Mengapa Para Periset ini Memikirkan Mereka Memecahkan Potongan Kunci Teka-teki

Hambatan baru lahir setiap saat. Bitcoin adalah satu-satunya blockchain selama bertahun-tahun, tapi sekarang ada ratusan. Masalahnya adalah, jika Anda ingin menggunakan fitur yang ditawarkan pada blockchain lain, Anda harus membeli token untuk blockchain lainnya.

Tapi semua itu mungkin akan segera berubah. Salah satu teknologi yang berkembang yang disebut sidechains menjanjikan agar lebih mudah memindahkan token ke seluruh blokir dan, sebagai hasilnya, membuka pintu ke dunia kemungkinan, termasuk membangun jembatan ke sistem keuangan warisan bank.

Pada bulan Oktober 2017, Aggelos Kiayias, profesor di Universitas Edinburgh dan ilmuwan utama di perusahaan penelitian dan pengembangan blockchain IOHK; Andrew Miller, profesor di University of Illinois di Urbana-Champaign; dan Dionysis Zindros, peneliti di University of Athens, merilis makalah " Bukti Proof of Proof of Proof of Work " (NiPoPoW), yang memperkenalkan potongan kritis pada teka-teki sidechains yang telah hilang selama tiga tahun. Inilah kisah bagaimana mereka sampai di sana.

Tapi, pertama, apa sebenarnya sidechain itu?

Koin yang sama, berbeda Blockchain
Sebuah sidechain adalah teknologi yang memungkinkan Anda memindahkan token dari satu blockchain ke yang lain, menggunakannya pada blockchain lainnya dan kemudian memindahkannya kembali pada satu waktu kemudian, tanpa memerlukan pihak ketiga.

Di masa lalu, blockchain induknya biasanya adalah Bitcoin, namun rantai induknya bisa berupa blockchain. Juga, ketika sebuah token bergerak ke blockchain lain, ia harus mempertahankan nilainya yang sama. Dengan kata lain, sebuah bitcoin pada sidechain Ethereal akan tetap menjadi bitcoin.

Keuntungan terbesar dari sidechains adalah mereka mengizinkan pengguna mengakses sejumlah layanan baru. Misalnya, Anda bisa memindahkan bitcoin ke blockchain lain untuk memanfaatkan fitur privasi, mempercepat kecepatan transaksi dan kontrak cerdas.

Sidekar juga memiliki kegunaan lain. Seorang sidechain bisa menawarkan cara yang lebih aman untuk meningkatkan protokol, atau bisa berfungsi sebagai firewall keamanan, sehingga jika terjadi bencana bencana di sidechain, rantai utama tetap tidak terpengaruh. "Ini adalah semacam tanggung jawab terbatas," kata Zindros dalam sebuah video yang menjelaskan bagaimana teknologinya bekerja.

Akhirnya, jika bank menciptakan jaringan blokir pribadi mereka sendiri, sidechains dapat memungkinkan komunikasi dengan jaringan tersebut, yang memungkinkan pengguna untuk mengeluarkan dan melacak saham, obligasi dan aset lainnya.

Percakapan Dini
Dialog awal tentang sidechains pertama kali muncul di chat room Bitcoin sekitar tahun 2012, saat pengembang Bitcoin Core memikirkan cara untuk meng-upgrade protokol Bitcoin secara aman.

Satu gagasan adalah untuk "pasak satu arah", di mana pengguna dapat memindahkan bitcoin ke blockchain terpisah untuk menguji klien baru; Namun, begitu aset tersebut dipindahkan, mereka tidak dapat dipindahkan kembali ke rantai utama.

"Saya memikirkan hal ini sebagai alat rekayasa perangkat lunak yang dapat digunakan untuk membuat perubahan luas," Adam Back, sekarang CEO di perusahaan pengembang blockchain Blockstream, mengatakan dalam sebuah wawancara dengan Majalah Bitcoin . "Bisa dibilang, kita akan membuat versi baru dari Bitcoin, dan kita pikir ini akan siap dalam setahun, tapi sementara itu, Anda bisa memilih lebih awal dan mengujinya."

Menurut Back, pada tahun berikutnya, di kanal IRC Bitcoin, pengembang Bitcoin Core Greg Maxwell menyarankan sebuah ide untuk "patok dua arah", di mana nilai dapat ditransfer ke rantai alternatif dan kemudian kembali ke Bitcoin di kemudian hari. titik.

Sebuah pasak dua arah ditujukan pada kekhawatiran lain pada saat itu. Koin alternatif, seperti Litecoin dan Namecoin, menjadi semakin populer. Ketakutannya adalah "altcoin" ini akan mencairkan nilai bitcoin. Masuk akal, menurut para pengembang Bitcoin Core, menjaga bitcoin sebagai jenis mata uang cadangan, dan memindahkan fitur baru ke sidechains. Dengan begitu, "jika Anda ingin menggunakan fitur yang berbeda, Anda tidak perlu membeli aset spekulatif," kata Back.

