Horizontální škálování v Proof of History: Pochopení, jak se více generátorů synchronizuje

Pojďme si na chvíli sednout a společně přemýšlet. Když uslyšíte slovo škálování v kontextu blockchainu, první myšlenka, která vás může napadnout, může být sharding, paralelní řetězce nebo rozdělování zátěže. Ale Proof of History (PoH) přistupuje ke škálování způsobem, který se na první pohled zdá téměř protiintuitivní. Místo rozdělení sítě na samostatné shard, umožňuje více generátorům pracovat paralelně a stále proplétat jejich výstupy do jedné koherentní sekvence událostí. A způsob, jakým toho dosahuje, je překvapivě elegantní - téměř jako konverzace probíhající mezi samotnými generátory.

Takže pojďte se mnou projít tímto. Představte si, že oba píšeme naše vlastní deníky, den za dnem, událost za událostí. Nyní si představte, že čas od času vezmu jednu stránku z vašeho deníku a vložím ji do svého, a vy vezmete jednu stránku z mého a vložíte ji do svého. Od toho okamžiku závisí to, co napíšu, na tom, co jsem se dozvěděl z vaší stránky. To spojení vytváří prokazatelný vztah mezi našimi časovými osami. I když jsou naše deníky oddělené, již nejsou izolované. To je jádro horizontálního škálování v PoH.

Jak více generátorů PoH interaguje

Generátor PoH produkuje sekvenci hashů, každý hash závislý na předchozím. To ustanovuje časovou osu. Nyní si představte dva generátory, A a B, oba vytvářející své vlastní sekvence. Jsou nezávislé - dokud nezačnou vyměňovat své nejnovější stavy. Když generátor A obdrží datový balíček od generátoru B, tento balíček obsahuje B's nejnovější hash, stejně jako poslední stav, který B pozoroval od A. Zjednodušeně řečeno, B říká: "Tady je, kde jsem právě teď, a tady je poslední věc, kterou jsem od vás viděl."

Jakmile A vloží B's nejnovější hash do svého vlastního pořadí, stává se následující hash, který A vytvoří, závislým na B. To znamená, že můžeme matematicky říci, že B's stav se stal před A's novým stavem. A protože hashing je jednosměrný a deterministický, nikdo nemůže toto pořadí falšovat nebo obrátit. Jakmile stav B ovlivní A's další hash, obě časové osy se propojí.

Tady leží skutečná krása. Nemusíte mít neustálou synchronizaci. I periodické výměny vytvářejí dostatečné spojení k rekonstrukci prokazatelného globálního pořadí později.

Transitivní synchronizace: Jak A spojuje s C, aniž by mluvilo s C

Nyní si představte, co se stane, když přidáte třetí generátor, C. Předpokládejme, že A se synchronizuje s B a B se synchronizuje s C. A a C nemusí komunikovat přímo. Protože B nese část A's časové osy do C's a část C's časové osy zpět do A prostřednictvím B, vytváří se tranzitivní spojení. Můžete sledovat závislosti napříč všemi třemi.

To je jako když říkáte svému příteli něco, a váš přítel říká někomu jinému. I když s tím třetím člověkem nikdy nemluvíte, to, co řekne později, je nepřímo ovlivněno vámi. V PoH je tento nepřímý vztah kryptograficky prokazatelný. Systém získává schopnost řadit události napříč více generátory, aniž by donutil každý generátor mluvit s každým dalším.

Proč je horizontální škálování důležité

Každý generátor PoH může zpracovávat část příchozích událostí. Místo jednoho generátoru, který zpracovává všechno, se zátěž rozprostírá. To znamená více propustnosti, více kapacity a mnohem škálovatelnější systém.

Ale na rozdíl od shardingu to nerozbíjí síť na izolované části. Globální časová osa je stále rekonstruovatelná, protože každý generátor občas vkládá části jiných časových os do své vlastní. Dostanete síť, která může zpracovávat velké množství dat, aniž by ztratila schopnost prokázat, co se stalo nejdříve, co se stalo poté a co záviselo na čem.

Obchodní kompromis: Časová přesnost vs. propustnost

Samozřejmě, že nic v inženýrství není zadarmo. Když se více generátorů synchronizuje přes síť, čelí latenci. Generátor okamžitě neví, co právě jiný generátor vyprodukoval. Dozví se o tom o chvíli později. To vytváří malé okno nejasnosti - více událostí se blízko sebe nemusí mít jasné přirozené pořadí založené pouze na časových znacích.

Ale PoH to řeší prostřednictvím deterministického pořadí. Když dvě události spadají do stejného synchronizačního okna, systém je může jednoduše seřadit na základě hash hodnot nebo jakékoliv jiné deterministické funkce. Žádné hádání. Žádná subjektivní rozhodnutí. Jednoznačné pravidlo, které může každý ověřit.

Ano, nějaká přesnost v reálném čase je obětována. Ale výhodou je, že systém může horizontálně škálovat a stále udržovat globální pořadí.

Náklady na širokou synchronizaci: Dostupnost

Jedna poslední věc, na kterou bychom měli myslet: dostupnost. Když připojíte více generátorů a požadujete, aby se synchronizovaly, každé připojení přidává závislost. I když každý generátor má vysoce spolehlivý 1 Gbps odkaz s dostupností 0.999, připojení deseti takových odkazů ve škálovacím modelu snižuje celkovou dostupnost na přibližně 0.99. Čím více generátorů se synchronizuje, tím citlivější systém se stává na dostupnost sítě.

Je to cena, kterou platíte za škálování bez fragmentace. Ale s pečlivým designem a redundancí lze tyto náklady zvládnout.

@SOLONA $SOL
#Blockchain #ProofOfHistory #SolanaTech #DistributedSystems #solona