De blockchaintrend blijft aan momentum winnen. Steeds meer experts voorspellen een universele adaptatie van deze technologie in de nabije toekomst. Op dit moment blijven verschillende problemen onopgelost, die dit in de weg staan.
Allereerst schalen moderne blockchain-systemen slecht. Bijvoorbeeld, de doorvoersnelheid van Ethereum is slechts 20 transacties per seconde, en ondanks de talrijke voordelen is het niet geschikt voor grote bedrijven.
Tegelijkertijd wordt Ethereum gewaardeerd om de krachtige bescherming tegen hacks en netwerkstoringen. Het is dus niet verstandig om het af te schrijven. Het is veel zinvoller om de tekortkomingen van Ethereum te verbeteren en deze om te zetten in voordelen.
Plasma Cash als oplossing voor privacy en schaalbaarheid binnen Ethereum
Plasma is een technologie die werd gepresenteerd door Vitalik Buterin, medeoprichter van het Ethereum-project, op de EthCC-conferentie in Parijs in 2018. Het werd samen ontwikkeld met Joseph Poon, medeoprichter van het Lightning Network, en wordt gepresenteerd als een oplossing die de rekencapaciteit van de Ethereum-blockchain vergroot. De eerste berichten over Plasma lekten in 2017 naar de media.
Dit platform is een externe laag voor slimme contracten die kunnen communiceren met de hoofdblockchain, waardoor de root chain wordt ontlast en de transactiekosten voor slimme contracten en gedecentraliseerde applicaties (DApps) worden verlaagd.
Details over de ontwikkeling werden uiteengezet in het document "", gedateerd augustus 2017.
Buterin erkende dat Plasma problemen heeft met schaalbaarheid: elke gebruiker moet elk Plasma-blok downloaden en verifiΓ«ren, wat exponentiΓ«le schaalvergroting voorkomt.
Om dit probleem op te lossen, werd Plasma Cash ontwikkeld β een zijchain die bestaat uit een slim contract en een privΓ©-netwerk op basis van Node.js, dat periodiek zijn status naar de root chain (Ethereum) verzendt. Het zorgt voor decentralisatie, veiligheid en schaalbaarheid binnen de blockchain, en lost daarmee de Schaalbaarheidsdriehoek op.
Een belangrijk voordeel van Plasma Cash ten opzichte van Plasma is dat het de aandacht van gebruikers alleen richt op die blokken die de munten bevatten die hen interesseren:
Β«Nu moeten gebruikers de toegankelijkheid en de juistheid van de Plasma-keten alleen controleren voor een speciale index die verband houdt met de munten die ze willen uitgeven, bezitten en die hen interesserenΒ», zei Buterin.
Volgens de ontwikkelaars is Plasma Cash een effectieve remedie tegen hacks in Ethereum. Elke Plasma-munt heeft een eigenaar en is uniek. Niemand kan munten van een andere gebruiker verwerven zonder zijn medeweten. De houder van de munt kan een potentieel frauduleuze opname voorkomen via een systeem van 'klachten' door zijn 'bewijsgegevens' in de geschiedenis van zijn munt over te leggen.
Testen van Plasma Cash in Mongo Atlas
Vanwege zijn nieuwheid blijft Plasma Cash nog onvoldoende bestudeerd. Blockchain-specialisten testen actief de interactie met verschillende cloudservices en databases, documenteren tekortkomingen en vinden oplossingen. In het bijzonder hebben de tests in Mongo Atlas de volgende voordelen bij het werken met Plasma aan het licht gebracht:
- Betrouwbare bescherming tegen dataverlies, aangezien meerdere replica's die met elkaar synchroniseren in het cluster.
- Snelle toegang, aangezien het cluster kan worden opgebouwd op de drie meest populaire cloudplatformen: Amazon, Google, Azure. Hierdoor kan een Plasma Cash-node in veel datacenters worden uitgerold die dicht bij Mongo Atlas zijn gelegen. We hebben aangetoond dat de snelheid niet aanzienlijk afneemt, zelfs niet wanneer Plasma-nodes in verder weg gelegen datacenters worden uitgerold.
- Plasma-nodes die alleen in leestoestand worden gebruikt, kunnen met één Mongo-cluster worden verbonden en bevinden zich op verschillende plekken over de wereld, wat de geo-schaalbaarheid verbetert (nodes zijn dichter bij de gebruikers).
