Вступ

Filecoin — це децентралізована мережа зберігання, яка використовує технологію блокчейн, щоб дозволити користувачам безпечно та ефективно зберігати, отримувати та обмінюватися даними. На відміну від традиційних хмарних систем зберігання, Filecoin працює як розподілений ринок, де користувачі можуть здавати в оренду невикористаний простір для зберігання або оплачувати послуги зберігання та пошуку даних за допомогою власної криптовалюти FIL. Ця децентралізована модель зменшує залежність від централізованих організацій, підвищуючи безпеку даних, стійкість і економічну ефективність.

Критично важливим компонентом блокчейн-систем є завершеність транзакцій — час, необхідний для підтвердження та перетворення транзакцій на незворотні сторони. Поточна остаточність у мережі Filecoin займає приблизно 7,5 годин (900 епох), що достатньо для багатьох випадків використання, але непрактичне для програм, які вимагають відповідей у реальному часі. Щоб усунути ці обмеження, Filecoin представляє оновлення Fast Finality (F3), яке має на меті скоротити час фіналу до кількох хвилин. F3 являє собою трансформаційний крок для мережі, підвищуючи її ефективність, масштабованість і придатність для додатків, чутливих до часу.

Що таке Fast Finality (F3)?

Джерело: fil.org

Швидка остаточність (F3) - це оновлення, спрямоване на радикальне зменшення часу остаточності транзакцій в мережі Filecoin. Цього досягається за допомогою введення протоколу GossiPBFT (Gossip-Based Byzantine Fault Tolerant Protocol), нового механізму консенсусу, який доповнює існуючий очікуваний консенсус (EC). Зменшуючи залежність від довгих ланцюгів підтвердження блоків, GossiPBFT дозволяє швидше досягнення згоди між вузлами, знижуючи час остаточності до кількох хвилин.

Це покращення покращує реагування мережі, роблячи Filecoin більш привабливою платформою для децентралізованих фінансових (DeFi) додатків, ігор у реальному часі та послуг Інтернету речей (IoT). Інтегруючи GossiPBFT, F3 забезпечує швидкість фінальності, яка не компромітує децентралізацію, безпеку або стійкість Filecoin.

Технічний огляд швидкості закінчення (F3)

Джерело: Документація

Fast Finality (F3) значно покращує механізми консенсусу мережі Filecoin для досягнення швидкості фіналізації транзакцій. Цей розділ надає детальний технічний огляд того, як працює F3, з фокусом на інтеграцію нового протоколу консенсусу та його взаємодію з існуючою архітектурою Filecoin.

Поточний механізм консенсусу: Очікуваний консенсус (EC)

Джерело: github

Filecoin в даний час використовує Очікувану консенсусну модель (EC), яка забезпечує безпеку мережі шляхом стимулювання чесної участі серед постачальників зберігання (майнерів). У EC майнери змагаються, щоб запропонувати нові блоки, доводячи, що вони виділили певну кількість зберігання. Транзакції всередині цих блоків перевіряються, але досягнення остаточності вимагає багатьох підтверджень блоків, щоб забезпечити безпеку мережі та запобігти атакам на реорганізацію.

Хоча EC ефективний для забезпечення безпеки та масштабованості, його залежність від подовжених часів підтвердження призводить до затриманої остаточності транзакцій. Це робить його менш підходящим для часочутливих додатків та операцій високої частоти.

Вступ до GossiPBFT

Для вирішення обмежень EC, F3 інтегрує GossiPBFT (Gossip-Based Byzantine Fault Tolerant Protocol) як додатковий механізм консенсусу. GossiPBFT призначений для досягнення визначеної остаточності за частину часу, необхідного для EC. Він вводить швидкий процес прийняття рішень за допомогою комунікації на основі пліток, що дозволяє вузлам досягати консенсусу паралельно, а не послідовно.

У GossiPBFT вузли обмінюються та перевіряють повідомлення в мережі, забезпечуючи згоду всіх учасників щодо валідності транзакції. Цей підхід зменшує кількість підтверджень, дозволяючи досягти остаточності за кілька хвилин, а не годин.

Leaderless Design of GossiPBFT

GossiPBFT використовує безлідерний дизайн, усуваючи залежність від одного вузла для пропозиції блоків. У традиційних протоколах BFT лідер є потенційною одиночною точкою відмови, що робить систему вразливою до цілеспрямованих атак. Розподіляючи відповідальність за консенсус між усіма учасниками вузлами, GossiPBFT підвищує мережеву стійкість і забезпечує досягнення остаточності навіть в присутності зловмисників.

