クラウドプラットフォーム上でのイーサリアムプライバシーおよびスケーラビリティソリューションの公開テスト

ブロックチェーンのトレンドは勢いを増し続けています。 近い将来、この技術が広く適応されると予測する専門家が増えています。 現時点では、これを妨げるいくつかの問題が未解決のままです。

まず第一に、最新のブロックチェーン システムは十分に拡張できません。 たとえば、イーサリアムのスループットは 20 秒あたりわずか XNUMX トランザクションであり、多くの利点があるにもかかわらず、大企業には適していません。

同時に、イーサリアムはハッキングやネットワーク障害に対する強力な保護機能でも評価されています。 だから、彼を解雇すべきではありません。 イーサリアムの欠点を修正し、利点に変える方が合理的です。

イーサリアム上のプライバシーとスケーラビリティのソリューションとしてのプラズマ キャッシュ

プラズマは、2018 年にパリで開催された EthCC カンファレンスで、イーサリアム プロジェクトの共同創設者である Vitalik Buterin によって紹介されたテクノロジーです。これは、Lightning Network の共同創設者である Joseph Poon と共同で開発され、イーサリアムブロックチェーンの計算能力。 プラズマに関する最初のニュースがメディアにリークされたのは 2017 年でした。

このプラットフォームは、メインのブロックチェーンと対話できるスマート コントラクトの外部レイヤーを提供し、それによってルート チェーンをオフロードし、スマート コントラクトと分散型アプリケーション (DApps) の取引手数料を削減します。

開発に関する詳細情報は、文書「Plasma: スケーラブルな自律型スマート コントラクト」、2017年XNUMX月付け。

Buterin 氏は、Plasma には固有のスケーラビリティの問題があることを認めました。各ユーザーはすべての Plasma ブロックをダウンロードして認証する必要があるため、指数関数的なスケーリングが妨げられます。

この欠点を修正するために、Plasma Cash が開発されました。Plasma Cash は、スマート コントラクトと Node.js に基づくプライベート ネットワークで構成される子チェーンであり、その状態を定期的にルート チェーン (イーサリアム) に転送します。 これはブロックチェーンに分散化、セキュリティ、スケーラビリティを提供し、それによってスケーラビリティのトリレンマを解決します。

Plasma と比較した Plasma Cash の重要な利点は、興味のあるコインが含まれるブロックのみにユーザーの注意を引くことです。

「ユーザーは今後、自分が使いたい、所有したい、興味のあるコインに関連付けられた特定のインデックスのプラズマチェーンの可用性と有効性をチェックするだけで済みます」とブテリン氏は述べた。

開発者によれば、Plasma Cash はイーサリアムのハッキングに対する効果的な治療法であるとのことです。 各プラズマコインには所有者があり、ユニークです。 誰も知らないうちに他のユーザーのコインを所有することはできません。 コイン所有者は、コインの履歴にある「証拠データ」を提示することで、「苦情」システムを通じて潜在的な不正引き出しを防ぐことができます。

Mongo Atlas でプラズマ キャッシュをテストする

Plasma Cash は、その新規性のため、ほとんど研究されていません。 ブロックチェーンの専門家は、さまざまなクラウド サービスやデータベースとの相互作用を積極的にテストし、欠点を特定し、それらを修正する方法を見つけています。 特に、Mongo Atlas でのテストでは、Plasma を使用する場合の次の利点が明らかになりました。

1. データ損失に対する信頼性の高い保護クラスター内には相互に同期している複数のレプリカがあるためです。
2. Быстрыйдоступクラスターは、Amazon、Google、Azure の XNUMX つの最も一般的なクラウド プラットフォームで作成できるためです。 その結果、Plasma Cash ノードは、Mongo Atlas の近くにある多くのデータ センターに導入できるようになります。 たとえプラズマ ノードがより遠隔のデータ センターに展開された場合でも、速度はそれほど低下しないことが証明されています。
3. 読み取り専用モードで使用されるプラズマ ノードは、XNUMX つの Mongo クラスターに接続でき、世界のさまざまな場所に配置できます。 地理的スケーラビリティを向上させる (ノードはユーザーに近くなります)。
4. 新しいノードのデプロイは簡単ですすべてを再同期する必要がないためです。 既存の Mongo クラスターに単純に接続することも、コピーを簡単に作成してそのクラスターへの接続を構成することもできます。
5. データベースを拡張するのは簡単です。 時間の経過とともに、より多くのデータが利用できるようになり、必要に応じてクラスター内のノードのサイズを増やすことができます。

