Cardano Blockchain: Głębokie zanurzenie w jego innowacjach technicznych i systemie stakingu

Cardano zostało założone w 2017 roku przez Charlesa Hoskinsona, jednego ze współzałożycieli Ethereum, z podobnym celem – zbudowania zdecentralizowanej sieci dla inteligentnych kontraktów i aplikacji finansowych. Jednak w przeciwieństwie do Ethereum, które priorytetowo traktowało szybki rozwój i wdrożenie, Cardano przyjęło podejście stawiające na badania, testując każdą aktualizację poprzez recenzję ekspercką przed jej wdrożeniem.

Cardano powstało jako blockchain typu proof-of-stake, którego głównym celem było zwiększenie skalowalności bez wysokich opłat lub nadmiernego zużycia energii. Ma na celu rozwiązanie wielu nieefektywności widocznych w innych głównych blockchainach. W tym artykule omówimy, jak działa blockchain Cardano i co go wyróżnia.

Cardano kontra Ethereum

Jeśli korzystałeś z Ethereum podczas intensywnej sesji handlowej, prawdopodobnie odczułeś ból związany z przeciążeniem sieci. Transakcje zwalniają do ślimaczego tempa, a opłaty rosną nieprzewidywalnie – czasami kosztując więcej niż sama transakcja. Bitcoin, mimo że jest bezpieczny i powszechnie akceptowany, w ogóle nie został stworzony do obsługi inteligentnych kontraktów. Co więcej, nawet Bitcoin nie jest w stanie wydajnie obsługiwać dużych wolumenów transakcji. Obie sieci pracowały nad ulepszeniami, ale podstawowe ograniczenia pozostają.

Tutaj właśnie pojawiają się alternatywne blockchainy, spośród których Cardano jest wyjątkowe. Misją Cardano było przeprojektowanie systemu od podstaw przy użyciu recenzowanego procesu rozwoju, aby zapobiec pośpiesznym poprawkom i problemom ze skalowalnością w przyszłości. Zamiast wydobywania proof-of-work, działa on w systemie proof-of-stake o nazwie Ouroboros, który przetwarza transakcje przy znacznie niższym zużyciu energii, zachowując jednocześnie bezpieczeństwo.

Oprócz wysyłania tokenów, Cardano obsługuje inteligentne kontrakty, zdecentralizowane aplikacje i staking – ale z wbudowanymi mechanizmami, aby zapobiec dominacji dużych walidatorów w sieci. Cardano jest doskonałym przykładem blockchaina zaprojektowanego do skalowania bez typowych kompromisów w postaci wysokich opłat lub centralizacji, więc zrozumienie, jak działa, zdecydowanie jest warte Twojego czasu. Przyjrzyjmy się temu.

Cardano i DeFi: Rozwiązywanie słabych ogniw

Zdecentralizowane finanse (DeFi) obiecywały system finansowy bez banków lub pośredników – gdzie każdy mógłby pożyczać, pożyczać i handlować bezpośrednio. Jednak w praktyce ograniczały je techniczne wąskie gardła. Ethereum – kręgosłup większości aplikacji DeFi – zmaga się z wysokimi opłatami transakcyjnymi i przeciążeniem sieci. Gdy popyt gwałtownie wzrasta, użytkownicy często ponoszą opłaty za gaz, które sprawiają, że małe transakcje stają się niepraktyczne.

Cardano podchodzi do DeFi inaczej. Jego system proof-of-stake jest zaprojektowany tak, aby obsługiwać więcej transakcji przy niższych kosztach, unikając jednocześnie ryzyka centralizacji. Sieć nie tylko powiela model Ethereum – ma na celu poprawę jego słabości poprzez budowanie skalowalności i bezpieczeństwa od samego początku.

Cardano, The Slow & Steady

Większość projektów blockchain działa w oparciu o mentalność "działaj szybko i psuj rzeczy". W miarę rozwoju projektu zespół będzie szybko wprowadzał aktualizacje i naprawiał problemy później. Takie podejście doprowadziło do głośnych exploitów, awarii inteligentnych kontraktów, nie wspominając o miliardach utraconych funduszy.