Стійкість до відмов та безпека

GossiPBFT оптимізований для того, щоб витримувати до однієї третини несправних або зловмисних вузлів, зберігаючи цілісність мережі. Це відповідає моделі відмовостійкості Візантійських помилок (BFT), що забезпечує можливість досягнення згоди навіть у ворожому середовищі. Поєднання GossiPBFT та EC забезпечує баланс між швидкістю та безпекою, оскільки останній продовжує забезпечувати надійний захист від подвійного витрачання та інших форм маніпуляцій мережею.

Інтеграція з протоколом Filecoin

F3 не замінює EC, але працює поруч з ним. Інтеграція GossiPBFT в архітектуру Filecoin розроблена таким чином, що дозволяє двом механізмам погодження доповнювати один одного. EC продовжує обробляти створення блоків та безпеку ланцюжка, тоді як GossiPBFT використовується для швидкого завершення транзакцій. Цей підхід з подвійним рівнем зберігає децентралізацію та масштабованість мережі, значно покращуючи її реактивність.

Сумісність з існуючою інфраструктурою

Оновлення F3 реалізується за допомогою програмного забезпечення Lotus, основної реалізації протоколу Filecoin. Вузли, які працюють на Lotus, будуть оновлені для підтримки GossiPBFT, що забезпечує сумісність в усій мережі. Це дозволяє плавний перехід до швидшої остаточності без необхідності значних змін в існуючій інфраструктурі.

Вплив на пропускну здатність мережі

Інтеграція GossiPBFT зменшує обчислювальне та часове навантаження, пов'язане з перевіркою транзакцій, що дозволяє мережі обробляти більший обсяг транзакцій за короткий проміжок часу. Це покращення підвищує масштабованість Filecoin та робить його більш придатним для обробки даних в реальному часі.

Процес впровадження швидкого завершення (F3)

Розгортання F3 відбувається за фазовою стратегією для забезпечення мінімальних переривань та надійної перевірки.

Оновлення NV23 Waffle: Пасивне тестування

Джерело: fil.org

Оновлення вафлі NV23 ввело GossiPBFT в мережу у пасивному режимі. Це дозволило розробникам контролювати його продуктивність, не впливаючи на поточну діяльність. Дані з реальних сценаріїв внесли корективи до протоколу, забезпечуючи його готовність до активного впровадження.

Оновлення NV24: Активне розгортання

Оновлення NV24, заплановане на 1 квартал 2025 року, активує GossiPBFT та офіційно зменшує час остаточності. Ця фаза передбачає оновлення всіх участь вуваних вузлів, включаючи ті, що обслуговуються постачальниками сховищ та видобувальними майнерами. Після активації F3 буде відповідати за остаточність, тоді як EC продовжуватиме керувати виробництвом блоків.

Роль Лотосу

Lotus, основна реалізація протоколу Filecoin, відіграє важливу роль у розгортанні F3. Оновлені версії Lotus забезпечують безшовне прийняття нового протоколу вузлами, зберігаючи сумісність з існуючою інфраструктурою та забезпечуючи швидшу остаточність.

Ключові переваги швидкого завершення (F3)

Введення Fast Finality (F3) є значним покращенням мережі Filecoin, що дозволяє вирішувати обмеження в швидкості транзакцій та відкриває двері для нових використань. Шляхом скорочення часу остаточності з годин до хвилин, F3 забезпечує кілька критичних переваг для екосистеми, покращуючи загальну функціональність та користувацький досвід.

Зменшений час остаточності транзакції

Однією з найбільш значущих переваг F3 є скорочення часу завершення угоди. Згідно з поточним механізмом консенсусу, для завершення транзакцій та угод щодо зберігання потрібно приблизно 7,5 годин (900 епох). F3 значно скорочує цю тривалість до кількох хвилин, дозволяючи швидше підтверджувати угоди про зберігання, транзакції пошуку та інші операції. Це вдосконалення підвищує ефективність мережі та робить її більш придатною для сценаріїв використання в реальному часі.

Покращений користувацький досвід

F3 значно поліпшує враження для користувачів та постачальників зберігання за допомогою мінімізації затримок обробки транзакцій. Користувачам вже не потрібно чекати тривалий час, щоб підтвердити, що їх транзакції зберігання або відновлення даних завершені. Ця реактивність робить мережу більш дружелюбною для користувачів та привабливою для широкої аудиторії, особливо в галузях, які покладаються на швидкі взаємодії.

