کارخانه های کانال که منتظر آنها بوده ایم

چشم اندازهای فناوری آینده غالباً در مورد سکته های وسیع در حین تلنگر زدن جزئیات ، از پیش بینی های گسترده ای برخوردار است. قرص های موجود در “2001: یک ادیسه فضایی” در واقع مانند iPad به نظر می رسد ، اما شما هرگز نمی بینید که فضانوردان برای اشتراک یا هدر رفتن ساعت در Candy Crush پرداخت می کنند.

کارخانه های کانال یکی از دیدگاه هایی هستند که در اوایل تاریخ شبکه رعد و برق به وجود آمده است تا برخی از چالش هایی را که صاعقه از ابتدا با آن روبرو بوده است ، برطرف کند. علیرغم اینکه به موفقیت آمیزترین راه حل مقیاس بندی لایه 2 بیت کوین تبدیل شد ، با پرداخت فوری و کم هزینه ، مقیاس لایتنینگ با اتکا به کانال های پرداخت محدود است. اگرچه صاعقه بیشتر معاملات را به صورت زنجیره ای تغییر می دهد ، اما هر کانال پرداخت هنوز نیاز به معامله زنجیره ای دارد تا بسته شود و (معمولاً) دیگری برای بسته شدن. با افزایش فرزندخواندگی ، فشار بر روی blockchain با آن افزایش می یابد. نیاز به یک رویکرد مقیاس پذیر تر برای مدیریت کانال ها مشخص است. کارخانه های کانال قرار بود این نیاز را برآورده کنند ، اما آنها کجا هستند؟

در سال 2025 ، Subnetworks در حال ظهور است که انگیزه کارخانه های کانال را با برخی از جزئیات جدید احیا می کند که پتانسیل آنها را به شدت افزایش می دهد. آنها با رعد و برق به طور بومی با رعد و برق قابل تعامل هستند و با اجازه دادن به گروهی از شرکت کنندگان برای باز کردن یک Multisig UTXO مشترک و ایجاد کانال های دو طرفه متعدد ، به مقیاس بیشتری می رسند ، که باعث کاهش تعداد معاملات زنجیره ای و بهبود کارایی سرمایه می شود. دستیابی به مقیاس بیشتر با کاهش پیچیدگی ، ARK و Spark همان عملکرد کارخانه های کانال سنتی را با طرح های جدید و قابلیت های اضافی بر اساس UTXOS مشترک انجام می دهند.

کارخانه های کانال 101

کارخانه های کانال از زمان آغاز به کار رعد و برق بوده اند. یک کارخانه یک قرارداد چند حزبی است که در آن چندین کاربران (نه فقط دو ، مانند یک کانال Dryja-Poon) به طور تعاونی وجوه را در یک Multisig UTXO واحد قفل می کنند. آنها می توانند بدون به روزرسانی blockchain برای هر عمل ، کانال های خارج از زنجیره را باز ، بسته و به روز کنند. فقط هنگامی که شرکت کنندگان ترک می کنند یا کارخانه حل می شود ، یک معامله زنجیره ای مورد نیاز است.

کارخانه های کانال تعدادی از مزایای مهم را ارائه می دهند. آنها با فعال کردن چندین کانال خارج از زنجیره از یک معامله در زنجیره ای ، آنها به طور چشمگیری بار موجود در زنجیره پایه را کاهش می دهند. شرکت کنندگان می توانند بدون نیاز به لمس زنجیره ، وجوه را در میان خود به طور مؤثر تعادل دهند: کانال های جدید را می توان با تقاضا در داخل کارخانه ایجاد کرد ، بدون هیچ هزینه ای فراتر از آنچه قبلاً در ایجاد کارخانه پرداخت شده بود. توانایی تغییر نسبت کانال ها به معاملات زنجیره ای باعث می شود کارخانه های کانال یکی از کارآمدترین رویکردهای مقیاس گذاری سرمایه امروز برای رعد و برق امروز باشد.