Cardano zostało stworzone specjalnie, aby rozwiązać te problemy. Traktuje rozwój blockchain bardziej jak inżynierię lotniczą niż startup z Doliny Krzemowej. Każda aktualizacja protokołu przechodzi proces recenzji przez ekspertów przed wdrożeniem – co oznacza, że ​​mechanizmy konsensusu, inteligentne kontrakty i modele bezpieczeństwa nigdy nie są wprowadzane do produkcji w pośpiechu. Zamiast tego są one badane przez niezależnych badaczy przed otrzymaniem zielonego światła. Oczywiście, cykl rozwoju jest w ten sposób wolniejszy, ale minimalizuje to ryzyko katastrofalnych awarii, które nękały inne ekosystemy DeFi.

Konsensus Ouroboros Cardano

Prawdopodobnie słyszałeś o krypto stakingu – praktyce blokowania swoich tokenów w celu wsparcia sieci i zdobywania nagród. Ale czy wiesz, że nie wszystkie systemy proof-of-stake działają w ten sam sposób? Niektóre dają nieuczciwą przewagę największym graczom, inne pozwalają garstce walidatorów przejąć kontrolę i nadużywać sieci. Tyle o decentralizacji, co? Protokół Ouroboros Cardano został zaprojektowany tak, aby uporać się z tymi wadami. Jego celem jest upewnienie się, że system pozostanie zdecentralizowany i że każdy będzie miał uczciwą szansę na zdobycie nagród.

Oto jak to działa: Zamiast pozwolić największym walidatorom zdominować produkcję bloków (jak na przykład robi to Ethereum), Cardano losowo wybiera "lidera slotu" dla każdego bloku. Pewnie zgadłeś, że działa to bardzo podobnie do loterii. Każdy, kto stawia ADA, ma szansę zostać wybranym, ale żaden pojedynczy podmiot nie może zmonopolizować systemu. W ten sposób centralizacja władzy zostaje stłumiona w zarodku.

Innym problemem związanym ze stakingiem w wielu sieciach jest to, że duże pule stają się coraz większe – mniejsi uczestnicy po prostu nie mogą w ten sposób konkurować. Aby to naprawić, Cardano ustala limity nasycenia dla puli stakingowych. Jeśli zbyt wiele osób deleguje do jednej puli, nagrody zaczynają spadać, a delegujący muszą rozłożyć swoje stawki w całej sieci. Całkiem pomysłowe, ponieważ zapewnia, że ​​żaden pojedynczy walidator nie stanie się zbyt wpływowy.

Pod względem stakingu, inna cecha wyróżnia Cardano: gdy stakujesz ADA, pozostaje ono w Twoim portfelu. Jak możesz lub nie wiedzieć, w innych sieciach staking często oznacza blokowanie Twoich monet. Może to trwać tygodnie, miesiące, a nawet lata, podczas gdy nie masz bezpośredniego dostępu do swoich środków. Jednak w Cardano możesz w dowolnym momencie przenieść, wydać, a nawet ponownie stakować swoje zaangażowane ADA bez kar. Czy musimy wyjaśniać, jak dużą elastyczność to otwiera?

I krótko omówmy zmienną czasu – tak zwane "epoki". Większość innych blockchainów traktuje przetwarzanie transakcji jako ciągły, konkurencyjny wyścig. Walidatorzy spieszą się, aby potwierdzić bloki tak szybko, jak to możliwe, aby uzyskać najwyższą nagrodę. Jako efekt uboczny sieć często się zapycha, pochłania zbyt dużo energii i może stać się po prostu nieprzewidywalna. Zespół Cardano starał się temu zaradzić, wprowadzając zmienną czasu do przetwarzania transakcji.

Sieć dzieli czas na stałe epoki – mniej więcej pięciodniowe okna, w których sieć organizuje walidację w przewidywalny, uporządkowany sposób. Każda epoka jest dzielona na mniejsze sloty. Podczas każdego slotu walidator (lub lider slotu) jest losowo wybierany w celu wygenerowania następnego bloku. Zamiast wielu walidatorów konkurujących w tym samym czasie, tylko wybrany walidator dla tego slotu może potwierdzać transakcje. Zapobiega to marnotrawstwu wysiłku obliczeniowego i zmniejsza przeciążenie. W rezultacie sieć pozostaje płynna nawet w godzinach szczytu.

