συμβάσεις και ένα άλλο στο Node.js για λειτουργίες εκτός αλυσίδας. Αυτή η ολοκληρωμένη εφαρμογή του τροποποιημένου Merkle Patricia Tries, με μια μοναδική ανατροπή, είναι αυτό που ο Benkort ονομάζει «Merkle Patricia Forestry».
«Βασικά, αυτή είναι μια επαληθευμένη δομή δεδομένων για την αντιστοίχιση αυθαίρετων κλειδιών σε αυθαίρετες τιμές», δήλωσε ο Benkort. “Ωστόσο, γίνεται με τέτοιο τρόπο ώστε να είναι δυνατή η εκτέλεση ορισμένων λειτουργιών μόνο από ένα μικρό κατακερματισμό και μια συνοπτική απόδειξη, χωρίς να χρειάζεται να μεταφέρεται ολόκληρη η δομή δεδομένων.”
Για όσους είναι εξοικειωμένοι με την τεχνολογία blockchain, τα Merkle Trees είναι μια παρόμοια, αν και απλούστερη δομή, που χρησιμοποιείται κυρίως για την αναπαράσταση λιστών αντικειμένων και την επαλήθευση της ιδιότητάς τους με χρήση root hash. Ωστόσο, η Merkle Patricia Tries (MPT) επεκτείνει αυτή τη λειτουργία, επιτρέποντας όχι μόνο την επαλήθευση της ιδιότητας μέλους αλλά και την εισαγωγή και διαγραφή ζευγών κλειδιών/τιμών. Το Ethereum χρησιμοποιεί MPT για την κατάσταση του blockchain και την αποθήκευση συναλλαγών, επιτρέποντας στους light πελάτες να αναζητούν τα υπόλοιπα χωρίς να αποθηκεύουν ολόκληρο το blockchain.
Ένα σημαντικό ζήτημα με τα παραδοσιακά MPT είναι το μεγάλο μέγεθος των αποδείξεων, το οποίο μπορεί να εκτείνεται σε πολλά kilobyte για εκτεταμένες αποθήκες δεδομένων. Αυτό δεν είναι τόσο προβληματικό για λειτουργίες εκτός αλυσίδας, αλλά στην αλυσίδα, κάθε byte είναι πολύτιμο. Η υλοποίηση του Benkort αντιμετωπίζει αυτό το πρόβλημα χρησιμοποιώντας μικροσκοπικά Sparse Merkle Trees με 16 στοιχεία σε κάθε επίπεδο, δημιουργώντας αποτελεσματικά δέντρα μέσα σε δοκιμασίες. Αυτή η δομή μειώνει δραστικά το μέγεθος των αποδείξεων, ανταλλάσσοντας ορισμένα υπολογιστικά βήματα για τα κέρδη απόδοσης του Cardano.
Η Benkort απέδειξε αυτή την ικανότητα μέσω μιας πρόσφατης συναλλαγής που ξόδεψε ένα UTxO που περιέχει τον κατακερματισμό ρίζας ενός Merkle Patricia Forestry που αντιπροσωπεύει ολόκληρο τον κατακερματισμό κεφαλίδας μπλοκ Bitcoin, συμπιεσμένο σε μόλις 32 byte. Η συναλλαγή απέδειξε τη δυνατότητα συνέχισης της αλυσίδας με την εισαγωγή ενός νέου μπλοκ στο δοκιμαστικό, διατηρώντας μια επαληθευμένη αλυσίδα πάνω από 850.000 μπλοκ με ελάχιστη επιβάρυνση δεδομένων.
«Η συναλλαγή που μόλις συνέδεσα κάνει κάτι πολύ απροσδόκητο», εξήγησε ο Benkort. «Ξοδεύει ένα UTxO που περιέχει τον κατακερματισμό ρίζας μιας Merkle Patricia Forestry που αντιπροσωπεύει ολόκληρο τον κατακερματισμό της κεφαλίδας μπλοκ Bitcoin, αντιστοιχισμένο στις συναλλαγές τους. Αυτό είναι περίπου 850.000 μπλοκ, συμπιεσμένα σε 32 byte.»
Για να ξοδέψετε αυτό το UTxO, πρέπει να παρέχεται μια απόδειξη στην αλυσίδα που θα δείχνει τη συνέχεια της αλυσίδας εισάγοντας ένα νέο μπλοκ στο δοκιμαστικό. Ο ενημερωμένος κατακερματισμός ρίζας που είναι αποθηκευμένος στην αλυσίδα πρέπει να αντιπροσωπεύει την προηγούμενη αλυσίδα συν ένα μπλοκ. Ολόκληρος ο επικυρωτής για αυτή τη λειτουργία χωράει σε μόλις 26 γραμμές του Cardano Aiken.
Μελλοντικές επιπτώσεις και περιπτώσεις χρήσης
Ο Benkort τόνισε τις πιθανές εφαρμογές αυτής της τεχνολογίας, που κυμαίνονται από γέφυρες που δεν έχουν εμπιστοσύνη μέχρι αυθαίρετα μεγάλα καταστήματα κλειδιών/αξίας που διαχειρίζονται πλήρως στην αλυσίδα. «Φανταστείτε το βασίλειο των δυνατοτήτων με τόσο μεγάλα σύνολα δεδομένων», πρότεινε. «Μητρώο τομέων; Μια ροή δεδομένων χρηματοπιστωτικής αγοράς; Στατιστικά GitHub; Βλέπω έναν κόσμο όπου τα ιδρύματα ή οι επιτροπές δημοσιεύουν μεγάλα σύνολα δεδομένων με τη μορφή ενός απλού κατακερματισμού ρίζας στην αλυσίδα, λειτουργώντας αποτελεσματικά ως χρησμοί για μια ποικιλία έξυπνα συμβόλαια κάτω από τη γραμμή.”
Ο Benkort ολοκλήρωσε αναλογιζόμενος το ταξίδι αυτού του έργου, το οποίο ξεκίνησε ως δευτερεύον έργο στα τέλη του περασμένου έτους. «Είναι ωραίο να το κυκλοφορώ επιτέλους», είπε. «Αρχικά ήταν κάτι που ξεκίνησα στα τέλη του περασμένου έτους, λίγο ως δευτερεύον έργο. Δεδομένων των πολλών συζητήσεων σχετικά με αυτό τον τελευταίο καιρό, σκέφτηκα ότι θα αναστήσω και θα συσκευάσω σωστά αυτόν τον κωδικό. Ανοιχτή πηγή για τη νίκη».
Την ώρα του τύπου, το Cardano (ADA) διαπραγματεύτηκε στα 0,455 $.
Επιλεγμένη εικόνα που δημιουργήθηκε με το DALL·E, γράφημα από το TradingView.com