Підтримка для часових додатків

Зменшуючи час остаточності, F3 дозволяє Filecoin підтримувати додатки, які вимагають низької латентності та швидкої підтвердження транзакцій. Це включає фінансові додатки, децентралізовані геймінгові платформи та сервіси реального часу, такі як ті, що потрібні в Інтернеті речей або мережах на основі сенсорів. Швидкі часи підтвердження роблять Filecoin придатним вибором для розробників, які будують децентралізовані додатки (dApps), які вимагають майже миттєвих взаємодій.

Поліпшена масштабованість

Шляхом оптимізації процесу згоди F3 підвищує масштабованість мережі. Швидша остаточність дозволяє мережі обробляти великий обсяг транзакцій та операцій зберігання без заторів. Це покращення позиціонує Filecoin для підтримки зростаючої користувацької бази та врахування зростаючих вимог до зберігання зі збільшенням прийняття.

Сприяння міжланцюжковій взаємодії

Швидка завершеність - це важлива вимога для ефективної взаємодії між ланцюгами. Мости блокчейну та рішення інтероперабельності часто залежать від швидких підтверджень транзакцій для синхронізації даних мережі. Зменшуючи часи завершення, F3 робить Filecoin більш сумісним з іншими екосистемами блокчейну, забезпечуючи безшовну інтеграцію та розширюючи його сфери застосування.

Посилення участі в екосистемі

Швидка обробка транзакцій спонукає до більш активної участі як користувачів, так і постачальників сховищ. З швидшими винагородами та підтвердженнями угод постачальникам сховищ надається стимул активніше надавати свої послуги. Так само кінцеві користувачі користуються більш плавним та швидким досвідом, що сприяє збільшенню зацікавленості в екосистемі Filecoin.

Збільшена пропускна здатність мережі

Впровадження F3 зменшує обчислювальні витрати, пов'язані з тривалими процесами підтвердження. Ця оптимізація дозволяє мережі обробляти більше транзакцій за визначений період часу, збільшуючи загальний пропускний здатність. Більш ефективна мережа дозволяє Filecoin залишатися конкурентним у швидкозмінному ландшафті децентралізованого зберігання та рішень на основі блокчейну.

Вплив на екосистему Filecoin

Джерело:filecoin.io

Для постачальників зберігання

Постачальники зберігання отримують перевагу у швидкому підтвердженні угод, що дозволяє їм більш ефективно привертати клієнтів. Це зменшує простої час і покращує рентабельність, що стимулює більшу участь в мережі.

Для розробників

Розробники, які створюють децентралізовані програми, отримують доступ до мережі, яка підтримує взаємодію з низькою затримкою та обробку даних у реальному часі. F3 також доповнює віртуальну машину Filecoin (FVM), забезпечуючи високопродуктивні смарт-контракти та dApps.

Для клієнтів

Кінцеві користувачі відчувають покращену надійність та доступність, з швидшими операціями зберігання та відновлення, що робить Filecoin більш привабливим для індивідуальних та корпоративних сценаріїв використання.

Ширший розвиток екосистеми

Підтримуючи нові використання та розширюючи взаємодію, F3 зміцнює екосистему, сприяючи інноваціям та прийняттю. Це позиціонує Filecoin як ключового учасника у децентралізованому зберіганні та ландшафті Web3.

Виклики та розгляди

Складність інтеграції

Введення GossiPBFT разом з EC вимагає ретельної інтеграції для забезпечення сумісності та підтримки безпеки. Двохконсенсусна модель повинна працювати безперебійно, щоб уникнути перебоїв.

Вимоги до ресурсів

GossiPBFT може збільшити обчислювальні вимоги до вузлів, що може становити виклик для менших постачальників сховищ. Балансування вимог ресурсів з доступністю мережі є критичним переживанням.

Співробітництво з зацікавленими сторонами

Успіх F3 залежить від координованих оновлень усього екосистеми. Щоб уникнути фрагментації, всі учасники повинні оновити свою інфраструктуру.

Управління очікуваннями

Хоча F3 значно покращує швидкість транзакцій, він може не вирішити всіх викликів мережі. Учасники повинні мати реалістичні очікування щодо його переваг і обмежень.

Висновок

Швидкісна фінальність (F3) є важливим віхолем у шляху Filecoin до того, щоб стати більш ефективною та доступною децентралізованою мережею зберігання. Шляхом скорочення часів фіналізації оновлення покращує користувацький досвід, розширює потенціал застосування та сприяє зростанню екосистеми. Хоча залишаються виклики, уважне планування та виконання команди Filecoin забезпечують плавний перехід, який зберігає основні принципи безпеки та децентралізації мережі. Підготовуючись до повного впровадження, F3 сигналізує про нову еру продуктивності та можливостей для мережі Filecoin.