با این وجود ، تصادفی نیست که کارخانه های کانال علی رغم وعده های خود ، تا حد زیادی در هیئت مدیره باقی مانده اند. یک کارخانه کانال به طور کلی به کلیه شرکت کنندگان نیاز دارد تا به صورت آنلاین و همکاری برای به روزرسانی وضعیت خود باشند ، مگر اینکه ترتیبات یا پروتکل های ویژه ای برای رسیدگی به ناچیز در دست باشد. به عنوان مثال ، ارائه دهندگان خدمات رعد و برق (LSP) نمی توانند از کارخانه های کانال برای مدیریت کانال های پایین دست با کاربران خود استفاده کنند زیرا همه همسالان در زمان ایجاد کارخانه باید شناخته شوند. بدون راهی برای افزودن تدریجی همسالان به یک کارخانه موجود ، این مدل برای گره هایی که مقیاس پذیری آنها در مدل تجاری آنها ساخته شده است ، مانند آنچه در مورد LSP ها وجود دارد ، غیر عملی می شود. علاوه بر این ، رسیدگی به خروج از کارخانه ، به ویژه هنگامی که شرکت کنندگان پاسخگو یا بدخواه هستند ، شامل مکانیسم های پیچیده ای است که ممکن است شرکت کنندگان را ملزم به پیشبرد درخت بزرگی از معاملات خروج بالقوه کند که هر ترکیب احتمالی از رفتار تعاونی و ناشناخته را پوشش می دهد. یک کارخانه پنج نفره را تصور کنید که یک همسالان به صورت آفلاین یا سرکش می رود-هر یک از همسالان باقیمانده به مسیرهای خروج از پیش مذاکره شده و از پیش امضا شده برای هر واقعه نیاز دارند. بدون اتوماسیون یا پشتیبانی میثاق ، مدیریت این کار به یک کابوس ترکیبی و عملیاتی تبدیل می شود. این محدودیت های فنی و UX ، ارائه یک تجربه کاربر یکپارچه یا مقیاس چنین سیستم هایی را در تولید دشوار می کند.

ما چندین پیشنهاد برای بهینه سازی کارخانه های کانال را از سال 2019 مشاهده کرده ایم ، با ادامه علاقه اما استقرار اندک تولید – تاکنون.

تاریخچه مختصری از پیشنهادات کارخانه کانال

یک پیشنهاد اولیه و بسیار جامع برای کارخانه های کانال از Conrad Burchert ، Christian Decker و Roger Wattenhofer در مقاله خود در سال 2017 با عنوان “بودجه مقیاس پذیر شبکه های کانال میکروپیریه بیت کوین” ارائه شد. طراحی آنها به گروهی از شرکت کنندگان اجازه می دهد تا وجوه را در یک UTXO چند چندتایی قفل کرده و چندین کانال خارج از زنجیره بین جفت شرکت کنندگان باز کنند. هر انتقال دولت (کانال باز ، نزدیک یا تعادل) به مجموعه کاملی از معاملات پیش ساخته نیاز دارد. این تضمین می کند که هر شرکت کننده در صورت لزوم روشی امن برای رمزنگاری برای خروج از کارخانه داشته باشد.

با این حال ، ساخت و ساز Burchert-Decker-Wattenhofer محدودیت مقیاس پذیری جدی دارد: هرگونه بروزرسانی در وضعیت کارخانه نیاز دارد که هر شرکت کننده به صورت آنلاین باشد و از این تغییر خارج شود. با افزایش تعداد شرکت کنندگان ، تعداد امضاهای مورد نیاز و مسیرهای خروج از پیش امضا شده به صورت نمایی رشد می کند ، مانند هماهنگی سربار ، بار ذخیره و سردرد.

تلاش برای بهبود این مدل از ویژگی های جدیدتر بیت کوین استفاده کرده است. Taproot ساختار معاملات خروجی را با اجازه دادن شرایط آنها در یک درخت مرکب از اسکریپت ها ساده می کند ، و تنها مسیر هزینه در بازخرید نشان می دهد. این هم اندازه معاملات و هم نشت حریم خصوصی را کاهش می دهد. op_checktemplyerify (op_ctv) ، یک چنگال نرم پیشنهادی ، با فعال کردن مسیرهای خروج از پیش بدون نیاز به پیش بینی جامع ، کارخانه ها را به طرز چشمگیری ساده می کند. با OP_CTV ، یک کارخانه می تواند در زمان ایجاد به مجموعه ای از معاملات خروجی متعهد شود. هر شرکت کننده می داند که آنها می توانند به صورت یک جانبه به روشی کاملاً تعریف شده از آن خارج شوند و هم تعامل و هم پیچیدگی عملیاتی را کاهش دهند.