- Een nieuwe node uitrollen is eenvoudig, aangezien het niet nodig is om alles opnieuw te synchroniseren. Je kunt eenvoudig verbinding maken met een bestaand Mongo-cluster of snel een kopie maken en verbinding maken met deze.
- Het is eenvoudig om de database te schalen. Na verloop van tijd neemt de hoeveelheid data toe, en je kunt de grootte van de nodes in het cluster naar behoefte vergroten.
We hebben de volgende servers gebruikt voor de tests:
- 3 virtuele Azure-servers Standard E4s v3 (4 vcpus, 32 GiB geheugen). Op elke server zijn 3 nodes opgezet. EΓ©n daarvan kan blocks indienen in de hoofdketen.
- Elke node is verbonden met zijn eigen Mongo Atlas-cluster M50, dat uit 3 replica-nodes bestaat.
Test 1
3 nodes receive 100k transactions each. In total, all 9 nodes contain 300k transactions and tokens.
Initial state: last block #213; 0 transactions and tokens stored in the database.
00:00 β 3 scripts started generating and sending 100k transactions each
00:29 β Sending 100k transactions to nodes #1 and #2 has started
00:32 β Sending 100k transactions to node #3 has started
00:32 β Node #1 took 11703 transactions from the pool and is forming block #214 (9fb)
00:34 β Node #2 took 27088 transactions from the pool and is forming block #214 (ef4)
00:34 β Block #214 (9fb) is signed and sent to other nodes for validation
00:36 β Node #3 took 11900 transactions from the pool and is forming block #214 (983)
00:37 β Block #214 (9fb) has been validated and sent to the root chain
00:38 β Block #214 (983) is signed and sent to other nodes for validation
00:38 β Block #214 (ef4) is signed and sent to other nodes for validation
00:40 β Block #214 (983) has been validated and sent to the root chain
00:41 β All nodes received information from the root chain that block #214 (9fb) has been added and begin applying 11703 transactions
00:45 β All nodes received information from the root chain that block #215 (983) has been added and begin applying 11900 transactions
00:51 β Block #214 (ef4) has been validated and sent to the root chain
00:52 β Node #1 took 51469 transactions from the pool and is forming block #216 (ea0)
00:56 β Node #3 took 55102 transactions from the pool and is forming block #216 (f75)
00:58 β Demo script finished its work for node #2
00:58 β Block #216 (ea0) is signed and sent to other nodes for validation
00:58 β All nodes received information from the root chain that block #216 (ef4) has been added and begin applying 27088 transactions
01:04 β Block #216 (f75) is signed and sent to other nodes for validation
01:14 β Node #2 took 72912 transactions from the pool and is forming block #217 (f85)
01:15 β Demo script finished its work for nodes #1 and #2
01:17 β Blocks #216 (f75) and #216 (ea0) have been validated and sent to the root chain
01:21 β Block #217 (f85) is signed and sent to other nodes for validation
01:26 β Blocks #217 (f75) and #218 (ea0) have been added to the root chain, and nodes begin applying 51469 and 55102 transactions respectively
01:27 β Block #217 (a85) has been validated and sent to the root chain
01:41 β Node #1 took 36828 transactions from the pool and is forming block #219 (46f)
01:41 β Node #3 took 32998 transactions from the pool and is forming block #219 (bb3)
01:43 β Alle knooppunten hebben informatie uit de rootketen ontvangen dat blok #219 (a85) is toegevoegd en beginnen 72912 transacties toe te passen.
01:46 β Blok #219 (46f) is ondertekend en wordt naar andere knooppunten gestuurd voor validatie.
01:46 β Blok #219 (bb3) is ondertekend en wordt naar andere knooppunten gestuurd voor validatie.
01:53 β Knooppunt #2 heeft alle 100k transacties die in de pool zaten verwerkt.
02:37 β Blok #219 (bb3) is gevalideerd en naar de rootketen gestuurd.
02:41 β Blok #219 (46f) is gevalideerd en naar de rootketen gestuurd.
02:48 β Blok #220 (bb3) en #221 (46f) zijn toegevoegd aan de rootketen en knooppunten beginnen respectievelijk 32998 en 36828 transacties toe te passen.
