Блокчейн Cardano: подробное исследование технических инноваций и системы стейкинга

Cardano был основан в 2017 году Чарльзом Хоскинсоном, одним из соучредителей Ethereum, с аналогичной целью — построить децентрализованную сеть для смарт-контрактов и финансовых приложений. Но в отличие от Ethereum, который ставил во главу угла быстрое развитие и развертывание, Cardano сделал ставку на исследования, тестируя каждое обновление с помощью экспертной оценки перед его внедрением.

Cardano был создан как блокчейн с доказательством ставки, основной целью которого является масштабирование без высоких комиссий или чрезмерного потребления энергии. Он направлен на решение многих проблем, наблюдаемых в других крупных блокчейнах. В этой статье мы разберем, как работает блокчейн Cardano и чем он отличается от других.

Cardano vs. Ethereum

Если вы использовали Ethereum во время интенсивной торговой сессии, вы, вероятно, испытали на себе все неприятности перегруженной сети. Транзакции замедляются до полной остановки, а комиссии за транзакции растут непредсказуемо, иногда превышая стоимость самой транзакции. Биткойн, будучи безопасным и широко распространенным, не предназначен для обработки смарт-контрактов. Более того, даже Биткойн не может эффективно обрабатывать большие объемы транзакций. Обе сети работают над улучшением, но основные ограничения остаются.

Именно здесь на сцену выходят альтернативные блокчейны, среди которых выделяется Cardano. Миссия Cardano заключалась в том, чтобы перепроектировать систему с нуля, используя процесс разработки с экспертной оценкой, чтобы предотвратить поспешные исправления и проблемы с масштабируемостью в будущем. Вместо майнинга с доказательством работы, он работает на системе доказательства ставки под названием Ouroboros, которая обрабатывает транзакции со значительно меньшим потреблением энергии, сохраняя при этом безопасность.

Помимо простой отправки токенов, Cardano поддерживает смарт-контракты, децентрализованные приложения и стейкинг, но с встроенными механизмами, предотвращающими доминирование крупных валидаторов в сети. Cardano — яркий пример блокчейна, разработанного для масштабирования без типичных компромиссов в виде высоких комиссий или централизации, поэтому понимание его работы определенно стоит вашего времени. Давайте разберемся в этом.

Cardano и DeFi: устранение слабых звеньев

Децентрализованные финансы (DeFi) обещали финансовую систему без банков и посредников, где любой мог бы напрямую ссужать, брать в долг и торговать. Но на практике это было затруднено техническими препятствиями. Ethereum — основа большинства приложений DeFi — борется с высокими комиссиями за транзакции и перегрузкой сети. Когда спрос резко возрастает, пользователи часто сталкиваются с платой за газ, которая делает мелкие сделки нецелесообразными.

Cardano подходит к DeFi по-другому. Его система доказательства ставки (proof-of-stake) разработана для обработки большего количества транзакций при меньших затратах, избегая рисков централизации. Сеть не просто копирует модель Ethereum — она стремится улучшить ее слабые стороны, с самого начала заложив в основу масштабируемость и безопасность.

Cardano, медленный и уверенный

Большинство проектов блокчейна работают по принципу «действуй быстро и ломай все». По мере развития проекта команда быстро выпускает обновления, а проблемы исправляет позже. Такой подход привел к громким взломам, сбоям смарт-контрактов, не говоря уже о миллиардах потерянных средств.

Cardano был создан специально для решения этих проблем. Он подходит к разработке блокчейна скорее как к аэрокосмической инженерии, чем к стартапу из Кремниевой долины. Каждое обновление протокола проходит процесс экспертной оценки перед внедрением, что означает, что механизмы консенсуса, смарт-контракты и модели безопасности никогда не попадают в производство в спешке. Вместо этого они тщательно изучаются независимыми исследователями, прежде чем получить зеленый свет. Конечно, цикл разработки таким образом замедляется, но это сводит к минимуму риск катастрофических сбоев, которые преследуют другие экосистемы DeFi.

Консенсус Ouroboros Cardano

Вы, наверное, слышали о криптовалютном стейкинге — практике блокировки токенов для поддержки сети и получения вознаграждений. Но знаете ли вы, что не все системы доказательства ставки работают одинаково? Некоторые дают несправедливое преимущество крупнейшим игрокам, другие позволяют горстке валидаторов взять контроль и злоупотреблять сетью. Вот тебе и децентрализация, да? Протокол Ouroboros от Cardano разработан для устранения этих недостатков. Его цель — обеспечить децентрализацию системы и равные возможности для всех участников в получении вознаграждений.

Вот как это работает: вместо того, чтобы позволить крупнейшим валидаторам доминировать в производстве блоков (как, например, в Ethereum), Cardano случайным образом выбирает**«лидера слота»**для каждого блока. Вы, наверное, догадались, что это очень похоже на лотерею. Каждый, кто делает стейкинг ADA, имеет шанс быть выбранным, но ни одна организация не может монополизировать систему. Таким образом, централизация власти пресекается на корню.