Pod koniec epoki system kalibruje się ponownie. Obliczane są nagrody za staking, wybierani są nowi walidatorzy, a sieć dostosowuje się na podstawie zmian w uczestnictwie w stakingu. Cykl powtarza się co pięć dni. Dla użytkowników oznacza to bardziej stabilny, uporządkowany i przewidywalny ekosystem w porównaniu z tymi, w których walidatorzy nieustannie ścigają się o głos w przetwarzaniu transakcji.

Rozszerzony model UTXO: Zaawansowany system księgowy Cardano

Obiecujemy, że nie będziemy wchodzić w szczegóły techniczne, ale omówmy krótko model EUTXO (Extended Unspent Transaction Output) firmy Cardano. Model ten umożliwia wydajne przetwarzanie transakcji, co oczywiście przynosi korzyści wszystkim zaangażowanym. Oto, jak to działa.

Jeśli kiedykolwiek próbowałeś wymieniać tokeny na Ethereum w godzinach szczytu, prawdopodobnie widziałeś, jak transakcje utknęły, zakończyły się niepowodzeniem lub kosztowały więcej opłat niż sama transakcja. Dzieje się tak, ponieważ Ethereum przetwarza transakcje sekwencyjnie – każda akcja zależy od aktualizacji pojedynczego, współdzielonego rejestru; gdy popyt gwałtownie wzrasta, system zwalnia.

Cardano wprowadziło sposób na uniknięcie tego przeciążenia – model EUTXO (Extended Unspent Transaction Output). Jego głównym celem jest niezależne przetwarzanie transakcji. Przeprowadźmy analogię z obsługą gotówki. Załóżmy, że masz 50 USD i decydujesz się wydać 30 USD. Jak rejestrujesz tę transakcję? W modelu EUTXO nie edytujesz swojego całkowitego salda od razu. Zamiast tego przekazujesz 50 USD, a system zwraca Ci 20 USD w nowej kopercie. W ten sposób każda transakcja jest samodzielna; wiele transakcji można przetwarzać równolegle, nie zakłócając się nawzajem.

Model Ethereum z kolei wymusza sprawdzanie transakcji pojedynczo, co prowadzi do nieuniknionych wąskich gardeł, gdy popyt jest wysoki. Jednak dzięki EUTXO Cardano inteligentne kontrakty, transakcje DeFi i inne interakcje mogą działać bez opóźnień lub awarii spowodowanych przez samą sieć. W rezultacie Cardano może przetworzyć około 250 TPS (transakcji na sekundę), podczas gdy Ethereum przez większość swojego życia ledwo radziło sobie z 30.

Natywne tokeny i rejestr wieloaktywowy: wbudowany zestaw narzędzi do tokenów Cardano

Korzystając z Ethereum, masz do czynienia z tokenami, które opierają się na inteligentnych kontraktach – niestandardowym kodzie, który dyktuje, jak działa każdy token. Największym problemem z inteligentnymi kontraktami jest to, że każdy z nich jest pisany osobno, od podstaw. Oznacza to, że programiści muszą dosłownie wyważać otwarte drzwi za każdym razem, gdy wprowadzają nowy produkt. Czy możesz sobie wyobrazić, jak to jest zarządzać ogromnym ekosystemem pełnym takich unikalnych algorytmów? Nic dziwnego, że Ethereum jest znane ze swojej nieefektywności i luk w zabezpieczeniach, a także z dziwnego wielomilionowego włamania. A wszystko, co potrzeba, to jeden zły kontrakt!

Ten system jest jak radzenie sobie z dostawcami, z których każdy ma własne zasady dotyczące cen, fakturowania i dostaw. Tak, niektórzy będą działać dobrze, ale zarządzanie większością innych na pewno będzie uciążliwe, nie wspominając o tym, że kilku może zniszczyć Twój bilans.

Jednak w Cardano wszystkie tokeny podlegają temu samemu zestawowi reguł, dzięki systemowi Native Tokens. Oto sedno sprawy: Natywne tokeny Cardano w ogóle nie potrzebują inteligentnych kontraktów. Zamiast tego są wbudowane bezpośrednio w wieloaktywowy rejestr blockchain, podobnie jak jego natywna moneta, ADA. Dzięki temu programiści nie muszą tracić czasu na niestandardowy kod poprawek po uruchomieniu.

Z punktu widzenia programisty oznacza to szybsze (i łatwiejsze) kodowanie i debugowanie, mniej audytów i mniejsze ryzyko, że coś pójdzie nie tak. Dla użytkowników oznacza to niższe opłaty, mniej lub wcale nieudanych transakcji i ogólnie stabilne działanie w każdej aplikacji.

