从以太坊到JAM：Polkadot如何破解区块链的扩展之困

Від Ethereum до JAM: Як Polkadot розв'язує проблему масштабованості блокчейну, забезпечуючи більш ефективну та масштабовану інфраструктуру для майбутнього децентралізованих додатків і сервісів. Це дозволяє мережам працювати швидше, безпечно та з меншими витратами, відкриваючи нові можливості для розвитку блокчейн-технологій.

Блокчейн переживає глибоку технологічну революцію. Протокол JAM, запропонований засновником Polkadot Гевіном Вудом, уособлює наступний етап еволюції децентралізованих обчислень. Це не лише оновлення самого Polkadot, а й новий погляд на всю парадигму масштабування блокчейнів. Щоб зрозуміти значення JAM, потрібно спершу розглянути історію розвитку масштабування блокчейнів.

Чому синхронізація та оптимізація завжди зазнають глухого кута

Блокчейн — це децентралізований комп’ютер без довіри. На відміну від традиційних баз даних, він зобов’язаний обробляти транзакції послідовно: кожен валідатор має повторно виконувати і перевіряти кожну транзакцію, що забезпечує безпеку, але обмежує продуктивність системи.

За останні десять років було випробувано різні підходи до оптимізації. Solana обрала вертикальне масштабування — за допомогою максимальної оптимізації коду, швидшого апаратного забезпечення для валідації та покращення мережевих з’єднань для підвищення пропускної здатності. Це працювало на малих масштабах, але з ростом кількості валідаторів вхідний поріг піднімався, а рівень децентралізації знижувався. Коли мережа залежить від кількох надсильних вузлів, вона йде до централізації.

Ethereum, хоча й об’єднує найрозумніших розробників світу, при обмеженій пропускній здатності також зазнає труднощів. Справжня децентралізована мережа має набагато складніше масштабування — кожна зміна має узгоджуватися на тисячах незалежних вузлах.

Вибір Polkadot: баланс між горизонтальним масштабуванням і спільною безпекою

Якщо вертикальне масштабування не працює, єдиний вихід — горизонтальне. Це давно доведений досвід Кремнієвої долини: краще мати багато менших систем, що працюють паралельно, ніж одну надсильну.

Polkadot саме втілює цю ідею. За допомогою моделі паралельних ланцюгів, що працюють у спільній безпеці, здійснюється розбиття на фрагменти. Кожен паралельний ланцюг має свою незалежну стан і управління, але спільно використовує мережу валідаторів для безпеки. У порівнянні з цим, Rollup-варіанти Ethereum також рухаються в цьому напрямку, але безпосередня безпека кожного Rollup залежить від його власних механізмів, міжланцюговий обмін даними ще має труднощі, швидкість взаємодії нижча за нативні транзакції.

Екосистема Cosmos також працює над схожими ідеями, але проблеми фрагментації дуже серйозні — різні ланцюги працюють незалежно, рівень безпеки не узгоджений, рішення ICS, ATOM 2.0 та інші намагаються вирішити цю проблему.

Однак, у Polkadot у паралельних ланцюгах є внутрішні обмеження. Вони допускають підключення лише певних типів ланцюгів (паралельних або Rollup), дані обмежені у межах одного фрагмента і не можуть переходити через межі. Взаємодія користувачів і розробників залишається складною. Одним словом, це ще не справжня універсальна обчислювальна платформа, а швидше — високопродуктивне рішення для конкретних сценаріїв.

Можливе переосмислення JAM: від моделі паралельних ланцюгів до універсальної обчислювальної платформи

Ядро інновації JAM полягає у подальшій абстракції та універсалізації інфраструктури Polkadot. Воно запозичує концепцію ядра операційної системи, переосмислює розподіл ресурсів і механізми планування задач.

Уявіть ядро вашого комп’ютера — воно не обмежує, які програми запускаються, а керує ресурсами CPU, пам’яті тощо, забезпечуючи ефективну роботу всіх додатків. JAM — це ядро апаратного рівня Polkadot. Воно розподіляє системні ресурси, дозволяє будь-яким програмам і сервісам працювати у спільному безпечному та фрагментованому середовищі, без обмежень.

Три метафори для ілюстрації еволюції:

• Ethereum — це як сервер у підвалі вашого будинку — централізований, фіксований, з межами
• Polkadot — це як хмарні обчислення — з спільною безпекою, ви орендуєте паралельні ланцюги для запуску додатків
• JAM — це як безсерверні обчислення — універсальне хмарне середовище, де розробники просто подають код

Ця зміна здається тонкою, але насправді означає корінну перебудову екосистеми. В Polkadot додатки обмежені певними паралельними ланцюгами — наче їх закрили у Arbitrum або Optimism. У JAM додатки можуть працювати так само гнучко, як у будь-якому кафе — без прив’язки до місця, без попередніх зобов’язань.

341 ядро — сила JAM: як досягається стократне підвищення продуктивності

З технічної точки зору, прорив JAM полягає у архітектурі паралельних обчислень. У Polkadot 1023 валідатори, кожен з яких має 3 ядра, всього 341 логічне ядро. Ці ядра можуть обробляти задачі паралельно, як багатоядерний процесор.

