Cardano Blockchain: глибоке занурення в його технічні інновації та систему ставок

Кардано було засновано в 2017 році Чарльзом Хоскінсоном, одним із співзасновників Ethereum, з подібною метою — створити децентралізовану мережу для смарт-контрактів і фінансових програм. Але на відміну від Ethereum, який надавав пріоритет швидкій розробці та розгортанню, Cardano дотримувався дослідницького підходу, тестуючи кожне оновлення шляхом експертної оцінки перед його впровадженням.

Cardano був народжений як блокчейн із підтвердженням частки, основним фокусом якого було масштабування без високих комісій або надмірного споживання енергії. Він спрямований на вирішення багатьох неефективних проблем, які спостерігаються в інших основних блокчейнах. У цій статті ми розберемо, як працює блокчейн Cardano і що його відрізняє.

Cardano проти Ethereum

Якщо ви користувалися Ethereum під час напруженої торгової сесії, ви, мабуть, відчули біль від перевантаження мережі. Трансакції сповільнюються до повзання, а комісії непередбачувано зростають, інколи коштуючи більше, ніж сама транзакція. Незважаючи на те, що біткойн безпечний і широко поширений, він взагалі не створений для роботи зі смарт-контрактами. Більше того, навіть біткойн не може ефективно обробляти великі обсяги транзакцій. Обидві мережі працюють над удосконаленнями, але основні обмеження залишаються.

Тут на допомогу приходять альтернативні блокчейни, серед яких Cardano є видатним. Місія Cardano полягала в тому, щоб перепроектувати систему з нуля, використовуючи рецензований процес розробки, щоб запобігти поспішним виправленням і проблемам масштабованості. Замість proof-of-work майнінгу він працює на основі системи proof-of-stake під назвою Ouroboros, яка обробляє транзакції зі значно меншим енергоспоживанням, зберігаючи безпеку.

Окрім простого надсилання токенів, Cardano підтримує смарт-контракти, децентралізовані програми та стейкинг, але з вбудованими механізмами, які запобігають домінуванню великих валідаторів у мережі. Cardano є яскравим прикладом блокчейну, розробленого для масштабування без типових компромісів із високими комісіями чи централізацією, тому розуміння того, як це працює, безумовно, варте вашого часу. Давайте розберемося.

Cardano та DeFi: усунення слабких ланок

Децентралізоване фінансування (DeFi) обіцяло фінансову систему без банків або посередників, де кожен міг позичати, позичати та торгувати безпосередньо. Але на практиці це було стримано через технічні вузькі місця. Ethereum – основа більшості програм DeFi – бореться з високими комісіями за транзакції та перевантаженням мережі. Коли попит зростає, користувачі часто стикаються з комісією за газ, яка робить невеликі операції непрактичними.

Cardano підходить до DeFi інакше. Його система підтвердження частки розроблена для обробки більшої кількості транзакцій за нижчою ціною, уникаючи ризиків централізації. Мережа не просто повторює модель Ethereum – вона прагне усунути її слабкі сторони, забезпечивши масштабованість і безпеку з самого початку.

Cardano, The Slow & Steady

Більшість блокчейн-проектів працюють за принципом "рухайся швидко і ламай речі". У міру розвитку проекту команда швидко збиратиме оновлення та виправлятиме проблеми пізніше. Такий підхід призвів до гучних експлойтів, збоїв смарт-контрактів, не кажучи вже про мільярди втрачених коштів.

Cardano було створено спеціально для вирішення цих проблем. Він розглядає розробку блокчейну більше як аерокосмічну техніку, ніж стартап у Кремнієвій долині. Кожне оновлення протоколу проходить процес рецензування перед впровадженням, тобто його механізми консенсусу, смарт-контракти та моделі безпеки ніколи не запускаються поспішно. Натомість їх ретельно перевіряють незалежні дослідники, перш ніж отримати дозвіл. Звичайно, таким чином цикл розробки відбувається повільніше, але це мінімізує ризик катастрофічних збоїв, які страждають від інших екосистем DeFi.

Cardano's Ouroboros Consensus

Ви, мабуть, чули про криптостейкінг – практику блокування ваших токенів для підтримки мережі та отримання винагороди. Але чи знаєте ви, що не всі системи proof-of-stake працюють однаково? Деякі дають несправедливу перевагу найбільшим гравцям, інші дозволяють групі валідаторів взяти під контроль і зловживати мережею. Так багато про децентралізацію, га? Протокол Ouroboros від Cardano розроблений для усунення цих недоліків. Його мета полягає в тому, щоб переконатися, що система залишається децентралізованою та що кожен має справедливий шанс отримати винагороду.

Ось як це працює: замість того, щоб дозволяти найбільшим валідаторам домінувати над виробництвом блоків (як це робить Ethereum, наприклад), Cardano випадковим чином вибирає "лідера слота" для кожного блоку. Можливо, ви здогадалися, що це дуже схоже на лотерею. Кожен, хто робить ставку на ADA, має шанс бути обраним, але жодна особа не може монополізувати систему. Таким чином, централізація влади придушена в зародку.