Еще одна проблема стейкинга во многих сетях заключается в том, что большие пулы становятся все больше, а мелкие участники просто не могут с ними конкурировать. Чтобы исправить это, Cardano устанавливает пределы насыщения для стейкинг-пулов. Если слишком много людей делегируют в один пул, вознаграждения начинают падать, и делегаторы вынуждены распределять свои ставки по всей сети. Довольно гениально, так как это гарантирует, что ни один валидатор не сможет стать слишком влиятельным.

Еще одна особенность Cardano, связанная со стейкингом: когда вы ставите ADA, они остаются в вашем кошельке. Как вы, возможно, знаете, в других сетях стейкинг часто означает блокировку ваших монет. Это может длиться недели, месяцы и даже годы, и вы не имеете прямого доступа к своим средствам. Однако в Cardano вы можете перемещать, тратить или даже повторно ставить свои ADA в любой момент без штрафов. Нужно ли объяснять, какую гибкость это открывает?

Давайте кратко разберем переменную времени — так называемые «эпохи». Большинство других блокчейнов подходят к обработке транзакций как к непрерывной конкурентной гонке. Валидаторы спешат подтвердить блоки как можно быстрее, чтобы получить наибольшее вознаграждение. В результате сеть часто перегружается, потребляет слишком много энергии и может стать совершенно непредсказуемой. Команда Cardano постаралась решить эту проблему, введя переменную времени в обработку транзакций.

Сеть разбивает время на фиксированные эпохи — примерно пятидневные окна, в течение которых сеть организует валидацию предсказуемым, упорядоченным образом. Каждая эпоха разбивается на более мелкие слоты. Во время каждого слота случайным образом выбирается валидатор (или лидер слота) для создания следующего блока. Вместо того, чтобы несколько валидаторов соревновались одновременно, только выбранный валидатор для этого слота может подтверждать транзакции. Это предотвращает напрасные вычислительные усилия и снижает загрузку сети. В результате сеть остается стабильной даже в часы пиковой нагрузки.

В конце эпохи система перенастраивается. Рассчитываются вознаграждения за ставки, выбираются новые валидаторы, и сеть адаптируется в соответствии с изменениями в участии в стейкинге. Цикл повторяется каждые пять дней. Для пользователей это означает более стабильную, упорядоченную и предсказуемую экосистему по сравнению с теми, где валидаторы постоянно борются за право голоса в обработке транзакций.

Расширенная модель UTXO: усовершенствованная система учёта Cardano

Мы обещаем, что не будем углубляться в технические детали, но давайте кратко поговорим о модели EUTXO (Extended Unspent Transaction Output) Cardano. Эта модель позволяет эффективно обрабатывать транзакции, что, очевидно, выгодно всем участникам. Вот как это работает.

Если вы когда-нибудь пробовали обменивать токены на Ethereum в часы пик, вы, вероятно, видели, как транзакции зависают, терпят неудачу или стоят больше, чем сама сделка. Это происходит потому, что Ethereum обрабатывает транзакции последовательно — каждое действие зависит от обновления единой общей бухгалтерской книги; когда спрос резко возрастает, система замедляется.

Cardano представил способ избежать этой перегрузки — модель EUTXO (Extended Unspent Transaction Output). Ее основная цель — независимая обработка транзакций. Проведем параллель с обращением наличных денег. Предположим, у вас есть 50 долларов, и вы решили потратить 30. Как вы запишете эту транзакцию? С моделью EUTXO вам не нужно редактировать общий баланс. Вместо этого вы передаете 50 долларов, а система возвращает вам 20 долларов в новом конверте. Таким образом, каждая транзакция является самостоятельной; несколько транзакций могут обрабатываться параллельно, не мешая друг другу.

Модель Ethereum, напротив, заставляет проверять транзакции одну за другой, что приводит к неизбежным заторам при высоком спросе. Однако с EUTXO Cardano смарт-контракты, сделки DeFi и другие взаимодействия могут выполняться без задержек или сбоев, вызванных самой сетью. В результате Cardano может обрабатывать около 250 TPS (транзакций в секунду), в то время как Ethereum на протяжении большей части своего существования едва достигал 30.

Нативные токены и бухгалтерская книга для нескольких активов: встроенный набор инструментов для токенов Cardano

При использовании Ethereum вы имеете дело с токенами, которые полагаются на смарт-контракты — специально разработанный код, который определяет, как работает каждый токен. Самая большая проблема смарт-контрактов заключается в том, что каждый из них пишется отдельно, с нуля. Это означает, что разработчики должны буквально заново изобретать велосипед каждый раз, когда запускают новый продукт. Можете себе представить, как управлять огромной экосистемой, полной таких уникальных алгоритмов? Неудивительно, что Ethereum печально известен своей неэффективностью и недостатками безопасности, а также странными взломами на миллионы долларов. И для этого достаточно одного плохого контракта!

