Что такое сайдчейны, их назначение и как они работают
Сайдчейны — это одно из решений проблемы масштабируемости блокчейна. Оно связано с перемещением вычислений из ограниченного по ресурсам блокчейна (например, Ethereum) в независимый блокчейн, оптимизированный для масштабирования. Этот подход имеет преимущества, такие как снижение стоимости транзакции, уменьшение задержки и улучшение общей пропускной способности.
Что такое сайдчейн
Сайдчейны — это отдельные блокчейны (называемые вспомогательными, параллельными сетями, боковыми цепями), работающие вместе с главным (основным, родительским) блокчейном (мейнчейном). Обычно вспомогательный блокчейн соединяется с мейнчейном через двусторонний мост. Этот мост позволяет передавать активы и произвольные данные, такие как состояние контракта, доказательства Меркла и результаты конкретных транзакций между двумя блокчейнами.
Большинство сайдчейнов имеют свой консенсусный механизм и набор валидаторов, отделенных от основной сети. Это позволяет боковым цепям урегулировать и завершить транзакции, не полагаясь на другой блокчейн. Безопасность сайдчейнов также обычно зависит от их механизма консенсуса и участников блокчейна, которые могут быть менее надежными, чем безопасность основной цепочки.
Назначение сайдчейнов
Основная цель сайдчейна — расширить возможности и функциональность главного блокчейна, а также решить критическую проблему масштабируемости. Это достигается путем предоставления разработчикам и пользователям возможности создавать и выполнять смарт-контракты или децентрализованные приложения в сетях, отдельных от основного блокчейна. Сайдчены эффективно решают следующие проблемы:
- Масштабируемость: устраняют проблемы перегрузки и масштабируемости в основном блокчейне за счет независимой обработки определенных транзакций или операций;
- Конфиденциальность: некоторые сайдчейны позволяют осуществлять анонимные транзакции, которые могут быть невозможны в основной цепочке;
- Взаимодействие: способствуют взаимодействию между блокчейнами, обеспечивая бесперебойную передачу активов и данных;
- Скорость и эффективность: обеспечивают более быструю обработку транзакций, что делает их идеальными для приложений, требующих быстрого подтверждения;
- Настройка: разработчики могут создавать сайдчейны, соответствующие их уникальным требованиям, оптимизируя производительность для конкретных задач.
Виды сайдчейнов
Сайдчейны бывают разных типов, каждый из которых предназначен для определенных целей. Некоторые распространенные типы включают:
- Привязанные сайдчейны: напрямую связаны с главным блокчейном, что позволяет пользователям блокировать активы на основном блокчейне, которые затем выпускаются как токены на боковой цепи. Эти токены можно использовать для различных целей на сайдчейне и впоследствии их можно выкупить за исходные монеты на основном блокчейне. Примером этого является Liquid Network, вспомогательная сеть для Bitcoin;
- Сайдчейны Drivechain работают как двусторонняя привязанная система. Пользователи могут перемещать активы из главного блокчейна в сайдчейн и наоборот, обеспечивая сбалансированное и безопасное соединение между ними. Пример: RSK, вспомогательная сеть для Bitcoin, была специально разработана для более высокой масштабируемости и Bitcoin DeFi;
- Федеративные сайдчейны полагаются на федерацию валидаторов для поддержания безопасности и консенсуса. Эти валидаторы обеспечивают доверие к вспомогательному блокчейну. Пример: Horizen, известный как Zendoo, проводит безопасные и децентрализованные кросс-чейн-коммуникации, не требуя от основного блокчейна отслеживания сайдчейна для их проверки.
Как работают сайдчейны
Сайдчейны облегчают передачу активов и данных, создавая мост между двумя блокчейнами. Обычно этот процесс происходит следующим образом:
- Блокировка активов в мейнчейне: перед переводом активов из мейнета в сайдчейн пользователь должен заблокировать их в специальной транзакции в основной блокчейн;
- Выпуск активов на сайдчейне: соответствующее количество активов выпускается на боковой сети, когда связанные активы блокируются в мейнчейне;
- Использование сайдчейна: теперь пользователь может выполнять операции в сайдчейне и пользоваться преимуществами снижения затрат или более быстрого времени подтверждения транзакций;
- Перевод активов обратно в главный блокчейн: когда пользователь хочет перевести токены обратно в основную сеть, связанные активы боковой цепи блокируются, и пользователь получает обратно соответствующее количество разблокированных активов родительского блокчейна.