02:54 β Knooppunt #1 heeft alle 100k transacties die in de pool zaten verwerkt.
02:55 β Knooppunt #3 heeft alle 100k transacties die in de pool zaten verwerkt.
04:12 β Alle knooppunten bevatten elk 300k transacties en tokens van het laatste blok #221.
Test 2
3 knooppunten ontvangen elk 1 miljoen transacties. Totaal zijn er in de 9 knooppunten 3 miljoen transacties en tokens.
Initial state: last block #213; 0 transactions and tokens stored in the database.
00:00 β 3 scripts zijn gestart die elk 1 miljoen transacties genereren en verzenden.
02:29 β De verzending van 1 miljoen transacties naar knooppunten #1 en #2 is begonnen.
02:33 β Knooppunt #1 heeft 11668 transacties uit de pool gehaald en vormt blok #222 (510).
02:35 β Blok #222 (510) is ondertekend en wordt naar andere knooppunten gestuurd voor validatie.
02:37 β Blok #222 (510) is gevalideerd en naar de rootketen gestuurd.
02:38 β Knooppunt #2 heeft 46378 transacties uit de pool gehaald en vormt blok #222 (a9d).
02:38 β De verzending van 1 miljoen transacties naar knooppunt #3 is begonnen.
02:41 β Knooppunt #3 heeft 5504 transacties uit de pool gehaald en vormt blok #222 (387).
02:42 β Blok #222 (387) is ondertekend en wordt naar andere knooppunten gestuurd voor validatie.
02:44 β Blok #222 (a9d) is ondertekend en wordt naar andere knooppunten gestuurd voor validatie.
02:44 β Blok #222 (387) is gevalideerd en naar de rootketen gestuurd.
02:49 β Blok #222 (a9d) is gevalideerd en naar de rootketen gestuurd.
02:56 β Blokken #222 (510), #223 (387) en #224 (a9d) zijn toegevoegd aan de rootketen en knooppunten beginnen respectievelijk 11668, 5504 en 46378 transacties toe te passen.
03:09 β Knooppunt #1 heeft 177170 transacties uit de pool gehaald en vormt blok #225 (e50).
03:09 β Knooppunt #3 heeft 119327 transacties uit de pool gehaald en vormt blok #225 (ccc).
03:10 β Knooppunt #2 heeft 149772 transacties uit de pool gehaald en vormt blok #225 (404).
03:26 β Blok #225 (ccc) is ondertekend en wordt naar andere knooppunten gestuurd voor validatie.
03:32 β Blok #225 (404) is ondertekend en wordt naar andere knooppunten gestuurd voor validatie.
03:33 β Blok #225 (e50) is ondertekend en wordt naar andere knooppunten gestuurd voor validatie.
03:53 β Blok #225 (ccc) is gevalideerd en naar de rootketen gestuurd.
04:03 β Blok #225 (e50) gevalideerd en verzonden naar de wortelketen
04:04 β Blok #225 (404) gevalideerd en verzonden naar de wortelketen
04:06 β Alle nodes hebben informatie ontvangen uit de wortelketen dat blok #225 (ccc) is toegevoegd en beginnen 119327 transacties toe te passen
04:14 β Alle nodes hebben informatie ontvangen uit de wortelketen dat blok #226 (404) is toegevoegd en beginnen 149772 transacties toe te passen
04:16 β Alle nodes hebben informatie ontvangen uit de wortelketen dat blok #227 (e50) is toegevoegd en beginnen 177170 transacties toe te passen
04:32 β Node #3 heeft 209436 transacties uit de pool genomen en vormt blok #228 (1e9)
04:40 β Node #2 heeft 212669 transacties uit de pool genomen en vormt blok #228 (e38)
04:40 β Node #1 heeft 190144 transacties uit de pool genomen en vormt blok #228 (861)
05:02 β Blok #228 (1e9) is ondertekend en wordt naar andere nodes verzonden voor validatie
05:08 β Blok #228 (861) is ondertekend en wordt naar andere nodes verzonden voor validatie
05:10 β Blok #228 (e38) is ondertekend en wordt naar andere nodes verzonden voor validatie
06:13 β Blok #228 (1e9) gevalideerd en verzonden naar de wortelketen
06:13 β Blok #228 (861) gevalideerd en verzonden naar de wortelketen
06:13 β Blok #228 (e38) gevalideerd en verzonden naar de wortelketen
06:39 β Blokken #228 (861), #229 (1e9) en #230 (e38) zijn toegevoegd aan de wortelketen en nodes beginnen 190144, 209436 en 212669 transacties toe te passen, respectievelijk
07:07 β Node #1 heeft 199770 transacties uit de pool genomen en vormt blok #231 (e04)
07:09 β Node #2 heeft 190473 transacties uit de pool genomen en vormt blok #231 (36e)
