От Ethereum до JAM: как Polkadot решает проблему масштабируемости блокчейна и расширяет возможности децентрализованных приложений, обеспечивая более быструю обработку транзакций и повышенную безопасность сети. Узнайте, как эта инновационная платформа меняет правила игры в мире блокчейна и что ждет будущее децентрализованных технологий.

Блокчейн переживает глубокую технологическую трансформацию. Протокол JAM, предложенный основателем Polkadot Гэвином Вудом, представляет собой следующее эволюционное направление децентрализованных вычислений. Это не только улучшение самой Polkadot, но и переосмысление всей парадигмы расширения блокчейна. Чтобы понять значение JAM, сначала нужно разобраться в контексте развития расширения блокчейна.

Почему синхронная оптимизация всегда заканчивается тупиком

Суть блокчейна — это безнадежный, децентрализованный компьютер. В отличие от традиционных баз данных, блокчейны должны обрабатывать транзакции последовательно, при этом каждый валидатор повторяет и проверяет, обеспечивая безопасность, но также становясь потолком производительности.

За последнее десятилетие люди пробовали разные стратегии оптимизации. Solana выбрала вертикальное масштабирование — увеличение пропускной способности за счёт экстремальной оптимизации кода, более быстрого оборудования для верификации и улучшения качества сетевых соединений. Это работает в небольших масштабах, но по мере увеличения числа узлов-валидаторов барьер входа становится всё выше, а децентрализация системы снижается. Когда сеть опирается на несколько сверхмощных узлов, она движется к бездне централизации.

Несмотря на то, что Ethereum собирает самых умных разработчиков мира, он также сталкивается с ограниченными пропускными местами. По-настоящему децентрализованную сеть масштабировать гораздо сложнее, чем простая техническая оптимизация — потому что каждое изменение должно быть согласованным на тысячах уникальных узлов сети.

Выбор Polkadot: баланс между горизонтальным расширением и общей безопасностью

Если вертикальное расширение не работает, единственный выход — горизонтальное расширение. Это проверенный опыт в Кремниевой долине — вместо того чтобы полагаться на одну сверхмощную систему, лучше, чтобы несколько мелких систем работали параллельно.

Polkadot является практиком этой идеи. Он использует модель парачейна и выполняется шардированно под общим уровнем безопасности. Каждый парачейн имеет своё независимое состояние и управление, но обладает тем же набором безопасности, что и сеть валидаторов. В отличие от этого, хотя решение Ethereum также развивается в этом направлении, безопасность каждого rollup должна быть ответственной за себя, кросс-чейн-коммуникация всё ещё сталкивается с трением, а скорость взаимодействия значительно уступает нативным транзакциям.

Экосистема Cosmos делает похожие вещи, но проблема фрагментации серьёзна — разные цепочки независимы, и последующие решения, такие как ICS и ATOM 2.0, пытаются решить эту фрагментацию.

Однако парачейн-схема Polkadot также имеет свои внутренние ограничения. Он позволяет получить доступ только к определённым типам цепочек (парачейнам или роллапам), а данные ограничены одним шардом и не могут быть пересечены, что оставляет опыт пользователя и разработчика сложным. В одном предложении: это не универсальная вычислительная платформа в истинном смысле, а просто высокопроизводительное решение для конкретных сценариев.

Возможности переосмысления JAM: от модели парачейна до универсальной вычислительной платформы

Основная инновация JAM заключается в дальнейшем абстрагировании и обобщении инфраструктуры Polkadot. Он заимствует концепцию ядра операционной системы и перерабатывает механизмы распределения ресурсов и планирования задач всей системы.

Представьте роль ядра вашего компьютера — оно не накладывает ограничений на запуск программного обеспечения, а централизованно управляет процессором, памятью и другими ресурсами, обеспечивая эффективную работу различных приложений. JAM — это ядро аппаратного слоя Polkadot. Он распределяет системные ресурсы, позволяя любой программе и любому типу сервиса работать в общей среде безопасности и шардинга, минималистично и без каких-либо ограничений.

Если использовать три метафоры для иллюстрации эволюции:

• Ethereum — это как сервер в вашем подвале — централизованный, фиксированный и ограниченный
• Polkadot похож на облачные вычисления — при совместной безопасности вы арендуете парачейн для запуска приложения
• JAM похож на бессерверные вычисления — облачную универсальную вычислительную среду, где разработчикам нужно только отправлять код

Этот сдвиг может показаться тонким, но на самом деле он означает фундаментальную перестройку экологической структуры. В Polkadot приложения ограничены определёнными парачейнами, например, блокировкой в Arbitrum или Optimism. Но в JAM приложение может быть таким же гибким, как и работа в любом кафе — без ограничений по местоположению, без предварительных обязательств.

Сила 341 ядра: как JAM достигает стократного повышения производительности

На техническом уровне прорыв JAM отражается в архитектуре параллельных вычислений. В Polkadot 1023 валидатора, по 3 валидатора на ядро, всего 341 логическое ядро. Эти ядра могут обрабатывать задачи параллельно, подобно многоядерной архитектуре процессоров.

