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互联网计算机如何让 Web3 Dapps拥有无限扩展性

起源

2009第一项以密码学和应用区块链底层技术的数字黄金发明(Btcoin)的落地激发了区块链技术在各行各业的创新应用场景,历时多年发展,区块链技术已被证明具有变革潜力,2015年,以太坊通过引入智能合约推动DeFi运动,创建了一个由用户所有的数据最终交付层网络(资产结算层)。

2021年5月10日,在DFINITY首席科学家Dominic Williams的带领下,一个允许在链上重新构想一切的“世界级计算机“—互联网计算机落地了,这个概念最早出现在早期的以太坊社区。互联网计算机的落地主要得益于由200多名密码学家、分布式系统工程师和编程语言专家在潜心开发6年的结果。

可拓展性

众所周知,可拓展性一直是阻碍区块链发展的关键诟病,一个区块链网络的可扩展性和TPS越低,其能够处理的事务效率越低,以Btcoin和以太坊为例,目前的TPS分别为5和13,当交易需求(更新数量)超过其网络的供应TPS时,该网络的性能将会受到影响,从而产生挤压导致网络的拥塞和高交易成本(提高Gas可以提前确定队列的机制)等问题,这大大限制了它们的能够提供的使用场景。

DFINITY基金会深刻认识到了可拓展性对区块链网络的重要性,并通过重新构造区块链架构和应用新颖的密码学技术来实现互联网计算机的无限可拓展性。

架构扩展性

互联网计算机是最终的原始L1区块链,世界各地的开发人员可以使用它来构建无限的可扩展的Dapp、DeFi、Social、企业系统、NFT和开放互联网服务。

每个IC Dapp都由单个容器或多个容器组成,它们不仅拥有接收HTTP请求的独有特性,还允许以当下Web处理速度响应数据处理请求。

智能合约容器的执行调用分为更新调用(修改状态)和查询调用(只读请求)两种,更新调用在固定子网中的每个节点处理,而查询调用在一个节点上处理,在最近的一次互联网计算机性能评估测试中(除了NNS之外的所有子网参与测试),IC做到了在4分钟内以每秒处理250000读取数据和11500次更新调用的速度,与Sol测量的1000TPS相比,IC的TPS达到了Sol的11倍。

事实证明,IC的TPS是没有上限的,随着时间的转移,IC TPS也将进一步增长,并提供一个可承载任何泛行业平台的去中心化运行环境。

子网的可拓展性

互联网计算机允许无限可拓展性主要源自于其分片链技术和NNS的实时配置。

分片链技术:ICP协议链接分布世界各地独立数据中心中的标准化节点机器,并将他们分成为多个链组,每一个链组称为“子网”,每一个子网托管不同的容器集,每个子网能够独立的处理来自不同容器的更新调用和查询调用,这意味着只要想网络添加更多的子网即可轻松扩展整个网络的吞吐量和性能。对于每个需要在节点上处理的更新调用方法,这种扩展网络的方法可以确保全网每秒能够处理更多的更新调用。

对于查询来说,是在单个节点完成的,所以通过向子网添加更多的节点就可简单的实现对于查询调用需求的可拓展性。

不管是增加更多的子网还是向子网添加更多的节点,都需要通过IC网络中的开放式治理系统NNS的投票受理,全网在拥有严重的更新调用的需求时,任何人都可以向NNS发起一份添加更多新子网以增加网络需求的提案,当对该提案的赞成投票权达到了一定通过阈值时,NNS会自动引入新的节点创建新子网,保证网络的均衡负载,向子网添加更多的节点流程相同。

此外NNS还拥有对网络实时配置的权限,例如。当一个应用子网有性能需求时,NNS可以将闲置子网拆分,将闲置子网中的节点添加到性能需求子网,保持网络的均衡负载。

最终确定

互联网计算机新颖的共识机制(POS+VRF可验证数据数+BLS阈值门限签名)在扩展性中也起到关键作用,IC的共识一共分为4层,区块制作层制造区块;公证层识别有效区块;随机信标层对区块制造者进行权重排名解决分叉决议;最终确定层确定区块上链。基于IC共识机制的强大,NNS子网的共识过程平均不到2秒,在应用子网上平均可在1秒内完成区块的最终确定。

展望未来

互联网计算机的可拓展性标志着去中心化应用程序和系统开发的新时代,在这些新时代应用程序上拥有承载千万级别用户基数的潜力。

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