テストの実施には次のサーバーを使用しました。

• 3 つの仮想 Azure サーバー Standard E4s v3 (4 vcpu、32 GiB メモリ)。 各サーバーには 3 つのノードがあります。 そのうちの XNUMX つは、ブロックをルート チェーンに送信できます。
• 各ノードは、レプリカ モードで 50 つのノードを含む独自の Mongo Atlas M3 クラスターに接続されます。

テスト1

3 つのノードがそれぞれ 100k トランザクションを受信します。 合計で、9 つのノードすべてに 300 のトランザクションとトークンが含まれています。

初期状態: 最後のブロック #213; データベースに保存されるトランザクションとトークンは 0 件です。

00:00 — それぞれ 3k のトランザクションを生成して送信する 100 つのスクリプトが起動されます。
00:29 — ノード #100 と #1 への 2k トランザクションの送信が開始されました
00:32 — 100k トランザクションのノード #3 への送信が開始されました
00:32 — ノード #1 がプールから 11703 トランザクションを取得し、ブロック #214 (9fb) を形成しました
00:34 — ノード #2 がプールから 27088 トランザクションを取得し、ブロック #214 (ef4) を形成しました
00:34 — ブロック #214 (9fb) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
00:36 — ノード #3 がプールから 11900 トランザクションを取得し、ブロック #214 (983) を形成しました
00:37 — ブロック #214 (9fb) が検証され、ルート チェーンに送信されます
00:38 — ブロック #214 (983) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
00:38 — ブロック #214 (ef4) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
00:40 — ブロック #214 (983) が検証され、ルート チェーンに送信されます
00:41 — すべてのノードは、ブロック #214 (9fb) が追加され、11703 トランザクションの適用を開始するという情報をルート チェーンから受信しました。
00:45 — すべてのノードは、ブロック #215 (983) が追加され、11900 トランザクションの適用を開始するという情報をルート チェーンから受信しました。
00:51 — ブロック #214 (ef4) が検証され、ルート チェーンに送信されます
00:52 — ノード #1 がプールから 51469 トランザクションを取得し、ブロック #216 (ea0) を形成します
00:56 — ノード #3 がプールから 55102 トランザクションを取得し、ブロック #216 (f75) を形成します
00:58 — デモ スクリプトはノード #2 の作業を終了しました
00:58 — ブロック #216 (ea0) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
00:58 — すべてのノードは、ブロック #216 (ef4) が追加され、27088 トランザクションの適用を開始するという情報をルート チェーンから受信しました。
01:04 — ブロック #216 (f75) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
01:14 — ノード #2 がプールから 72912 トランザクションを取得し、ブロック #217 (f85) を形成します
01:15 — デモ スクリプトはノード #1 と #2 での動作を終了しました
01:17 — ブロック #216 (f75) と #216 (ea0) が検証され、ルート チェーンに送信されます
01:21 — ブロック #217 (f85) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
01:26 — ブロック #217 (f75) と #218 (ea0) がルート チェーンに追加され、ノードはそれぞれ 51469 と 55102 トランザクションの適用を開始します。
01:27 — ブロック #217 (a85) が検証され、ルート チェーンに送信されます
01:41 — ノード #1 がプールから 36828 トランザクションを取得し、ブロック #219 (46f) を形成しました
01:41 — ノード #3 がプールから 32998 トランザクションを取得し、ブロック #219 (bb3) を形成しました
01:43 — すべてのノードは、ブロック #219 (a85) が追加され、72912 トランザクションの適用を開始するという情報をルート チェーンから受信しました。
01:46 — ブロック #219 (46f) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
01:46 — ブロック #219 (bb3) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
01:53 — ノード #2 がプール内にあったすべての 100 トランザクションを処理しました
02:37 — ブロック #219 (bb3) が検証され、ルート チェーンに送信されます
02:41 — ブロック#219 (46f) が検証され、ルート チェーンに送信されます
02:48 — ブロック #220 (bb3) および #221 (46f) がルート チェーンに追加され、ノードはそれぞれ 32998 および 36828 トランザクションの適用を開始します。
02:54 — ノード #1 がプール内にあったすべての 100 トランザクションを処理しました
02:55 — ノード #3 がプール内にあったすべての 100 トランザクションを処理しました
04:12 — すべてのノードには 300k のトランザクションとトークンが含まれており、最後のブロック #221