Untuk mengubah konsep sidechains menjadi kenyataan, Kembali bersama Maxwell dan beberapa pengembang Bitcoin Core lainnya membentuk Blockstream pada tahun 2014. Pada bulan Oktober tahun itu, grup ini merilis " Enabling Blockchain Innovations with Pegged Sidechain s, " sebuah makalah yang menggambarkan sidechains di sebuah level tinggi. Miller muncul sebagai rekan penulis di kertas itu juga.

Bagaimana Sidechains Bekerja
Salah satu komponen penting dari sidechains adalah bukti verifikasi pembayaran yang disederhanakan (SPV) yang menunjukkan bahwa token telah dikunci dalam satu rantai sehingga validator dapat dengan aman membuka nilai ekuivalen pada rantai alternatif. Tapi untuk bekerja untuk sidechains, bukti SPV harus cukup kecil agar sesuai dengan transaksi koin tunggal, transaksi yang memberi imbalan kepada seorang penambang dengan koin baru. (Jangan dikelirukan dengan perusahaan Coinbase.)

Pada saat para peneliti Blockstream merilis makalah mereka, mereka tahu mereka memerlukan bukti SPV yang dikompres agar bisa bekerja keras, namun mereka belum mengembangkan kriptografi di belakangnya. Jadi, mereka menguraikan gagasan tingkat tinggi dan umum.

Kertas Blockstream menggambarkan dua jenis pasak dua arah: pegas dua arah simetris, di mana kedua rantai itu independen dengan pertambangan mereka sendiri; dan pegas dua arah asimetris, di mana penambang sidechain adalah validator penuh rantai induk.

Dengan pasak simetris dua arah, pengguna mengirimkan bitcoinnya ke alamat khusus. Melakukan hal itu mengunci dana di blokir Bitcoin. Hasil itu tetap terkunci untuk periode kontes mungkin enam blok (satu jam) untuk mengkonfirmasi transaksi telah berjalan, dan kemudian bukti SPV dibuat untuk dikirim ke sidechain.

Pada saat itu, transaksi yang sesuai muncul di sidechain dengan bukti SPV, memverifikasi bahwa uang telah dikunci di blokir Bitcoin, dan kemudian koin dengan nilai akun yang sama tidak terkunci di sidechain.

Koin dihabiskan dan berpindah tangan dan, kemudian, dikirim kembali ke rantai utama. Saat koin dikembalikan ke rantai utama, prosesnya berulang. Mereka dikirim ke output terkunci di sidechain, masa tunggu berlalu, dan bukti SPV dibuat dan dikirim kembali ke blockchain utama untuk membuka koin pada rantai utama.

Dalam asimetris dua arah pasak, prosesnya sedikit berbeda. Transfer dari rantai induk ke sidechain tidak memerlukan bukti SPV, karena validator pada sidechain juga mengetahui keadaan rantai induk. Bukti SPV masih diperlukan, jika koin dikembalikan ke rantai induknya.

Cari Bukti Kompak
Dalam sidechain, bukti SPV yang kompak perlu berisi versi terkompres dari semua header blok dalam rantai dimana dana dikurung dari blok genesis melalui periode kontes, serta data transaksi dan beberapa data lainnya. Dengan cara ini, bukti SPV juga dapat dianggap sebagai "bukti bukti kerja" untuk keluaran tertentu.

Inspirasi untuk bukti SPV yang kompak berasal dari struktur linked-list-like yang dikenal sebagai " skip list " yang dikembangkan 25 tahun yang lalu. Dalam menerapkan struktur ini pada bukti SPV yang ringkas, triknya adalah menemukan cara untuk melewati header blok sambil tetap mempertahankan tingkat keamanan yang tinggi sehingga musuh tidak dapat memalsukan bukti.

Dalam mengatasi masalah ini, Blockstream menunjukkan draf awal kertas sidekanya kepada Miller, yang telah merenungkan SPV kompak selama beberapa tahun.

Pada bulan Agustus 2012, dalam sebuah posting di forum BitcoinTalk yang berjudul " Jalan Raya High-Value-Hash ," Miller menggambarkan sebuah gagasan untuk "daftar lewati merkle" yang bisa digunakan oleh klien ringan Bitcoin untuk segera menentukan rantai terpanjang dan mulai menggunakannya. . Dalam posting itu, ia menggambarkan pentingnya struktur data sebagai "benar-benar mengejutkan."

Ketika Miller membaca draft Blockstream, dia melihat adanya kerentanan dalam bukti SPV yang ringkas yang dijelaskan di koran. Diskusi pun terjadi, namun mereka "tidak dapat menemukan cara untuk menyelesaikan masalah itu tanpa mengurangi efisiensi," kata Miller.

Kontribusi Miller yang tidak sepele terhadap kertas Blockstream berakhir menjadi beberapa paragraf di Lampiran B yang menjelaskan tantangan dalam menciptakan bukti SPV yang ringkas.