07:09 β Node #3 heeft 178807 transacties uit de pool genomen en vormt blok #231 (f43)
07:34 β Blok #231 (e04) is ondertekend en wordt naar andere nodes verzonden voor validatie
07:37 β Blok #231 (36e) is ondertekend en wordt naar andere nodes verzonden voor validatie
07:37 β Blok #231 (f43) is ondertekend en wordt naar andere nodes verzonden voor validatie
08:49 β Blok #231 (e04) gevalideerd en verzonden naar de wortelketen
08:51 β Blok #231 (f43) gevalideerd en verzonden naar de wortelketen
08:52 β Blok #231 (36e) gevalideerd en verzonden naar de wortelketen
09:47 β Blokken #231 (e04), #232 (f43) en #233 (36e) zijn toegevoegd aan de wortelketen en nodes beginnen 199770, 178807 en 190473 transacties toe te passen, respectievelijk
10:16 β Node #1 heeft 153075 transacties uit de pool genomen en vormt blok #234 (e04)
10:16 β Node #2 heeft 168035 transacties uit de pool genomen en vormt blok #234 (36e)
10:16 β Node #3 heeft 166685 transacties uit de pool genomen en vormt blok #234 (f43)
10:42 β Blok #234 (56d) is ondertekend en wordt naar andere nodes verzonden voor validatie
11:59 β Blok #234 (1bb) gevalideerd en verzonden naar de hoofdketen
12:02 β Blok #234 (58a) gevalideerd en verzonden naar de hoofdketen
12:02 β Blok #234 (56d) gevalideerd en verzonden naar de hoofdketen
12:48 β Blokken #234 (1bb), #235 (58a) en #236 (56d) zijn toegevoegd aan de hoofdketen en knooppunten beginnen respectievelijk 153075, 168035 en 166685 transacties toe te passen
13:14 β Knop #1 heeft 112226 transacties uit de pool genomen en vormt blok #237 (5c0)
13:16 β Knop #2 heeft 87550 transacties uit de pool genomen en vormt blok #234 (58a)
13:16 β Knop #3 heeft 99594 transacties uit de pool genomen en vormt blok #234 (56d)
13:30 β Blok #237 (5c0) is ondertekend en wordt naar andere knooppunten verzonden voor validatie
13:32 β Blok #237 (58a) is ondertekend en wordt naar andere knooppunten verzonden voor validatie
13:34 β Blok #237 (56d) is ondertekend en wordt naar andere knooppunten verzonden voor validatie
14:47 β Blok #237 (58a) gevalideerd en verzonden naar de hoofdketen
14:53 β Blok #237 (5c0) is niet binnen de opgegeven tijd gevalideerd
14:53 β Alle knooppunten hebben informatie ontvangen uit de hoofdketen dat blok #237 (58a) is toegevoegd en beginnen 87550 transacties toe te passen
14:54 β Blok #237 (56d) gevalideerd en verzonden naar de hoofdketen
15:02 β Knop #1 heeft 181206 transacties uit de pool genomen en vormt blok #238 (c5f)
15:06 β Alle knooppunten hebben informatie ontvangen uit de hoofdketen dat blok #238 (56d) is toegevoegd en beginnen 99594 transacties toe te passen
15:12 β Knop #2 heeft 51990 transacties uit de pool genomen en vormt blok #239 (ad8)
15:20 β Blok #239 (ad8) is ondertekend en wordt naar andere knooppunten verzonden voor validatie
15:25 β Knop #3 heeft 46685 transacties uit de pool genomen en vormt blok #239 (857)
15:30 β Blok #238 (c5f) is ondertekend en wordt naar andere knooppunten verzonden voor validatie
15:34 β Blok #239 (857) is ondertekend en wordt naar andere knooppunten verzonden voor validatie
16:32 β Blok #239 (857) gevalideerd en verzonden naar de hoofdketen
16:42 β Alle knooppunten hebben informatie ontvangen uit de hoofdketen dat blok #239 (857) is toegevoegd en beginnen 46685 transacties toe te passen
16:42 β Blok #238 (c5f) gevalideerd en verzonden naar de hoofdketen
16:42 β Blok #239 (ad8) is niet binnen de opgegeven tijd gevalideerd
16:54 β Knop #2 heeft 96882 transacties uit de pool genomen en vormt blok #240 (e6e)
16:56 β Knop #3 heeft 39704 transacties uit de pool genomen en vormt blok #240 (a47)
17:02 β Blok #240 (a47) is ondertekend en wordt naar andere knooppunten verzonden voor validatie
17:02 β Blok #240 (e6e) is ondertekend en wordt naar andere knooppunten verzonden voor validatie
17:18 β Alle nodes hebben informatie ontvangen uit de wortelketen dat blok #240 (c5f) is toegevoegd en beginnen 181206 transacties toe te passen.
