Avalanche stara się poprawić skalowalność bez uszczerbku dla szybkości i decentralizacji. Trzy blockchainy stanowią podstawową platformę: Exchange Chain (X-Chain), Contract Chain (C-Chain) i Platform Chain (P-Chain). X-Chain służy do tworzenia aktywów i handlu nimi. C-Chain służy do tworzenia smart kontraktów. P-Chain służy do koordynowania walidatorów i Subnet'ów.
Jednym z najważniejszych przełomów w protokole jest Avalanche Consensus, metoda wykorzystująca wielokrotne głosowanie podpróbkowe przez walidatorów, dzięki której konsensus jest szybki i przystępny. Avalanche wykorzystuje również Subnet'y jako nowatorską metodę skalowania poziomego, pozwalającą na tworzenie konfigurowalnych, interoperacyjnych blockchainów. Nie ma ograniczeń co do liczby możliwych Subnet'ów.
Wraz z rozwojem technologii blockchain, zapewnia ona nowe rozwiązania starych problemów skalowalności, współdziałania i użyteczności. Avalanche zastosowało unikalne podejście, wykorzystując na swojej platformie trzy oddzielne blockchainy. Oparty na natywnym tokenie AVAX i wielu mechanizmach konsensusu, Avalanche twierdzi, że jest „najszybszą platformą smart kontraktów w branży blockchain". W tym artykule przyjrzymy się czynnikom, które prowadzą do tego stwierdzenia i rozwiązaniom, jakie jest w stanie zapewnić.
Avalanche zostało uruchomione we wrześniu 2020 roku przez zespół Ava Labs z siedzibą w Nowym Jorku. Ava Labs pozyskało fundusze w wysokości prawie 300 milionów $, a Avalanche Foundation przeprowadziło prywatną i publiczną sprzedaż tokenów o łącznej wartości 48 milionów $. Trzyosobowy zespół stojący za Avax Labs składa się z Kevina Sekniqi, Maofana „Teda” Yina i Emina Gün Sirera.
Istnieją trzy główne problemy, które Avalanche próbuje rozwiązać: skalowalność, opłaty transakcyjne i interoperacyjność.
Skalowalność kontra decentralizacja
Blockchainy tradycyjnie walczyły o zrównoważenie skalowalności i decentralizacji. Sieć o rosnącej aktywności może się szybko zatkać. Bitcoin (BTC) jest dobrym przykładem tego problemu, ponieważ w okresach przeciążenia sieci transakcje zajmowały godziny, a nawet dni.
Jednym ze sposobów przeciwdziałania temu jest uczynienie sieci bardziej scentralizowaną, dając mniejszej ilości osób więcej uprawnień do walidacji aktywności sieciowej. Decentralizacja ma jednak kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa blockchaina. Nowe blockchainy nieustannie próbują rozwiązać ten problem za pomocą postępu technologicznego, a Avalanche stworzyło unikalne podejście, które omówimy później.
Wysokie opłaty
Innym częstym problemem w przypadku większych blockchainów, takich jak Ethereum, są opłaty gas, które mogą być wysokie przy dużym natężeniu ruchu. To ostatecznie zniechęca do tych blockchainów, ale oferowana konkurencja posiada mniej ugruntowane ekosystemy. Na przykład popularność Ethereum i historyczny brak alternatywy doprowadziły do dużego ruchu w sieci i wysokich opłat. W niektórych momentach proste przelewy kosztowały ponad $10, a złożone smart kontrakty były jeszcze droższe.
Współdziałanie
Różne projekty i firmy mają swoje własne potrzeby, jeśli chodzi o blockchain. Wcześniej projekty musiały działać z Ethereum albo innym indywidualnym blockchainem niedostosowanym do ich potrzeb, bądź też prywatnym blockchainem. Znalezienie równowagi między możliwościami dostosowania do indywidualnych potrzeb a współpracą między wieloma blockchainami stanowiło wyzwanie. Avalanche oferuje swoje rozwiązanie za pomocą Subnet'ów – niestandardowych blockchainów przeznaczonych dla konkretnych aplikacji, które współdzielą bezpieczeństwo, szybkość i kompatybilność sieci głównej.
Avalanche wykorzystuje kombinację metod, które czynią go wyjątkowym, i w rzeczywistości składa się z trzech podstawowych interoperacyjnych blockchainów: X-Chain, C-Chain i P-Chain.