Эта система похожа на работу с поставщиками, у каждого из которых свои правила ценообразования, выставления счетов и доставки. Да, некоторые будут работать нормально, но управление большинством остальных обязательно станет головной болью, не говоря уже о том, что некоторые из них могут разрушить ваш баланс.

Однако в Cardano все токены следуют одному и тому же набору правил благодаря системе Native Tokens. Суть в следующем: нативные токены Cardano вообще не нуждаются в смарт-контрактах. Вместо этого они встроены непосредственно в мультиактивную бухгалтерскую книгу блокчейна, так же как и его нативная монета ADA. Таким образом, разработчикам не нужно тратить время на написание индивидуального кода для исправлений после запуска.

С точки зрения разработчика, это означает более быстрое (и простое) кодирование и отладку, меньшее количество аудитов и меньший риск возникновения проблем. Для пользователей все это означает более низкие комиссии, меньшее количество неудачных транзакций или их полное отсутствие, а также стабильную работу любого приложения.

Монета ADA: жизненная сила Cardano

Каждому блокчейну нужна собственная валюта, чтобы все работало. Для Cardano это ADA — монета, которая обеспечивает транзакции, защищает сеть и вознаграждает участников. Если вы пользовались Ethereum, то заметили, что роль ADA очень похожа на роль ETH. Она покрывает комиссию за транзакции, обеспечивает работу смарт-контрактов и служит средством сбережения для инвесторов.

Но есть одно ключевое отличие. Ethereum начинал как сеть Proof-of-Work (PoW) и только в 2022 году начал переход на Proof-of-Stake (PoS). Cardano, с другой стороны, с самого первого дня был PoS (а запущен он был еще в 2015 году). Так что это не модернизированная система — все ее основные принципы были заложены с самого начала.

Как мы уже узнали, Cardano использует стейкинг для проверки транзакций. Узлы валидаторов — по сути, бухгалтеры сети — блокируют ADA в качестве доказательства своего обязательства по обеспечению безопасности системы. Взамен они получают вознаграждение. Ничего сложного.

Стейкинг ADA

Самый простой способ начать — делегировать свои ADA в пул для стейкинга. Для этого не нужно специального оборудования или технических знаний — достаточно совместимого кошелька , такого как Daedalus, Yoroi или Exodus. После настройки кошелька вы можете просматривать пулы по их комиссиям, производительности и уровню насыщенности (насколько они близки к заполнению). Несколько нажатий — и вы в деле. Вознаграждения распределяются примерно каждые пять дней.

Доходность обычно составляет от 3% до 5% в год, конечно, в зависимости от эффективности пула. Если вы хотите увеличить свои вознаграждения, вы можете реинвестировать заработанные средства, делегируя (реинвестируя) их обратно в пул.

Если вы ищете более пассивный подход, вы можете рассмотреть регулируемые криптовалютные биржи, такие как Binance и Kraken, поскольку они также предлагают услуги стейкинга. Они берут на себя технические детали, но есть и обратная сторона — вы теряете контроль над своими ADA, пока они задействованы в стейкинге. Таким образом, несмотря на то, что вы занимаетесь стейкингом, средства технически не находятся в вашем кошельке.

А для тех, кто более технически подкован, всегда есть возможность настроить и запустить собственный сетевой режим. Он предлагает гораздо больше контроля над вашими доходами, но также требует инфраструктуры, обслуживания и привлечения делегаторов. То есть, много постоянного управления. Как вы, наверное, уже догадались, этот вариант лучше всего подходит для тех, кто видит себя в роли долгосрочного участника сети.

Ключевым преимуществом модели стейкинга Cardano является ее ликвидность. В отличие от большинства сетей, которые блокируют средства на фиксированный срок, вы можете отменить стейкинг своих ADA в любое время. Это выгодно как для новичков, которые просто хотят познакомиться с сетью, так и для опытных, сознательных сторонников Cardano.

Вывод

Давайте подведем итоги. Cardano предоставляет инфраструктуру, в которой приоритеты расставлены на предсказуемость и производительность. Она решает самые сложные проблемы блокчейна — масштабируемость, эффективность и безопасность, которые часто возникают в Ethereum. Краеугольными камнями экосистемы Cardano являются рецензируемые исследования, модель Extended Unspent Transaction Output, набор инструментов для создания «нативных» токенов и протокол Hydra. Благодаря этим инновациям Cardano предлагает сеть, которая способна обрабатывать сложные операции без узких мест, масштабироваться без ущерба для скорости и поддерживать децентрализованные приложения с превосходной надежностью.