با وجود چنین پیشرفتی ، استقرار عملی عقب مانده است. موانع تعامل کامل شرکت کنندگان و طرح های امضای پیچیده ، به ویژه در صورت عدم وجود OP_CTV ، بسیار زیاد است.

Ark and Spark: کارخانه های کانال نسل بعدی

دو پروژه اخیر ، Ark and Spark ، کارخانه کانال را با معاملات مختلف مجدداً تصور کنید. در حالی که هیچ یک از پروژه ها به صراحت خود را به عنوان “کارخانه کانال” به بازار عرضه نمی کنند ، معماری های آنها به طور مؤثر بسیاری از اهدافی را که پیشنهادات کارخانه کانال اولیه با هدف آن هدف قرار داده است ، تحقق می بخشند. از آنجا که هر دو مبتنی بر یک UTXO مشترک هستند و هر دو به طور بومی با Lightning سازگار هستند ، Spark و Ark نمایانگر تجسم های مدرن کارخانه های کانال هستند که از ابزار و فرضیات امروز استفاده می کنند. بالاخره هر دو هدف حفظ مزایای کارخانه های کانال (کاهش مصرف زنجیره ای ، تخصیص نقدینگی مقیاس پذیر) ضمن حل نقاط ضعف کلیدی در مورد زندگی ، تعامل و پیچیدگی خروج است. از همه مهمتر ، هر دو پروژه رویکرد عملگرا برای مقیاس گذاری دارند. آنها در قوانین اجماع فعلی بیت کوین کار می کنند و از نیاز به چنگال های نرم یا Opcodes جدید امروزه جلوگیری می کنند.

اشتراک UTXO

کشتی یک مدل به اشتراک گذاری UTXO را که در اطراف مفهوم UTXO های مجازی (VTXOS) ساخته شده است ، معرفی می کند. ARK به جای اختصاص به خروجی های زنجیره ای فردی ، به آنها اجازه می دهد تا با استفاده از استخر مشترک نقدینگی که توسط یک سرور ARK اداره می شود ، از زنجیره ای خارج شوند. کاربران با درخواست اینکه توزیع جدیدی از VTXO ها در دور بعدی گنجانده شود ، هنگامی که سرور ARK یک “بلوک ARK” ایجاد می کند که فعالیت کاربر اخیر را جمع می کند و یک UTXO مشترک جدید را به blockchain ارسال می کند ، معامله می کنند. بنابراین ARK به کاربران اجازه می دهد VTXO ها را در میان خود بگذرانند و به طور دوره ای توزیع VTXO را در UTXO مشترک از طریق معاملات لنگرگاه بسته بندی شده در blockchain تسویه کنند.

کاربران همچنین می توانند معاملات خارج از دور را انجام دهند ، که فوراً VTXO را بین کاربران جابجا می کند بدون اینکه منتظر دور بعدی معاملات لنگرگاه باشند. در این حالت ، سرور ARK پرداخت خارج از دور را امضا می کند ، که اگر سرور ARK و فرستنده برای دو بار VTXO به هم می ریزند ، ممکن است به خطر بیفتد. با این حال ، گیرنده می تواند تصمیم بگیرد که آیا ریسک را بر اساس اعتبار سرور ARK بپذیرد و بلافاصله وجوه را بگیرد یا تا دور بعدی صبر کند.

جرقه مسیر متفاوتی را برای UTXOS مشترک که بر اساس مفهوم StateChains ساخته شده است ، طی می کند. پروتکل امضای مشترک Spark ، اپراتورهای جرقه (SOS) است که در کنسرسیومی به نام یک نهاد جرقه (SE) جمع می شوند. هنگامی که یک کاربر به Spark می پیوندد ، وجوه را به یک آدرس امضای مشترک که توسط خود و SE کنترل می شود ، واریز می کنند. SE و کاربر از پیش معامله برداشت را پیش امضا می کنند ، و اطمینان می دهند که کاربر همیشه می تواند به صورت یک جانبه از آن خارج شود. پرداخت هر زمان که معامله برداشت جدید ظاهر شود ، یک وضعیت فعلی جدید ایجاد می کند. با گذشت زمان ، تاریخچه معاملات ساختار درختی را به خود اختصاص می دهد ، از UTXO مشترک اصلی جدا می شود و هر معامله ترمینال متعلق به یک کاربر “برگ” نامیده می شود. به طور طبیعی ، پس از هر تغییر ، SOS باید کلیدهای گذشته مورد استفاده برای صاحب گذشته را حذف کند (یعنی هرس برگهای قدیمی) ، و فقط یکی از SO ها در SE باید این کار را انجام دهد تا سیستم با اطمینان کار کند. این امر به Spark اجازه می دهد تا ضمن نگه داشتن پایه UTXO بدون تغییر ، پرداختهای غیرقانونی و خودآمدی را به دست آورد.