ADA Coin: Życiodajna krew Cardano

Każdy blockchain potrzebuje natywnej waluty, aby wszystko działało. W przypadku Cardano jest to ADA — moneta, która napędza transakcje, zabezpiecza sieć i nagradza uczestników. Jeśli korzystałeś z Ethereum, zauważysz, że rola ADA jest bardzo podobna do roli ETH. Pokrywa opłaty transakcyjne, obsługuje inteligentne kontrakty i służy jako magazyn wartości dla inwestorów.

Istnieje jednak kluczowa różnica. Ethereum zaczęło jako sieć Proof-of-Work (PoW) i dopiero w 2022 r. zaczęło przechodzić na Proof-of-Stake (PoS). Z drugiej strony Cardano jest PoS od samego początku (i zostało uruchomione już w 2015 r.). Nie jest to więc zmodernizowany typ systemu – wszystkie jego podstawowe założenia były tam od momentu uruchomienia.

Jak już się dowiedzieliśmy, Cardano używa stakingu do walidacji transakcji. Węzły walidatora – zasadniczo księgowi sieci – blokują ADA jako dowód swojego zaangażowania w utrzymanie bezpieczeństwa systemu. W zamian otrzymują nagrody. Nic specjalnego.

Staking ADA

Najłatwiejszym sposobem na rozpoczęcie jest delegowanie ADA do puli stakingowej. W tym celu nie jest potrzebny specjalistyczny sprzęt ani wiedza techniczna – wystarczy kompatybilny portfel, taki jak Daedalus, Yoroi lub Exodus. Po skonfigurowaniu portfela możesz przeglądać pule na podstawie opłat, wydajności i poziomu nasycenia (jak blisko są do zapełnienia). Kilka stuknięć i jesteś w środku. Nagrody są dystrybuowane mniej więcej co pięć dni.

Zwroty zazwyczaj wahają się od 3% do 5% rocznie, w zależności od puli wydajność, oczywiście. Jeśli chcesz zwiększyć swoje nagrody, możesz reinwestować to, co zarabiasz, delegując (reinwestując) to z powrotem do puli.

Jeśli szukasz bardziej bezobsługowego podejścia, możesz rozważyć regulowane giełdy kryptowalut, takie jak Binance i Kraken, ponieważ oferują one również usługi stakingu. Zajmują się one szczegółami technicznymi za Ciebie, ale jest pewien kompromis – rezygnujesz z kontroli nad swoim ADA, gdy jest ono stakingowane. Tak więc, pomimo faktu, że stakingujesz, fundusze technicznie nie znajdują się w Twoim portfelu.

A dla bardziej technicznych, zawsze istnieje opcja skonfigurowania i uruchomienia własnego trybu sieciowego. Oferuje on zdecydowanie najwięcej agencji w stosunku do Twoich zarobków, ale wymaga również infrastruktury, konserwacji i przyciągania delegatów. Dużo ciągłego zarządzania. Jak prawdopodobnie się domyśliłeś, ta opcja jest najbardziej odpowiednia dla tych, którzy widzą siebie wspierających sieć w perspektywie długoterminowej.

Kluczową zaletą modelu stakingu Cardano jest jego płynność. W przeciwieństwie do większości sieci, które blokują fundusze na stałe okresy, możesz w każdej chwili cofnąć staking swojego ADA. Jest to korzystne zarówno dla początkujących, którzy chcą po prostu poznać sieć, jak i dla doświadczonych, świadomych zwolenników Cardano.

Wnioski

Podsumujmy to, czego się nauczyliśmy. Cardano zapewnia ramy, które stawiają na przewidywalność i wydajność. Podejmuje najtrudniejsze wyzwania blockchain – skalowalność, wydajność i bezpieczeństwo – często stanowiące problem w Ethereum. Podstawą ekosystemu Cardano są recenzowane badania, model Extended Unspent Transaction Output, "natywny" zestaw narzędzi do tworzenia tokenów i protokół Hydra. Dzięki tym innowacjom Cardano oferuje sieć zaprojektowaną do obsługi złożonych operacji bez wąskich gardeł, skalowania bez uszczerbku dla szybkości i obsługi zdecentralizowanych aplikacji z doskonałą niezawodnością.