Іншою проблемою ставок у багатьох мережах є те, що великі пули постійно збільшуються – менші учасники просто не можуть конкурувати таким чином. Щоб виправити це, Cardano встановлює ліміти насичення для пулів ставок. Якщо надто багато людей делегують до одного пулу, винагороди починають падати, і делегатам доводиться розподіляти свої ставки по всій мережі. Досить геніально, оскільки це гарантує, що жоден валідатор не може стати надто впливовим.

Що стосується ставок, Cardano виділяє ще одна особливість: коли ви робите ставки ADA, вони залишаються у вашому гаманці. Як ви можете знати чи ні, в інших мережах стейкинг часто означає блокування ваших монет. Це може тривати тижні, місяці та навіть роки, поки ви не маєте прямого доступу до своїх коштів. Однак на Cardano ви можете будь-коли переміщати, витрачати або навіть переставляти свій зобов'язаний ADA без штрафних санкцій. Чи потрібно пояснювати, яку гнучкість це відкриває?

І давайте коротко розпакуємо змінну часу – так звані "епохи". Більшість інших блокчейнів підходять до обробки транзакцій як до безперервної конкурентної гонки. Валідатори поспішають підтвердити блоки якомога швидше, щоб отримати найвищу винагороду. Як побічний ефект, мережа часто засмічується, споживає надто багато енергії та може стати просто непередбачуваною. Команда Cardano намагалася вирішити це, ввівши змінну часу в обробку транзакцій.

Мережа розбиває час на фіксовані епохи – приблизно п'ятиденні вікна, у яких мережа організовує перевірку передбачуваним, упорядкованим способом. Кожна епоха розбивається на менші слоти. Під час кожного слота валідатор (або лідер слота) вибирається випадковим чином для створення наступного блоку. Замість кількох валідаторів, що конкурують одночасно, лише вибраний валідатор для цього слота може підтверджувати транзакції. Це запобігає марній витраті обчислювальних зусиль і зменшує затори. В результаті мережа залишається безперебійною навіть у години пік.

У кінці епохи система повторно калібрується. Розраховуються винагороди за стейкинг, вибираються нові валідатори, і мережа адаптується відповідно до змін у участі в стейкингах. Цикл повторюється кожні п'ять днів. Для користувачів це означає більш стабільну, упорядковану та передбачувану екосистему порівняно з тими, де валідатори постійно борються за право голосу в обробці транзакцій.

Розширена модель UTXO: розширена система обліку Cardano

Ми обіцяємо, що не будемо надто технічні, але давайте коротко поговоримо про модель Cardano EUTXO (Extended Unspend Transaction Output). Ця модель дозволяє ефективно обробляти транзакції, що, очевидно, приносить користь усім учасникам. Ось як це працює.

Якщо ви коли-небудь пробували поміняти токени на Ethereum у години пік, ви, ймовірно, бачили, як транзакції застрягали, провалювалися або коштували більше комісій, ніж сама торгівля. Це відбувається тому, що Ethereum обробляє транзакції послідовно – кожна дія залежить від оновлення єдиної спільної книги; коли попит зростає, система сповільнюється.

Cardano представив спосіб уникнути цієї перевантаженості – модель EUTXO (Extended Unspend Transaction Output). Його основне призначення — самостійна обробка транзакцій. Проведемо паралель з операціями з готівкою. Припустімо, що у вас є 50 доларів і ви вирішили витратити 30 доларів. Як ви реєструєте цю транзакцію? З моделлю EUTXO ви не змінюєте свій загальний баланс. Натомість ви передаєте 50 доларів, а система повертає вам 20 доларів у новому конверті. Таким чином, кожна транзакція є самостійною; кілька транзакцій можуть оброблятися паралельно, не заважаючи одна одній.

Модель Ethereum, навпаки, змушує транзакції перевіряти одну за одною, що призводить до неминучих вузьких місць, коли попит високий. Однак за допомогою EUTXO від Cardano смарт-контракти, торгівля DeFi та інші взаємодії можуть працювати без затримок або збоїв, спричинених самою мережею. Як наслідок, Cardano може обробляти близько 250 TPS (транзакцій за секунду), тоді як Ethereum протягом більшої частини свого життєвого циклу ледве впорався з 30.

Нативні токени та книга кількох активів: вбудований набір токенів Cardano

При використанні Ethereum, ви маєте справу з токенами, які покладаються на розумні контракти – спеціальний код, який визначає, як працює кожен токен. Найбільша проблема смарт-контрактів полягає в тому, що кожен пишеться окремо, з нуля. Це означає, що розробникам доводиться буквально винаходити колесо кожного разу, коли вони запускають новий продукт. Чи можете ви уявити, як це – керувати величезною екосистемою, повною таких унікальних алгоритмів? Не дивно, що Ethereum був сумно відомий своєю неефективністю та недоліками безпеки, а також дивним багатомільйонним зломом. І для цього потрібен лише один поганий контракт!