مانند Ark ، Spark همچنین فرضیات جدیدی درباره اعتماد ارائه می دهد. Spark حداقل به یک (یا برخی از آستانه های قابل تنظیم بالاتر) در SE نیاز دارد تا صادقانه عمل کند و معاملات برداشت منسوخ را حذف کند. نتیجه یک مدل اعتماد “لحظه به لحظه” است که در آن اعتماد فقط در زمان انتقال مورد نیاز است: سیستم امنیت کامل رو به جلو را حفظ می کند تا زمانی که اپراتورها سهام اصلی خود را پس از انتقال حذف کنند. پس از حذف کلیدها ، حتی یک اپراتور به خطر افتاده یا مخرب نمی تواند بر معاملات گذشته یا سرقت وجوه تأثیر بگذارد ، و حذف توسط هر SO برای همه SOS در SE ، مسئولیت توزیع در بین چندین اپراتورها را نشان می دهد.

قابلیت همکاری صاعقه

برای مداخله با رعد و برق ، هر دو Spark و Ark به مبادلات تسهیل شده توسط LSP ها متکی هستند. این LSP ها باید در یک کشتی یا نهاد جرقه ای شرکت کنند تا به عنوان پل عمل کنند: آنها در ازای دارایی های موجود در سیستم های مربوطه – VTXO در ARK و برگ در Spark – پرداخت های رعد و برق را به نمایندگی از کاربران انجام می دهند. این روند توسط اتمی ایمن می شود: LSP فقط VTXO یا برگ را دریافت می کند که می تواند ثابت کند که پرداخت صاعقه با ارائه پیش نمایش با موفقیت انجام شده است. این امر به کاربران این امکان را می دهد تا بدون اینکه خود یک گره رعد و برق را انجام دهند ، پرداخت های صاعقه را انجام دهند و هر دو سیستم را به طور محکم در اکوسیستم رعد و برق گسترده تر لنگر می زنند.

اگر مثل اردک قدم بزند …

کارخانه های کانال با استفاده از UTXOS مشترک برای تقویت مقیاس پذیری لایتنینگ ، مقیاس را افزایش می دهند. با این اندازه ، Ark و Spark کارخانه های کانال ای به طور واضح هستند ، البته جدیدترین مد ها در فناوری VTXO و Statechain را ورزشی می کنند. با توجه به آنچه مدل های مشترک UTXO مانند اینها در حال دستیابی هستند ، می توانیم انتظار داشته باشیم که در آینده نزدیک از آزمایشگاه های موجود در کانال ها چیزهای بزرگی انتظار داشته باشیم-به خصوص اگر Opcodes جدید به L1 اضافه شود.

هر دو Ark و Spark دستاوردهای قابل توجهی به خودی خود هستند ، اما هر دو نیز صاعقه را تأیید می کنند. بدون اینکه بتوانید با سایر زیرگروه ها – مایع ، فدرال ، نقدی و غیره – این کارخانه های کانال بازسازی شده به مراتب کمتر با ارزش باشند. و این رعد و برق است که به آنها امکان می دهد تقریباً در هر جایی که بیت کوین می تواند برود ، تعامل کنند. ظهور Spark و Ark نشانه ای از محدودیت های لایتنینگ نیست بلکه ضروری بودن آن در اقتصاد امروز بیت کوین است.

شانس خود را از دست ندهید مسئله صاعقه -با یک مصاحبه اختصاصی با سازنده Lightning Tadge Dryja. در اعماق قدرتمندترین لایه مقیاس بندی بیت کوین فرو می رود. اجرای محدود فقط در حالی که لوازم آخرین بار در دسترس است.

این قطعه مقاله ای است که در آخرین نسخه چاپی مجله بیت کوین ، شماره صاعقه ارائه شده است. ما آن را در اینجا به اشتراک می گذاریم تا ایده های مورد بررسی در طول شماره کامل را نشان دهیم.