テスト2

3 つのノードがそれぞれ 1kk のトランザクションを受信します。 合計で、9 つのノードすべてに 3 のトランザクションとトークンが含まれています。

初期状態: 最後のブロック #213; データベースに保存されるトランザクションとトークンは 0 件です。

00:00 — それぞれ 3kk のトランザクションを生成して送信する 1 つのスクリプトが起動されます。
02:29 — ノード #1 と #1 への 2kk トランザクションの送信が開始されました
02:33 — ノード #1 がプールから 11668 トランザクションを取得し、ブロック #222 (510) を形成しました
02:35 — ブロック #222 (510) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
02:37 — ブロック #222 (510) が検証され、ルート チェーンに送信されます
02:38 — ノード #2 はプールから 46378 トランザクションを取得し、ブロック #222 (a9d) を形成します
02:38 — ノード #1 への 3kk トランザクションの送信が開始されました
02:41 — ノード #3 がプールから 5504 トランザクションを取得し、ブロック #222 (387) を形成しました
02:42 — ブロック #222 (387) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
02:44 — ブロック #222 (a9d) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
02:44 — ブロック #222 (387) が検証され、ルート チェーンに送信されます
02:49 — ブロック #222 (a9d) が検証され、ルート チェーンに送信される
02:56 - ブロック #222 (510) #223 (387) および #224 (a9d) がルート チェーンに追加され、ノードはそれぞれ 11668、5504、および 46378 トランザクションの適用を開始します。
03:09 — ノード #1 がプールから 177170 トランザクションを取得し、ブロック #225 (e50) を形成しました
03:09 — ノード #3 がプールから 119327 トランザクションを取得し、ブロック #225 (ccc) を形成しました
03:10 — ノード #2 がプールから 149772 トランザクションを取得し、ブロック #225 (404) を形成しました
03:26 — ブロック #225 (ccc) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
03:32 — ブロック #225 (404) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
03:33 — ブロック #225 (e50) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
03:53 — ブロック #225 (ccc) が検証され、ルート チェーンに送信されました
04:03 — ブロック #225 (e50) が検証され、ルート チェーンに送信される
04:04 — ブロック #225 (404) が検証され、ルート チェーンに送信されます
04:06 — すべてのノードは、ブロック #225 (ccc) が追加され、119327 トランザクションの適用を開始するという情報をルート チェーンから受信しました。
04:14 — すべてのノードは、ブロック #226 (404) が追加され、149772 トランザクションの適用を開始するという情報をルート チェーンから受信しました。
04:16 — すべてのノードは、ブロック #227 (e50) が追加され、177170 トランザクションの適用を開始するという情報をルート チェーンから受信しました。
04:32 — ノード #3 がプールから 209436 トランザクションを取得し、ブロック #228 (1e9) を形成しました
04:40 — ノード #2 がプールから 212669 トランザクションを取得し、ブロック #228 (e38) を形成しました
04:40 — ノード #1 がプールから 190144 トランザクションを取得し、ブロック #228 (861) を形成しました
05:02 — ブロック #228 (1e9) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
05:08 — ブロック #228 (861) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
05:10 — ブロック #228 (e38) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
06:13 — ブロック #228 (1e9) が検証され、ルート チェーンに送信される
06:13 — ブロック #228 (861) が検証され、ルート チェーンに送信されます
06:13 — ブロック #228 (e38) が検証され、ルート チェーンに送信される
06:39 - ブロック #228 (861) #229 (1e9) および #230 (e38) がルート チェーンに追加され、ノードはそれぞれ 190144、209436、および 212669 トランザクションの適用を開始します。
07:07 — ノード #1 がプールから 199770 トランザクションを取得し、ブロック #231 (e04) を形成しました
07:09 — ノード #2 がプールから 190473 トランザクションを取得し、ブロック #231 (36e) を形成しました
07:09 — ノード #3 がプールから 178807 トランザクションを取得し、ブロック #231 (f43) を形成します
07:34 — ブロック #231 (e04) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
07:37 — ブロック #231 (36e) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
07:37 — ブロック #231 (f43) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
08:49 — ブロック #231 (e04) が検証され、ルート チェーンに送信される
08:51 — ブロック #231 (f43) が検証され、ルート チェーンに送信される
08:52 — ブロック #231 (36e) が検証され、ルート チェーンに送信される
09:47 - ブロック #231 (e04) #232 (f43) および #233 (36e) がルート チェーンに追加され、ノードはそれぞれ 199770、178807、および 190473 トランザクションの適用を開始します。