1. Exchange Chain (X-Chain) służy do tworzenia i wymiany tokenów AVAX i innych zasobów cyfrowych. Opłaty transakcyjne są płacone w AVAX, a blockchain korzysta z protokołu Konsensusu Avalanche.
2. Contract Chain (C-Chain) to miejsce, w którym programiści mogą tworzyć smart kontrakty dla DApps. Ten łańcuch implementuje instancję Ethereum Virtual Machine (EVM), umożliwiając DApps zgodne z EVM. Wykorzystuje zmodyfikowaną wersję protokołu konsensusu Avalanche o nazwie Snowman.
3. Platform Chain (P-Chain) koordynuje walidatorów sieci, śledzi aktywne Subnety i umożliwia tworzenie nowych Subnet'ów P-Chain wykorzystuje również Snowmana.
Ponieważ każdy blockchain przyjmuje inne role, Avalanche poprawia szybkość i skalowalność w porównaniu do uruchamiania wszystkich procesów w jednym łańcuchu. Twórcy systemu Avalanche dostosowali mechanizmy konsensusu do potrzeb każdego blockchaina. Użytkownicy potrzebują AVAX, aby wnieść udział i uiścić opłaty sieciowe, dzięki czemu ekosystem zyskuje wspólny zasób użytkowy.
Istnieje wiele podobieństw między dwoma protokołami konsensusu Avalanche. Ten podwójny system jest głównym powodem zwiększonej skalowalności sieci i szybkości przetwarzania transakcji.
Avalanche
Protokół konsensusu Avalanche nie wymaga lidera, aby osiągnąć konsensus, tak jak Proof of Work (PoW), Proof of Stake (PoS) lub Delegated Proof of Stake (DPoS). Czynnik ten zwiększa decentralizację sieci Avalanche bez poświęcania skalowalności. W przeciwieństwie do tego, PoW, PoS i DPoS kończą się transakcjami przetwarzanymi przez jednego aktora, którego praca jest następnie weryfikowana przez innych.
Avalanche implementuje zoptymalizowany protokół konsensusu ukierunkowanego grafu acyklicznego (DAG). DAG pozwala sieci na równoległe przetwarzanie transakcji. Walidatorzy losowo odpytują innych walidatorów, aby określić, czy nowa transakcja jest ważna. Po pewnej liczbie powtarzających się losowo prób, statystycznie udowodniono, że fałszywa transakcja byłaby prawie niemożliwa.
Wszystkie transakcje są natychmiast finalizowane bez dodatkowych potwierdzeń. Uruchamianie węzła walidatora i walidacja transakcji mają niskie wymagania sprzętowe, co pomaga w wydajności i decentralizacji.
Snowman
Protokół konsensusu Snowman opiera się na protokole konsensusu Avalanche, lecz porządkuje transakcje liniowo. Ta właściwość jest korzystna w przypadku smart kontraktów. W przeciwieństwie do protokołu konsensusu Avalanche, Snowman tworzy bloki.
AVAX to natywny token Avalanche, którego podaż jest ograniczona do 720 milionów. Wszystkie opłaty wnoszone do sieci są spalane jako mechanizm deflacyjny, z którego korzysta szersza społeczność Avalanche. AVAX ma trzy podstawowe zastosowania:
1. Możesz stakować swój AVAX, aby stać się walidatorem lub oddelegować go do innego walidatora. Walidatorzy mogą zarobić do 10% Rocznego Zysku Procentowego (APY) i ustawić niestandardową opłatę procentową od nagrody, którą zatrzymują od osób delegujących, które ich wspierają.
2. AVAX służy jako wspólna jednostka rozliczeniowa dla wszystkich Subnet'ów, poprawiając współdziałanie.
3. Opłaty transakcyjne i subskrypcje SubNet'ów są płatne w AVAX.
Posiadacze AVAX mogą zdobywać nagrody, stając się walidatorem lub stakować tokeny z walidatorem. Aby zostać walidatorem, musisz stakować 2000 AVAX.
Wymagania sprzętowe są na tyle niskie, że większość standardowych laptopów lub komputerów PC powinna być odpowiednia do rozpoczęcia walidacji. Możesz także stakować tokeny z walidatorem i otrzymywać nagrody, gdy walidator pomyślnie potwierdzi transakcje.