Бенчмаркинг производительности весьма шокирует:

• Оригинальная доступность данных Polkadot: 20 Мбит/с
• С дополнительной асинхронной поддержкой: 67 Мбит/с
• В JAM: 852 Мб/с

Это примерно в 85 раз больше расчетной нагрузки по току. Согласно плану, целевая пропускная способность JAM составляет 30 TPS (при размере транзакции 250 байт), что может превышать 150 TPS после долгосрочной оптимизации, что превысит 850 МБ/с у Solana.

Технический секрет достижения JAM в этом прорыве заключается в инновационной двухуровневой архитектуре кода. Традиционные смарт-контракты имеют только часть кода, который работает в цепочке. Но у сервиса JAM есть два кода:

Первый фрагмент кода работает в цепочке, обеспечивая уверенность транзакций и согласованность изменений состояния. Второй фрагмент кода выполняется в 341 ядре под цепочкой, который выполняется гораздо быстрее и работает параллельно. В отличие от ончейн-кода, этот слой кода не может напрямую изменить состояние блокчейна, а взаимодействует с децентрализованным озером данных на 2 ПБ — эффективно читая и записывая крупномасштабные наборы данных.

Вот почему JAM больше не подходит для оплаты за транзакцию. Она работает на совершенно ином масштабе и представляет собой систему, выходящую за рамки традиционных блокчейнов, предлагая универсальность и широкие перспективы применения.

Рождение безсерверного блокчейна: новое воображение сценариев приложений

Приложения на традиционных блокчейнах часто требуют работы со сложными механизмами, такими как комиссии за газ и блочные аукционы. JAM всё изменил. Благодаря огромному хранилищу данных (2 ПБ) и параллельной вычислительной мощности разработчики могут внедрять любой тип кода — не только смарт-контракты, но и финансовые приложения, системы управления голосованием и сложные задачи обработки данных.

Децентрализованное хранилище также было переработано в JAM. Данные можно помечать как хранящиеся отдельно и автоматически удалять или восстанавливаться примерно через 28 дней. Для данных, которые нужно хранить более длительное время, это можно реализовать с помощью низкоуровневых сервисов, таких как традиционные блокчейны, смарт-контракты или JAM. Это увеличивает эффективность затрат в миллион раз — в миллион раз быстрее, а также снижается стоимость хранения.

Основная инновация в том, что приложению больше не нужна концепция «торговля». Безтранзакционные dApps — это новый прорыв в криптоиндустрии, который решает самую сложную задачу синхронной композибельности в многочейневых средах. В JAM приложения на разных ядрах могут взаимодействовать синхронно внутри одного блока, устраняя задержки и сложность кросс-чейн-коммуникации.

От отказа к глобальной реализации: траектория JAM

Интересно, что Гэвин Вуд и Виталик были отклонены инвесторами из Кремниевой долины до запуска Ethereum. Сегодня он гастролирует по миру, продвигая JAM, посещая Буэнос-Айрес, Беркли, Цюрих, Токио, Сеул, Сингапур, Брюссель, а также планирует посетить Индию, США и другие части Азии. Самое символичное — он вернулся в Кремниевую долину, где тогда его отвергли — на этот раз его пригласили.

С технической точки зрения первые реализации JAM уже находятся на стадии разработки и тестирования, а сообщество Polkadot реализует программу вознаграждения за внедрение в размере 1000 DOT. Это не далёкое научно-фантастическое видение, а реальность, которая находится рядом.

Почему инновации в децентрализованных системах так сложны и длительны? Ответ прост: скорость компьютеров улучшается, технологии блокчейн развиваются, но настоящая задача заключается в достижении этих прорывов, не будучи полностью децентрализованными.

Любая централизованная система может легко достичь высокой производительности. Для системы вроде ICP 42 узла находятся в одном дата-центре, с гигабитным сетевым подключением и большой оперативной памятью, что позволяет 2-3 узлам обрабатывать большинство транзакций, и пропускная способность естественным образом стремительно возрастает. Но если ваша сеть разбросана по всему миру и состоит из тысяч уникальных узлов, каждое обновление должно гарантировать децентрализованную целостность — что в тысячу раз сложнее.

Вот почему Ethereum, несмотря на сбор лучших разработчиков мира, всё ещё испытывает трудности с масштабированием и только недавно вышел на тот этап, которого достиг Polkadot несколько лет назад. Polkadot делает ещё один важный шаг к тому, чтобы вновь расширить границы инноваций. Ожидается, что в ближайшие годы другие сети постепенно приблизятся к Polkadot. Тем временем Solana входит в фазу, ориентированную на Layer-2, которую Ethereum начал два года назад.

Заключение: будущее, которое представляет JAM

JAM — это не просто усовершенствованная версия Polkadot, но и новая эра децентрализованных вычислений. Он разбирает присущие ограничения прошлого дизайна блокчейнов — ни требующий приложений выбирать конкретные парачейны, ни требующий от разработчиков сложных кроссчейн-координационных работ.

Благодаря системному дизайну на уровне ядра JAM позволяет любой программе работать с унифицированной безопасностью и защитой, обеспечивая при этом непревзойденную производительность и гибкость. Именно поэтому Гэвин Вуд так много путешествовал по миру, чтобы продвигать JAM — потому что это качественный скачок в блокчейн-технологии от конкретного приложения к универсальной вычислительной платформе.

Истинное значение децентрализации интерпретируется в JAM глубочайше.