Преимущества и недостатки сайдчейнов
| Плюсы | Минусы |
|---|---|
| Масштабируемость: позволяют масштабировать блокчейн, перенося часть обработки сделок и хранения данных в отдельную параллельную сеть. Это снижает перегрузку мейннета, увеличивает скорость обработки транзакций и снижает комиссии. | Безопасность: сайдчейны зависят от двустороннего механизма привязки для передачи активов. Уязвимость в этой системе может поставить под угрозу активы и вспомогательный блокчейн. |
| Гибкость: предоставляют экспериментальную площадку для тестирования новых идей, функций и механизмов консенсуса без ущерба для стабильности мейнчейна. Это ускоряет инновации и позволяет адаптировать приложения к конкретным задачам. | Меньше децентрализации: сайдчейны часто полагаются на меньший набор валидаторов, что снижает уровень децентрализации по сравнению с главным блокчейном. |
| Диверсификация: позволяют адаптировать блокчейны для специфических целей, таких как конфиденциальность, DeFi или игры, что расширяет возможности экосистемы. | Проблемы взаимодействия: независимость сайдчейнов и различия в их протоколах могут затруднять передачу активов и данных между цепями. |
| Совместимость с EVM: сайдчейны могут поддерживать виртуальную машину Ethereum (EVM), что позволяет запускать приложения, написанные на Solidity, и интегрировать популярные dApps. | Перегрузка: сайдчейны могут сталкиваться с проблемами перегрузки при резком увеличении активности, что приводит к задержкам и увеличению комиссий. |
| Высокие эксплуатационные расходы: требуют затрат на инфраструктуру, обслуживание и безопасность, что может быть препятствием для небольших проектов. |
Примеры сайдчейнов
Рассмотрим наиболее известные sidechains:
- Loom Network — это сайдчейн на базе Ethereum, который использует консенсус делегированного доказательства доли (DPoS). Он может обеспечить масштабируемость dApps, выступая в качестве уровня исполнения поверх многих первоклассных блокчейнов, таких, как Биткоин, BSC и Ethereum. У Loom Network есть ядро, которое представляет собой PlasmaChain, связанное с другими сайдчейнами. Благодаря этому он аккумулирует общую производительность многочисленных сайдчейнов с высокой масштабируемостью;
- POA Network — решение сайдчейна для Ethereum, обеспечивающее высокую пропускную способность транзакций и низкие комиссии. Использует механизм консенсуса доказательства полномочий, где сеть управляется децентрализованной автономной организацией, состоящей из нотариусов США с действующей лицензией. Благодаря публичной идентичности нотариусов, есть стимул действовать в интересах блокчейна;
- Rootstock — сайдчейн, который обеспечивает быстрые транзакции и позволяет создавать смарт-контракты, работающие с токенами, эквивалентными биткоинам. Он состоит из сложного механизма консенсуса, который объединяет слияние майнинга и федеративный протокол консенсуса. Интеграция с биткоином возможна благодаря специальным кошелькам с несколькими подписями, которые управляются федерацией Rootstock;
- Liquid Network — сайдчейн, построенный на блокчейне Bitcoin, обеспечивающий более быстрые и конфиденциальные транзакции для трейдеров и бирж. Оптимизирует торговые операции и снижает риск контрагента;
- SKALE — гибкая боковая цепочка PoS для Ethereum с открытым исходным кодом и возможностью настройки. Цель Skale — снизить стоимость транзакций и увеличить пропускную способность Ethereum. Команда Skale заявила, что вспомогательная сеть может запускать алгоритм машинного обучения с использованием EVM для оптимизации общей пропускной способности;
- Gnosis Chain, ранее xDAI, представляет собой сайдчейн на основе Ethereum, использующий консенсус Proof of Stake и ориентированный на стейблкоин под названием xDAI. Он был запущен в конце 2018 года и позволяет Ethereum осуществлять быстрые и дешевые переводы;
- Polygon — успешная реализация сайдчейна в Ethereum. Это решение для масштабирования блокчейна, направленное на обеспечение быстрых и экономичных операций при сохранении совместимости с блокчейном Ethereum. Используя гибридную архитектуру сайдчейна на основе Proof of Stake и Plasma разработчики могут создавать и развертывать масштабируемые децентрализованные приложения, обрабатывающие больший объем транзакций, чем главная сеть Ethereum. Такая масштабируемость особенно важна для приложений в играх, DeFi и других секторах, где требуется высокая пропускная способность и низкая задержка. Совместимость Polygon с экосистемой Ethereum обеспечивает бесперебойную передачу активов между основной и вспомогательной сетью.
Заключение
Сайдчейны играют ключевую роль в решении проблем, с которыми сталкиваются такие блокчейны, как Ethereum или Bitcoin, например, масштабируемость и настройка. По своей сути sidechains работают независимо, оснащены уникальными алгоритмами консенсуса и параметрами. Такая автономия позволяет им вводить новые разработки и экспериментировать, не рискуя стабильностью основной сети.
Гибкость вспомогательных сетей позволяет использовать специализированные функции, удовлетворяя разнообразные потребности, начиная от определенных типов активов и заканчивая улучшенными функциями конфиденциальности. Кроме того, их настраиваемая природа означает, что их можно оптимизировать для конкретных случаев использования или отраслей, от финансов до управления цепочками поставок.
Хотя sidechains предлагают значительные преимущества, они также не лишены недостатков. Риски безопасности, потенциальная централизация, сложности взаимодействия, тонкости экономической модели являются жизненно важными областями, требующими пристального внимания и стратегий смягчения.