Avalanche oferuje funkcje podobne do Ethereum i innych blockchainów typu layer-one. Programiści mogą tworzyć tokeny, NFT i DApps. Użytkownicy są w stanie stakować tokeny, weryfikować transakcje i korzystać z ponad 400 DApps. Według zwolenników Avalanche, korzyści płynące z jego zastosowania wynikają z poprawy tych możliwości. Jako dodatkowa funkcja Avalanche pozwala również na tworzenie współdziałających, dopasowanych blockchainów.
Zindywidualizowany blockchain wykorzystujący wysoce skalowalny Subnet jest dobrze dostosowany do potrzeb dużych przedsiębiorstw, a wiele z nich już buduje Subnety. Wielkim korporacjom i małym, niezależnym operatorom tych niestandardowych blockchainów wygodnie jest współdziałać z innymi w ramach bogatego ekosystemu i korzystać z bezpieczeństwa głównej sieci Avalanche.
Avalanche posiada własną Avalanche Virtual Machine (AVM), która jest również kompatybilna z EVM. Deweloperzy zaznajomieni z językiem kodowania Solidity Ethereum mogą z łatwością używać Avalanche, a także przenosić istniejące projekty.
Przedstawione problemy i rozwiązania nie są unikalne dla Avalanche. W rzeczywistości Avalanche konkuruje z innymi skalowalnymi platformami i współdziałającymi blockchainami, takimi jak Polkadot, Polygon i Solana. Więc co sprawia, że Avalanche różni się od swoich alternatyw?
Mechanizm konsensusu
Najbardziej znaczącą różnicą jest prawdopodobnie Konsensus Avalanche. Jednak Avalanche nie jest jedynym blockchainem z nowatorskim mechanizmem konsensusu. Solana rzekomo udowodniła możliwość obsługi nawet do 50 000 TPS (transakcji na sekundę), przewyższając wspomniane 6500 TPS Avalanche'a. TPS jest jednak tylko jedną z metod oceny szybkości sieci, która nie uwzględnia finalności bloków.
Szybkość i finalność transakcji
Kolejną zauważalną różnicą jest czas finality Avalanche poniżej 1 sekundy. Jednak co to dokładnie znaczy? TPS to tylko jedna z miar, stosowana przy pomiarze prędkości. Musimy również wziąć pod uwagę czas potrzebny do zagwarantowania tego, że transakcja jest sfinalizowana i nie można jej cofnąć ani zmienić. Możesz przetworzyć 100 000 transakcji w ciągu jednej sekundy, ale jeśli wystąpi opóźnienie w finalizacji, sieć nadal będzie wolniejsza dla użytkowników. Avalanche twierdzi, że ma najszybszy czas do osiągnięcia finalności w branży.
Decentralizacja
Jednym z największych atutów Avalanche jest decentralizacja. Biorąc pod uwagę jego wielkość i wiek, ma dużą liczbę walidatorów (ponad 1300 na kwiecień 2022) ze względu na rozsądne minimalne wymagania. Jednak wraz ze wzrostem ceny AVAX, bycie walidatorem stało się zauważalnie droższe.
Interoperacyjność blockchainów
Interoperacyjne blockchainy Avalanche są również nieograniczone pod względem liczby. Jest to bezpośrednia konkurencja z Polkadot, jednym z najbardziej znanych projektów oferujących niestandardowe i współdziałające blockchainy. Polkadot ma ograniczoną przestrzeń licytowaną na aukcjach Parachain Slots, podczas gdy Avalanche działa z prostą opłatą abonamentową.
Dzięki platformom Zdecentralizowanych Finansów (DeFi) poszukującym alternatyw dla Ethereum, blockchainy, takie jak Avalanche, są atrakcyjne ze względu na kompatybilność z EVM i ze względu na niskie opłaty. Jednak platformy DeFi mają już długą listę alternatywnych platform, jeśli chodzi o skalowalność i szybkość.
Avalanche zyskał na popularności od czasu swojej premiery i już dogoniło Ethereum pod względem łącznej liczby transakcji dziennie, ale czy będzie w stanie konkurować z innymi blockchainami, takimi jak Solana czy Polygon, dopiero się okaże.