17:45 β Blok #240 (a47) is gevalideerd en naar de wortelketen verzonden.
17:47 β Node #1 heeft 54956 transacties uit de pool gehaald en vormt blok #241 (170).
17:59 β Blok #241 (170) is ondertekend en wordt naar andere nodes voor validatie verzonden.
18:09 β Alle nodes hebben informatie ontvangen uit de wortelketen dat blok #241 (a47) is toegevoegd en beginnen 181206 transacties toe te passen.
18:20 β Node #3 heeft 39104 transacties uit de pool gehaald en vormt blok #242 (955).
18:24 β Blok #240 (e6e) is gevalideerd en naar de wortelketen verzonden.
18:28 β Blok #242 (955) is ondertekend en wordt naar andere nodes voor validatie verzonden.
18:09 β Alle nodes hebben informatie ontvangen uit de wortelketen dat blok #242 (e6e) is toegevoegd en beginnen 96882 transacties toe te passen.
19:06 β De demoscipt heeft zijn werk voor node #1 beΓ«indigd.
19:08 β De demoscipt heeft zijn werk voor node #2 beΓ«indigd.
19:08 β Node #2 heeft 48241 transacties uit de pool gehaald en vormt blok #243 (fde).
19:14 β Blok #243 (fde) is ondertekend en wordt naar andere nodes voor validatie verzonden.
19:18 β Blok #241 (170) is niet binnen de aangegeven tijd gevalideerd.
19:28 β Node #1 heeft 86967 transacties uit de pool gehaald en vormt blok #243 (37c).
19:35 β Blok #242 (955) is gevalideerd en naar de wortelketen verzonden.
19:40 β Blok #243 (37c) is ondertekend en wordt naar andere nodes voor validatie verzonden.
20:05 β Alle nodes hebben informatie ontvangen uit de wortelketen dat blok #243 (955) is toegevoegd en beginnen 39104 transacties toe te passen.
20:15 β Blok #243 (fde) is gevalideerd en naar de wortelketen verzonden.
20:19 β Node #3 heeft 42981 transacties uit de pool gehaald en vormt blok #244 (9b5).
20:26 β Blok #244 (9b5) is ondertekend en wordt naar andere nodes voor validatie verzonden.
20:28 β Alle nodes hebben informatie ontvangen uit de wortelketen dat blok #244 (fde) is toegevoegd en beginnen 48241 transacties toe te passen.
20:32 β Node #2 heeft alle 1 miljoen transacties verwerkt die in de pool zaten.
21:05 β Blok #243 (37c) is niet binnen de aangegeven tijd gevalideerd.
21:15 β Node #1 heeft 86967 transacties uit de pool gehaald en vormt blok #245 (37c).
21:32 β Blok #245 (37c) is ondertekend en wordt naar andere nodes voor validatie verzonden.
21:42 β Blok #244 (9b5) is gevalideerd en naar de wortelketen verzonden.
21:50 β Alle nodes hebben informatie ontvangen uit de wortelketen dat blok #245 (9b5) is toegevoegd en beginnen 42981 transacties toe te passen.