Ця система схожа на роботу з постачальниками, кожен з яких має власні правила ціноутворення, виставлення рахунків і доставки. Так, деякі з них працюватимуть добре, але керування більшістю інших неминуче буде головним болем, не кажучи вже про те, що деякі можуть зіпсувати ваш баланс.

Однак у Cardano всі токени дотримуються однакового набору правил завдяки системі Native Tokens. Ось суть: Рідні токени Cardano взагалі не потребують смарт-контрактів. Натомість вони вбудовані безпосередньо в облікову книгу кількох активів блокчейну, як і його рідна монета ADA. Таким чином, розробникам не потрібно витрачати час на власний код і виправлення клаптиків після запуску.

З точки зору розробника, це означає швидше (і легше) кодування та налагодження, менше перевірок і менший ризик того, що щось піде не так. Для користувачів усе це означає нижчі комісії, менше чи жодних невдалих транзакцій і загальну стабільну роботу будь-якої програми.

Монета ADA: джерело життя Cardano

Кожен блокчейн потребує рідної валюти, щоб підтримувати рух. Для Cardano це ADA — монета, яка стимулює транзакції, захищає мережу та винагороджує учасників. Якщо ви користувалися Ethereum, ви помітите, що роль ADA дуже схожа на роль ETH. Він покриває комісію за транзакції, підтримує розумні контракти та служить засобом збереження вартості для інвесторів.

Але є ключова відмінність. Ethereum починався як мережа Proof-of-Work (PoW) і почав перехід на Proof-of-Stake (PoS) лише у 2022 році. Cardano, з іншого боку, був PoS з першого дня (і він був запущений ще в 2015 році). Отже, це не модернізований тип системи – усі її основні принципи були присутні з моменту запуску.

Як ми вже згадували, Cardano використовує стейкинг для підтвердження транзакцій. Вузли перевірки – по суті, бухгалтери мережі – блокують ADA як доказ свого зобов'язання підтримувати безпеку системи. Натомість вони отримують винагороду. Нічого особливого.

Стейкінг ADA

Найпростіший спосіб почати — делегувати свій ADA до стейкингового пулу. Для цього не потрібне спеціальне обладнання чи технічне ноу-хау – лише сумісний гаманець, як-от Daedalus, Yoroi або Exodus. Після налаштування гаманця ви можете переглядати пули на основі їх комісій, продуктивності та рівня насичення (наскільки вони близькі до заповнення). Кілька натискань, і ви готові. Нагороди розподіляються приблизно кожні п'ять днів.

Прибуток зазвичай коливається від 3% до 5% на рік, звичайно, залежно від ефективності пулу. Якщо ви хочете поєднати свої винагороди, ви можете реінвестувати зароблені кошти, делегувавши (реінвестувавши) їх назад у пул.

Якщо ви бажаєте більш вільний підхід, ви можете розглянути регульовані криптовалютні біржі, такі як Binance та Kraken, оскільки вони також пропонують послуги стекінгу. Вони обробляють технічні деталі за вас, але є компроміс – ви відмовляєтесь від контролю над своїм ADA, поки він тримається. Отже, незважаючи на те, що ви робите ставку, технічно кошти не знаходяться у вашому гаманці.

А для тих, хто більше розбирається в техніці, завжди є можливість налаштувати та запустити власний режим мережі. Він пропонує більше, ніж ваш заробіток, але також вимагає інфраструктури, обслуговування та залучення делегатів. Багато постійного управління, тобто. Як ви, напевно, зрозуміли, цей варіант найкраще підходить для тих, хто бачить, що підтримує мережу в довгостроковій перспективі.

Ключовою перевагою моделі стекінгу Cardano є її ліквідність. На відміну від більшості мереж, які блокують кошти на фіксований період, ви можете скасувати ставку свого ADA в будь-який час. Це безпрограшний варіант як для початківців, які просто хочуть познайомитися з мережею, так і для досвідчених, свідомих прихильників Cardano.

Винос

Давайте підсумуємо те, що ми дізналися. Cardano надає структуру, яка надає пріоритет передбачуваності та продуктивності. Він вирішує найскладніші виклики блокчейну – масштабованість, ефективність і безпека – часто проблема Ethereum. Наріжними каменями екосистеми Cardano є рецензовані дослідження, модель Extended Unspend Transaction Output, "рідний" інструментарій для створення токенів і протокол Hydra. Завдяки цим інноваціям під капотом Cardano пропонує мережу, яка розроблена для виконання складних операцій без вузьких місць, масштабування без шкоди для швидкості та підтримки децентралізованих програм із надзвичайною надійністю.