Ini harus "dimungkinkan untuk sangat memampatkan daftar header sambil tetap membuktikan jumlah pekerjaan yang sama," bagian tersebut berbunyi, namun "mengoptimalkan pengorbanan ini dan memformalkan jaminan keamanan tidak dapat digunakan untuk makalah ini dan topik pekerjaan yang sedang berjalan. "

Pekerjaan yang sedang berlangsung tetap bertahan selama tiga tahun.

Membuatnya Non-interaktif
Selama waktu berikutnya, para periset di IOHK mulai menaruh minat yang lebih serius pada sidechains. Rencana mulai terbentuk untuk Cardano, sebuah blok bukti bukti baru yang telah dikontrak IOHK.

Cardano terdiri dari dua lapisan: lapisan permukiman, diluncurkan pada bulan September 2017, di mana pasokan uang akan disimpan, dan lapisan kontrak yang cerdas. Dua lapisan itu akan menjadi dua blokir dengan sidechain. Dengan cara ini, penyelesaian bisa tetap sederhana dan aman dari serangan yang mungkin terjadi pada lapisan kontrak cerdas. Tapi jika IOHK menyuruh Cardano bekerja sesuai yang diinginkan, itu perlu memecahkan sidechains.

Pada bulan Februari 2016, Kiayias, seorang profesor di Universitas Athena, dan dua muridnya, Nikolaos Lamprou dan Aikaterini-Panagiota Stouka, merilis " Bukti Bukti Pekerjaan dengan Kompleksitas Sublinear " (PoPoW).

Makalah ini adalah yang pertama yang secara formal membahas bukti SPV yang ringkas. Hanya saja, bukti yang dijelaskan di koran itu bersifat interaktif; Padahal, untuk bekerja untuk sidechains, dibutuhkan untuk tidak interaktif.

Dalam sebuah bukti interaktif, pembacanya dan pemberi verifikasi masuk ke percakapan bolak-balik, yang berarti mungkin ada lebih dari satu putaran pesan. Sebaliknya, bukti non-interaktif akan menjadi teks sederhana dan singkat yang sesuai dengan transaksi tunggal di blockchain.

Kertas PoPoW dipresentasikan di BITCOIN'16 , sebuah lokakarya yang berafiliasi dengan kriptografi Kriptografi Keuangan dan Keamanan Data Financial Cryptography Association (IFCA). Miller, yang berada di konferensi tersebut, mendekati Kiayias dan berbagi gagasan untuk membuat protokol non-interaktif.

Itu adalah "pengamatan yang bagus," kata Kiayias kepada Majalah Bitcoin , namun membuat bukti aman "tidak jelas sama sekali" dan akan membutuhkan pekerjaan yang signifikan.

Zindros, yang baru saja mulai mengerjakan PhD-nya di bawah Kiayias, juga menghadiri konferensi tersebut, dan dia memerlukan topik untuk tesisnya. Kiayias melihat kecocokan yang baik, "jadi kami terus mendesak, kami bertiga, dan menyesuaikan protokol PoPoW dan bukti keamanannya terhadap setting yang tidak interaktif," kata Kiayias.

Pada bulan Oktober 2016, Kiayias secara resmi bergabung dengan IOHK , dan setahun kemudian, Kiayias, Miller dan Zindros merilis "Bukti Bukti Non-Interaktif," mengumumkan bukti SPV yang ringkas lima tahun setelah rekan-rekan seperjalanan pertama kali dibicarakan di forum Bitcoin. .

"Jika interaktif, saya tidak tahu apakah itu akan berhasil; dengan bukti yang tidak interaktif, itu benar-benar mulus, "kata Zindros kepada Majalah Bitcoin .

Lebih banyak pekerjaan yang harus dilakukan
Bahkan dengan NiPoPoW, sidechains masih belum sepenuhnya ditentukan. Beberapa pertanyaan tetap ada, termasuk seberapa kecilkah bukti yang bisa dibuat? Setelah transaksi dikurung dalam satu rantai, berapa banyak waktu yang harus dilalui sebelum bisa dihabiskan di sisi lain? Dan, mungkinkah memindahkan token dari sidechain langsung ke sidechain lain?

"Masih banyak teori yang perlu didefinisikan," kata CEO IOHK Charles Hoskinson saat berbicara dengan Majalah Bitcoin .

Selain itu, sementara NiPoPoW dirancang untuk bekerja sebagai penghalang proof-of-work, beberapa orang percaya bahwa jika blockchains membawa mereka ke dunia dalam skala besar, masa depan terletak pada protokol bukti-of-stake seperti Ouroboros , Algorand or Snow Putih , yang menjanjikan lebih hemat energi dibanding Bitcoin.

Secara khusus, jika Cardano, yang berbasis pada Ouroboros, akan bekerja sesuai rencana, para peneliti IOHK masih perlu menemukan bukti proof-of-stake (NiPoPoS) yang tidak interaktif.

Hoskinson percaya diri. "Kita pasti bisa melakukan itu," katanya. "Kami pasti punya NiPoPoS. Pertanyaannya adalah berapa banyak megabyte atau kilobyte yang akan terjadi? Bisakah kita membawanya ke 100 KB? Itu benar-benar pertanyaannya. "

Share: