Wie Radix „Skalierbarkeit“ in DeFi-Apps neu definiert

Die Kryptoindustrie hat während ihrer gesamten Geschichte darum gekämpft, Probleme im Zusammenhang mit der Skalierbarkeit zu überwinden. Wie uns der rasante Ausbau dezentraler Anwendungen auf Ethereum – insbesondere DeFi-Apps – gezeigt hat, ist die Plattform Überfordert mit höherem Verkehrsaufkommen.

Das ist nicht gut, denn wenn DeFi jemals zu einer echten Alternative zur traditionellen Finanzierung werden soll, muss es die gleiche Größenordnung erreichen. Leider ist es derzeit nicht einmal annähernd.

Eine Reihe von Lösungen wurde vorgeschlagen und bereits umgesetzt. Ethereum zum Beispiel ist dabei, auf „Ethereum 2.0“, während andere Blockchain-Projekte wie Fantom, Avalanche und Solana alle alternative Techniken vorgeschlagen haben, um den Durchsatz zu erhöhen, der im Allgemeinen in „Transaktionen pro Sekunde“ gemessen wird.

DeFi kann jedoch nicht nur auf TPS skalieren. Das liegt daran, dass DeFi auch auf etwas namens „atomare Zusammensetzbarkeit“, um die Interoperabilität im gesamten wachsenden Ökosystem zu ermöglichen.

Interoperabilität ist für DeFi-Apps von entscheidender Bedeutung. Es wird normalerweise als „Zusammensetzbarkeit“ bezeichnet und kann als die Fähigkeit einer dApp angesehen werden, eine einzelne Transaktion „zusammenzustellen“, die mehrere, autonome Smart Contracts nutzt. Dies ist eine wesentliche Funktion für die meisten DeFi-Apps, da sie es ihnen ermöglicht, Transaktionen über verschiedene andere dApps hinweg frei zusammenzustellen. Auf diese Weise kann ein Dienst Benutzern den bestmöglichen Wechselkurs über mehrere Kryptowährungsbörsen hinweg bieten. Alternativ ermöglicht die Zusammensetzbarkeit den Benutzern der DeFi-App, Crowdsourcing-Liquiditätspools zu nutzen, um Arbitragemöglichkeiten zu nutzen. Ohne Zusammensetzbarkeit würden solche Anwendungen nicht existieren. Das liegt daran, dass diese komplexen Transaktionen alle gleichzeitig in einem komplexen „atomaren“ Schritt ablaufen müssen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Transaktion für alle Smart Contracts gleichzeitig abgeschlossen werden kann oder fehlschlägt, wenn etwas in einem der Smart Contracts ungültig ist.

Diese atomare Zusammensetzbarkeit dient als Grundlage von DeFi und den Hunderten von einzigartig schnellen, anpassbaren und interoperablen dApps, die es so viel vielversprechender machen als die langsamen, ineffizienten Legacy-Systeme der traditionellen Finanzen.

Das Problem mit Sharding

So wichtig es auch ist, die meisten Blockchain-Skalierungslösungen, die darauf abzielen, den Transaktionsdurchsatz zu erhöhen, tun dies auf Kosten der atomaren Zusammensetzbarkeit. Die meisten Projekte, einschließlich Ethereum 2.0, verwenden eine Reihe von „sharding” Techniken, die darauf abzielen, Transaktionsblöcke in separate Teile zu zerlegen, die unabhängig voneinander verarbeitet werden können. Dies erhöht zwar den Transaktionsdurchsatz, bedeutet aber auch, dass diese „Shards“ keinen direkten oder atomaren Zugriff aufeinander haben. Infolgedessen wird die Zusammensetzbarkeit geopfert, was bedeutet, dass die komplexen Arten von Transaktionen, für die DeFi bekannt ist, weniger effizient wurden.

Das Problem ist, dass die Kommunikation zwischen verschiedenen Shards erschwert wird. Diese Shards sind im Wesentlichen eigenständige Blockchains, wenn auch mit einer Methode, die es ihnen ermöglicht, miteinander zu kommunizieren. Diese Shards führen jedoch auch unabhängig voneinander einen Konsens durch, was bedeutet, dass es unmöglich ist, Transaktionen über mehrere Shards atomar zu verarbeiten. Stattdessen wird die Shard-übergreifende Kommunikation über mehrere Blöcke auf verschiedenen Shards unter Verwendung von bedingten kryptografischen Verpflichtungen – bekannt als „Quittungen“ – durchgeführt. Dies bedeutet, dass Transaktionen viel langsamer sind und die Vorteile eines höheren Durchsatzes eliminiert werden. Sie sind auch anfälliger für Fehler, ganz zu schweigen von der extrem schwierigen Implementierung in Smart Contract Code.

Cerberus: Sharding verfeinern

Das Problem der atomaren Zusammensetzbarkeit anzugehen und gleichzeitig einen höheren Durchsatz zu gewährleisten, ist eines der Endziele des Revolutionärs Radix-Blockchain, das darauf abzielt, ein dezentrales Netzwerk aufzubauen, das wirklich in der Lage ist, DeFi in großem Maßstab zu unterstützen. Radix hat sich zum Ziel gesetzt, das Spannungsverhältnis zwischen Composability und Skalierbarkeit von vornherein aufzulösen. Daher ist die unbegrenzte atomare Zusammensetzbarkeit eine der grundlegenden Anforderungen, die einzigartig ist Cerberus-Konsensmechanismus ist darauf ausgelegt, zu erreichen.

Cerberus tut dies über eine völlig neue Form des Shardings, die kein anderes Projekt implementiert hat. Es hat zu einem Konsensmechanismus geführt, der unbegrenzte Parallelität bietet, um unbegrenzte Skalierbarkeit zu erreichen, indem mehrere Transaktionen gleichzeitig verarbeitet werden, ohne die anderen Prozesse in seiner Blockchain zu verlangsamen.

Vor der Entwicklung von Cerebrus stellte das Radix-Team die Notwendigkeit fest, eine praktisch unbegrenzte Anzahl von Shards zu unterstützen, um das für eine globale DeFi-Plattform erforderliche Maß an Parallelität zu erreichen. Gleichzeitig erkannte es, dass sein Konsensalgorithmus in der Lage sein muss, Konsens über atomare Transaktionen dynamisch auf eine Weise durchzuführen, die nur über die relevanten Shards synchronisiert ist, ohne den Rest des Netzwerks zu blockieren. Drittens wurde auch die Notwendigkeit einer Anwendungsschicht erkannt, die diese unbegrenzte Parallelität nutzen kann, um eine unbegrenzte Anzahl von Transaktionen und parallel laufenden DeFi-Apps zu unterstützen.

Zu diesem Zweck verfügt Cerberus über drei einzigartige Funktionen, die diese Anforderungen erfüllen. Erstens kann es eine nahezu unendliche Anzahl von Shards unterstützen, die unabhängig und parallel einen Konsens erzielen können. Zweitens ermöglicht es einen atomaren Konsens über jeden Satz von Shards für jede Transaktion, die es verarbeitet. Drittens ermöglicht es UTXO-ähnliche „Substrate“, die bei Bedarf einzelnen Shards zugewiesen werden können.

Substrate beziehen sich auf eine kleine Aufzeichnung von etwas, bei der einige sehr spezifische Regeln befolgt werden müssen. Beispielsweise möchte ein Entwickler möglicherweise ein „Token-Substrat“ erstellen, das aufzeichnet, wo einige Token aufbewahrt werden. Dieses Substrat könnte etwas sagen wie „es gibt 10 XRD in Johns Konto“. In diesem Fall würden die Regeln des Token-Substrats auch erfordern, dass die Transaktion eine solche Erklärung wie „diese 10 XRD befinden sich nicht mehr auf Janes Konto“ enthält. Kombiniert würde dieses Substratpaar eine Transaktion beschreiben, die 10 XRD von Jane an John sendet, wodurch sichergestellt wird, dass kein XRD verloren gehen oder versehentlich erzeugt werden kann.

Durch diese einzigartigen Funktionen kann Cerebrus eine unbegrenzte Anzahl von Token-Transaktionen parallel verarbeiten. Damit wird der Status jedes Tokens einem Substrat zugeordnet. Inzwischen sind die Token von Millionen individueller Konten über eine unendliche Anzahl von Shards verstreut. Wenn also jemand Token an jemand anderen oder etwas anderes übertragen möchte, können die einzelnen Shards, die aufzeichnen, wem diese spezifischen Assets gehören, einen Konsens erzielen, ohne die restliche Leistung des Netzwerks zu beeinträchtigen.