Продуктивність вражає:

• Початкові дані Polkadot: 20 Мб/с
• Після додавання асинхронної підтримки: 67 Мб/с
• У JAM: 852 Мб/с

Це приблизно у 85 разів більше навантаження. За планами, цільовий пропуск — 300 000 TPS (з транзакцій розміром 250 байт), у довгостроковій перспективі — понад 1 500 000 TPS, що перевищить Solana з її 850 МБ/с.

Технічний секрет прориву JAM — у новій двошаровій архітектурі коду. Традиційні смарт-контракти — це один блок коду, що виконується у ланцюгу. У JAM є два рівні коду:

• перший — у ланцюгу, гарантує визначеність транзакцій і узгодженість стану
• другий — поза ланцюгом, у 341 ядрі, виконується набагато швидше і паралельно. Цей код не може безпосередньо змінювати стан блокчейну, але взаємодіє з 2PB децентралізованого сховища даних — швидко зчитує і записує великі обсяги даних.

Саме тому JAM не підходить для оплати за транзакції. Це система зовсім іншого масштабу — вона виходить за межі традиційних блокчейнів, має багатофункціональність і широкі перспективи застосування.

Народження безсерверного блокчейну: нове уявлення про сценарії застосування

Звичайні додатки на блокчейні зазвичай вимагають обробки Gas, конкуренції блоків тощо. JAM змінює цю ситуацію. Завдяки масивному сховищу (2PB даних) і паралельним обчисленням розробники можуть запускати будь-який код — не лише смарт-контракти, а й фінансові додатки, системи голосування, складну обробку даних.

Децентралізоване зберігання у JAM також переосмислено. Дані можна позначати як окремо збережені, з автоматичним видаленням або повторним збереженням через 28 днів. Для довгострокового збереження можна використовувати традиційний блокчейн, смарт-контракти або низькорівневі сервіси JAM. Це підвищує ефективність у сотні тисяч разів — швидкість зростає у мільйон разів, а вартість зберігання знижується.

Найважливіше нововведення — додатки більше не потребують концепції “транзакції”. Додатки без транзакцій — це новий прорив у крипто-сфері, що вирішує найскладнішу проблему синхронізації та композиції у мультиланцюговому середовищі. У JAM додатки на різних ядрах можуть взаємодіяти у межах одного блоку, усуваючи затримки і складність міжланцюгової комунікації.

Від відмови до глобального поширення: шлях розвитку JAM

Цікаво, що Gavin Вуд і Віталік ще до запуску Ethereum були відхилені інвесторами Кремнієвої долини. Тепер він по всьому світу просуває JAM, відвідував Буенос-Айрес, Берклі, Цюріх, Токіо, Сеул, Сінгапур, Брюссель, планує відвідати Індію, США та інші країни Азії. Найсимволічніше — він повернувся до тієї самої Кремнієвої долини, де його раніше відмовили, — цього разу його запросили.

З технічної точки зору, перші реалізації JAM вже на стадії розробки та тестування, спільнота Polkadot проводить конкурс на винагороду у 10 мільйонів DOT. Це не фантастика — це реальність, що вже близько.

Чому інновації у децентралізованих системах настільки складні і довгі? Відповідь проста: швидкість обчислень зростає, технології блокчейну розвиваються, але справжній виклик — у тому, як досягти цих проривів у повністю децентралізованому середовищі.

Будь-яка централізована система може легко забезпечити високу продуктивність. Наприклад, у системі ICP 42 вузли у одному дата-центрі, підключені через гігабітний інтернет і з великим обсягом пам’яті, обробляють більшу частину транзакцій — пропускна здатність зростає. Але якщо ваша мережа розкидана по всьому світу, з тисячами незалежних вузлів, кожне оновлення має зберігати цілісність децентралізації — це в сотні разів складніше.

Саме тому Ethereum, хоча й об’єднує найрозумніших розробників, досі має труднощі з масштабуванням і лише зараз досягає рівня, який Polkadot вже давно має. А Polkadot рухається до нових великих кроків, знову просуваючи інновації. У найближчі роки інші мережі поступово наблизяться до Polkadot. Водночас Solana входить у фазу, яку Ethereum почав два роки тому — фазу Layer 2.

Висновок: JAM — це майбутнє

JAM — це не просто оновлення Polkadot, а нова ера децентралізованих обчислень. Воно руйнує обмеження попереднього дизайну блокчейнів — не нав’язує застосункам вибір конкретних паралельних ланцюгів і не вимагає від розробників складної міжланцюгової координації.

З системним дизайном на рівні ядра, JAM дозволяє будь-яким програмам працювати у спільній безпечній та гнучкій системі. Саме тому Gavin Вуд витрачає так багато часу на світові тури з просування JAM — це кваліфікаційний прорив у технології блокчейну від спеціалізованого застосунку до універсальної обчислювальної платформи.

Справжнє значення децентралізації знаходить своє найглибше вираження у JAM.