10:16 — ノード #1 がプールから 153075 トランザクションを取得し、ブロック #234 (e04) を形成しました
10:16 — ノード #2 がプールから 168035 トランザクションを取得し、ブロック #234 (36e) を形成しました
10:16 — ノード #3 がプールから 166685 トランザクションを取得し、ブロック #234 (f43) を形成します
10:42 — ブロック #234 (56d) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
11:59 — ブロック #234 (1bb) が検証され、ルート チェーンに送信されます
12:02 — ブロック #234 (58a) が検証され、ルート チェーンに送信される
12:02 — ブロック #234 (56d) が検証され、ルート チェーンに送信される
12:48 - ブロック #234 (1bb) #235 (58a) および #236 (56d) がルート チェーンに追加され、ノードはそれぞれ 153075、168035、および 166685 トランザクションの適用を開始します。
13:14 — ノード #1 がプールから 112226 トランザクションを取得し、ブロック #237 (5c0) を形成しました
13:16 — ノード #2 がプールから 87550 トランザクションを取得し、ブロック #234 (58a) を形成しました
13:16 — ノード #3 がプールから 99594 トランザクションを取得し、ブロック #234 (56d) を形成します
13:30 — ブロック #237 (5c0) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
13:32 — ブロック #237 (58a) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
13:34 — ブロック #237 (56d) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
14:47 — ブロック #237 (58a) が検証され、ルート チェーンに送信される
14:53 — ブロック #237 (5c0) は指定された時間内に検証されませんでした
14:53 — すべてのノードは、ブロック #237 (58a) が追加され、87550 トランザクションの適用を開始するという情報をルート チェーンから受信しました。
14:54 — ブロック #237 (56d) が検証され、ルート チェーンに送信される
15:02 — ノード #1 がプールから 181206 トランザクションを取得し、ブロック #238 (c5f) を形成しました
15:06 — すべてのノードは、ブロック #238 (56d) が追加され、99594 トランザクションの適用を開始するという情報をルート チェーンから受信しました。
15:12 — ノード #2 がプールから 51990 トランザクションを取得し、ブロック #239 (ad8) を形成しました
15:20 — ブロック #239 (ad8) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
15:25 — ノード #3 がプールから 46685 トランザクションを取得し、ブロック #239 (857) を形成しました
15:30 — ブロック #238 (c5f) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
15:34 — ブロック #239 (857) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
16:32 — ブロック #239 (857) が検証され、ルート チェーンに送信されます
16:42 — すべてのノードは、ブロック #239 (857) が追加され、46685 トランザクションの適用を開始するという情報をルート チェーンから受信しました。
16:42 — ブロック #238 (c5f) が検証され、ルート チェーンに送信されます
16:42 — ブロック #239 (ad8) は指定された時間内に検証されませんでした
16:54 — ノード #2 がプールから 96882 トランザクションを取得し、ブロック #240 (e6e) を形成します
16:56 — ノード #3 がプールから 39704 トランザクションを取得し、ブロック #240 (a47) を形成しました
17:02 — ブロック #240 (a47) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
17:02 — ブロック #240 (e6e) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
17:18 — すべてのノードは、ブロック #240 (c5f) が追加され、181206 トランザクションの適用を開始するという情報をルート チェーンから受信しました。
17:45 — ブロック #240 (a47) が検証され、ルート チェーンに送信されます
17:47 — ノード #1 がプールから 54956 トランザクションを取得し、ブロック #241 (170) を形成しました
17:59 — ブロック #241 (170) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
18:09 — すべてのノードは、ブロック #241 (a47) が追加され、181206 トランザクションの適用を開始するという情報をルート チェーンから受信しました。
18:20 — ノード #3 がプールから 39104 トランザクションを取得し、ブロック #242 (955) を形成しました
18:24 — ブロック #240 (e6e) が検証され、ルート チェーンに送信されます
18:28 — ブロック #242 (955) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
18:09 — すべてのノードは、ブロック #242 (e6e) が追加され、96882 トランザクションの適用を開始するという情報をルート チェーンから受信しました。
19:06 — デモ スクリプトはノード #1 の作業を終了しました
19:08 — デモ スクリプトはノード #2 の作業を終了しました
19:08 — ノード #2 がプールから 48241 トランザクションを取得し、ブロック #243 (fde) を形成します
19:14 — ブロック #243 (fde) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
19:18 — ブロック #241 (170) は指定された時間内に検証されませんでした
19:28 — ノード #1 がプールから 86967 トランザクションを取得し、ブロック #243 (37c) を形成します
19:35 — ブロック #242 (955) が検証され、ルート チェーンに送信されます