Die Rolle der Radix Engine

Diese drei Funktionen werden durch zwei ermöglicht einzigartigen Fähigkeiten der Radix Engine, die als Anwendungsschicht von Radix dient. Erstens ist Radix Engine in der Lage, die Bedeutung und Regeln der Substrate zu definieren, was über ihre Programmiersprache Scrypto erfolgt. Zweitens kann jede Transaktion definieren, welche Substrate in den Konsens aufgenommen werden sollen. Dies ist notwendig, da ein wichtiger Bestandteil des Konsensmechanismus von Radix darin besteht, dass er nur einen Konsens über die erforderlichen Shards hinweg durchführt. Daher muss die Anwendungsschicht Cerebrus mitteilen, welche Shards für jede Transaktion relevant sind.

So etwas ist in der EVM-Architektur von Ethereum nicht möglich, die auf dem Konzept der „globalen Ordnung“ basiert, bei der alles im Netzwerk innerhalb einer einzigen Zeitachse geschieht. Dies ist für EVM erforderlich, da eine einzelne Transaktion irgendwo im Netzwerk eine Änderung an einer anderen Stelle bewirken könnte, beispielsweise bei einem Smart Contract. Es ist unmöglich vorherzusagen, und daher kann EVM den Sharding-Stil von Cerebrus nicht anwenden. Aus diesem Grund basiert Radix auf der Idee der „Teilbestellung“, bei der bei jeder Transaktion angegeben werden muss, welche Shards enthalten sein sollen.

Dazu macht Radix Engine einige Dinge anders als EVM. Beispielsweise behandelt Radix Engine jeden Token als globales Objekt auf Plattformebene, eine Schlüsselfunktion, die es ermöglicht, die Bewegung von Assets zu parallelisieren. Darüber hinaus sind Radix-Transaktionen alle einzigartig und basieren auf der „Absicht“, einen hohen Durchsatz ohne Konflikte sicherzustellen. Schließlich wird jeder Smart Contract (Komponente) und die ihm gehörenden Daten und Ressourcen zu jedem Zeitpunkt einem einzigen Shard zugewiesen, wodurch eine nahezu unbegrenzte Anzahl von Transaktionen verarbeitet werden kann.

Unbegrenzte Parallelität

Eine Sache, an die Sie sich erinnern sollten, ist, dass die Zusammensetzbarkeit selbst nicht nur Radix und Cerberus vorbehalten ist. Tatsächlich hostet Ethereum heute zahlreiche DeFi-Apps, die bereits zusammensetzbar sind. Das Problem bei Ethereum ist, dass sein Durchsatz nicht schnell genug ist, da jede einzelne Transaktion, die es verarbeitet, über einen einzigen, globalen Konsensalgorithmus erfolgen muss, der sehr langsam läuft.

Skalierungslösungen, die Sharding einführen, wie Ethereum 2.0, Cosmos und andere, erhöhen den Durchsatz auf eine Weise, die eine begrenzte Parallelität mit einer festen Anzahl von Shards ermöglicht. Dies geschieht jedoch aus Gründen der Zusammensetzbarkeit zwischen verschiedenen Shards. Darüber hinaus ist der Durchsatz jedes Shards immer noch begrenzt, auch wenn sie sicherlich viel mehr Transaktionen verarbeiten können.

Das ist bei Radix nicht der Fall. Wenn wir die Funktionen von Cerberus und Radix Engine kombinieren, erhalten wir eine Plattform, die wirklich in der Lage ist, DeFi auf globaler Ebene mit massiver Parallelität zu unterstützen. Damit können Ressourcen ohne Engpässe parallel abgewickelt werden, während Komponenten ohne Konflikte mit maximalem Durchsatz parallel laufen können. Darüber hinaus kann jede einzelne DeFi-App parallelisiert werden, um einen höheren Durchsatz zu gewährleisten, indem mehrere logisch nicht zusammenhängende Komponenten verwendet werden. Schließlich wird die Effizienz der Parallelität erhöht, da Transaktionen nur die zu diesem Zeitpunkt erforderlichen Komponenten und Ressourcen umfassen. Und da Cerberus Cross-Shard-Transaktionen nur bei Bedarf durchführt, kann all dies ohne Einbußen bei der atomaren Zusammensetzbarkeit erfolgen.

Wenn DeFi weltweit im gleichen Umfang wachsen soll wie das traditionelle Finanzwesen, dann braucht es unbegrenzte Parallelität. Bisher ist Radix die einzige Architektur, die dies leisten kann.

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