22:04 β Node #3 heeft 45361 transacties uit de pool gehaald en vormt blok #246 (3f9).
22:11 β Blok #246 (3f9) is ondertekend en wordt naar andere nodes gestuurd voor validatie
22:51 β Blok #245 (37c) is niet gevalideerd binnen de opgegeven tijd
23:01 β Node #1 heeft 86967 transacties uit de pool gehaald en vormt blok #246 (37c)
23:08 β De demo-script heeft zijn werk beΓ«indigd voor node #3
23:15 β Blok #246 (37c) is ondertekend en wordt naar andere nodes gestuurd voor validatie
23:32 β Blok #246 (3f9) is niet gevalideerd binnen de opgegeven tijd
23:42 β Node #3 heeft 52173 transacties uit de pool gehaald en vormt blok #246 (71d)
23:51 β Blok #246 (71d) is ondertekend en wordt naar andere nodes gestuurd voor validatie
24:38 β Blok #246 (37c) is niet gevalideerd binnen de opgegeven tijd
25:01 β Node #1 heeft 86967 transacties uit de pool gehaald en vormt blok #246 (37c)
25:06 β Blok #246 (71d) is gevalideerd en naar de hoofdketen gestuurd
25:12 β Blok #246 (37c) is ondertekend en wordt naar andere nodes gestuurd voor validatie
25:14 β Alle nodes hebben informatie ontvangen uit de hoofdketen dat blok #246 (71d) is toegevoegd en beginnen met het toepassen van 52173 transacties
25:29 β Node #3 heeft alle 1 miljoen transacties uit de pool verwerkt
26:40 β Blok #247 (37c) is niet gevalideerd binnen de opgegeven tijd
26:47 β Node #1 heeft 86967 transacties uit de pool gehaald en vormt blok #247 (37c)
27:03 β Blok #247 (37c) is ondertekend en wordt naar andere nodes gestuurd voor validatie
28:29 β Blok #247 (37c) is niet gevalideerd binnen de opgegeven tijd
28:35 β Node #1 heeft 86967 transacties uit de pool gehaald en vormt blok #247 (37c)
28:49 β Blok #247 (37c) is ondertekend en wordt naar andere nodes gestuurd voor validatie
30:13 β Blok #247 (37c) is niet gevalideerd binnen de opgegeven tijd
30:23 β Node #1 heeft 86967 transacties uit de pool gehaald en vormt blok #247 (37c)
30:38 β Blok #247 (37c) is ondertekend en wordt naar andere nodes gestuurd voor validatie
32:00 β Blok #247 (37c) is niet gevalideerd binnen de opgegeven tijd
32:11 β Node #1 heeft 86967 transacties uit de pool gehaald en vormt blok #247 (37c)
32:26 β Blok #247 (37c) is ondertekend en wordt naar andere nodes gestuurd voor validatie
33:49 β Blok #247 (37c) is niet gevalideerd binnen de opgegeven tijd
33:59 β Node #1 heeft 86967 transacties uit de pool gehaald en vormt blok #247 (37c)
34:12 β Blok #247 (37c) is ondertekend en wordt naar andere nodes gestuurd voor validatie
35:34 β Blok #247 (37c) is gevalideerd en naar de hoofdketen gestuurd
35:54 β Alle nodes hebben informatie ontvangen uit de hoofdketen dat blok #247 (37c) is toegevoegd en beginnen met het toepassen van 86967 transacties
36:11 β Node #1 heeft alle 1 miljoen transacties uit de pool verwerkt
55:12 β de eerste node heeft alle 3 miljoen transacties verwerkt
Conclusies
Er is vastgesteld dat de Azure virtuele servers onvoldoende verwerkingskracht hebben om een dergelijk groot aantal transacties te verwerken. Maar de belangrijkste taak van de tests, namelijk het demonstreren van de werking van Plasma Cash met MongoDB, werd goed uitgevoerd door het systeem.
We nodigen je uit om GitHub van het project:
Dit artikel is mede geschreven door Alexander Nashivan, senior ontwikkelaar bij .
Eerder had het ontwikkelingsteam al de snelheid van Plasma Cash getest. De resultaten zijn vastgelegd in .
Bron: habr.com