19:40 — ブロック #243 (37c) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
20:05 — すべてのノードは、ブロック #243 (955) が追加され、39104 トランザクションの適用を開始するという情報をルート チェーンから受信しました。
20:15 — ブロック #243 (fde) が検証され、ルート チェーンに送信されます
20:19 — ノード #3 がプールから 42981 トランザクションを取得し、ブロック #244 (9b5) を形成します
20:26 — ブロック #244 (9b5) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
20:28 - すべてのノードは、ブロック #244 (fde) が追加され、48241 トランザクションの適用を開始するという情報をルート チェーンから受信しました。
20:32 — ノード #2 がプール内にあったすべての 1 トランザクションを処理しました
21:05 — ブロック #243 (37c) は指定された時間内に検証されませんでした
21:15 — ノード #1 がプールから 86967 トランザクションを取得し、ブロック #245 (37c) を形成します
21:32 — ブロック #245 (37c) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
21:42 — ブロック #244 (9b5) が検証され、ルート チェーンに送信されました
21:50 — すべてのノードは、ブロック #245 (9b5) が追加され、42981 トランザクションの適用を開始するという情報をルート チェーンから受信しました。
22:04 — ノード #3 がプールから 45361 トランザクションを取得し、ブロック #246 (3f9) を形成します
22:11 — ブロック #246 (3f9) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
22:51 — ブロック #245 (37c) は指定された時間内に検証されませんでした
23:01 — ノード #1 がプールから 86967 トランザクションを取得し、ブロック #246 (37c) を形成します
23:08 — デモ スクリプトはノード #3 の作業を終了しました
23:15 — ブロック #246 (37c) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
23:32 — ブロック #246 (3f9) は指定された時間内に検証されませんでした
23:42 — ノード #3 がプールから 52173 トランザクションを取得し、ブロック #246 (71d) を形成します
23:51 — ブロック #246 (71d) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
24:38 — ブロック #246 (37c) は指定された時間内に検証されませんでした
25:01 — ノード #1 がプールから 86967 トランザクションを取得し、ブロック #246 (37c) を形成します
25:06 — ブロック #246 (71d) が検証され、ルート チェーンに送信される
25:12 — ブロック #246 (37c) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
25:14 — すべてのノードは、ブロック #246 (71d) が追加され、52173 トランザクションの適用を開始するという情報をルート チェーンから受信しました。
25:29 — ノード #3 がプール内にあったすべての 1 トランザクションを処理しました
26:40 — ブロック #247 (37c) は指定された時間内に検証されませんでした
26:47 — ノード #1 がプールから 86967 トランザクションを取得し、ブロック #247 (37c) を形成します
27:03 — ブロック #247 (37c) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
28:29 — ブロック #247 (37c) は指定された時間内に検証されませんでした
28:35 — ノード #1 がプールから 86967 トランザクションを取得し、ブロック #247 (37c) を形成します
28:49 — ブロック #247 (37c) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
30:13 — ブロック #247 (37c) は指定された時間内に検証されませんでした
30:23 — ノード #1 がプールから 86967 トランザクションを取得し、ブロック #247 (37c) を形成します
30:38 — ブロック #247 (37c) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
32:00 — ブロック #247 (37c) は指定された時間内に検証されませんでした
32:11 — ノード #1 がプールから 86967 トランザクションを取得し、ブロック #247 (37c) を形成します
32:26 — ブロック #247 (37c) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
33:49 — ブロック #247 (37c) は指定された時間内に検証されませんでした
33:59 — ノード #1 がプールから 86967 トランザクションを取得し、ブロック #247 (37c) を形成します
34:12 — ブロック #247 (37c) が署名され、検証のために他のノードに送信されます
35:34 — ブロック #247 (37c) が検証され、ルート チェーンに送信されました
35:54 — すべてのノードは、ブロック #247 (37c) が追加され、86967 トランザクションの適用を開始するという情報をルート チェーンから受信しました。
36:11 — ノード #1 がプール内にあったすべての 1 トランザクションを処理しました
55:12 - 最初のノードが 3 個のトランザクションをすべて処理しました

結果

Azure 仮想サーバーには、このような大量のトランザクションを処理するのに十分な処理能力がないことが判明しました。 しかし、システムはテストの主なタスク、つまり MongoDB を使用した Plasma Cash の動作を実証することにうまく対処しました。

ぜひご訪問ください GitHubの プロジェクト： https://github.com/opporty-com/Plasma-Cash/tree/new-version

この記事の共同執筆者は、 アレクサンダー・ナシバン、シニア開発者 クレバーソリューション株式会社.

以前の開発チーム Opporty Plasma Cash の速度はすでにテスト済みです。 結果は次のとおりです。 この記事.

出所： habr.com