Cartesi

Cartesi - Bringen Sie Berechnungen aus der Praxis in die Blockchain


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Cartesi, ein neues Blockchain-Projekt, wird derzeit entwickelt, mit dem mehrere wichtige Probleme in der Blockchain-Industrie gelöst werden können. Diese 2-Lagen-Lösung dürfte auf dem Weg in Richtung 2020 viel Aufmerksamkeit erregen. Skalierbarkeit war schon immer das umstrittenste Thema im Blockchain-Bereich, und Cartesi hat eine sehr interessante Lösung. Durch die Verbindung von Linux mit der Blockchain nutzt die Plattform die Leistung des Real-World-Computing, das außerhalb der Blockchain ausgeführt wird. Dies gibt der Hauptkette die Freiheit, mit einer Effizienz von 100% zu arbeiten. Dies ist eine viel bessere Lösung für die Skalierbarkeit als viele andere, wie z. B. Proof-of-Stake, Sharding, Ethereum's Plasma oder das Bitcoin Lightning Network. Off-Chain-Computing wird auf Cartesi-Knoten ausgeführt, die unter Linux ausgeführt werden.

Die zweite von Cartesi angebotene Lösung ist das Linux-Betriebssystem in der realen Welt. Blockchain-Speicherplatz hat eine Barriere für viele Entwickler geschaffen, da die meisten spezielle Blockchain-Programme erfordern. Durch die Verwendung von Linux als Brücke zur Blockchain wird ein Gateway für alle realen Entwickler geöffnet. Das ist es, was mich wirklich begeistert! Stellen Sie sich das Potenzial einer wirklich skalierbaren Blockchain vor, die ein Entwickler ohne vorherige Kenntnis der Blockchain aufbauen kann. 

CARTESI - LINUX DEZENTRALISIERUNGSINFRASTRUKTUR ZUR ENTWICKLUNG DER SCALE FALL DEZENTRALISIERUNGSANWENDUNG

Zwei Infrastrukturen, die in der Blockchain-Community Wellen schlagen, sind Decentralized Applications (DApps) und skalierbare Infrastruktur. Letzteres (Skalierbarkeit) wurde nicht so weit wie erwartet erreicht, da sich herausgestellt hat, dass bestimmte Probleme in Bezug auf den Umfang der Blockchain-Transaktionen zu Rückschlägen geführt haben. Es muss angemerkt werden, dass viele Branchen, die Blockchain-Technologie einsetzen möchten, nicht in der Lage waren, die erforderlichen Ziele zu erreichen, da das Netzwerk selbst (Blockchain-Technologie) kein brauchbares Skalierungsmedium produzieren konnte. Beachten Sie auch, dass die Entwicklung dezentraler Anwendungen (DApps) aufwändig ist, da es keine geeigneten Tools für deren Skalierung gibt.

REAL WORLD SCALABILITY TRIFFT AUF BLOCKCHAIN

Seit der Einführung der Blockchain-Technologie wurde nach realen oder Offline-Beziehungen gesucht. Angefangen von der dringend benötigten Interoperabilität zwischen digitalen Assets und Fiat-Währungen bis hin zur Verwendung von Blockchain-Netzwerken, um das Wachstum realer Unternehmen zu fördern, ist die Verwendung von Blockchain ein Muss.

Jetzt ist die Skalierbarkeit eine große Herausforderung für die Übernahme der Blockchain-Technologie und die Verwendung derselben für Transaktionen in der realen Welt. Blockesi Cartesi ist sich bewusst, dass die Linux-Infrastruktur eine der Strukturen ist, die erforderlich sind, um die erforderliche Skalierbarkeit sicherzustellen. Es ist auch wichtig darauf hinzuweisen, dass die Verwendung der Linux-Infrastruktur eine von vielen Möglichkeiten sein kann, die Übernahme und Nutzung der Blockchain-Technologie in die Praxis umzusetzen. Dies ist der Grund, warum Cartesi mehrere Beziehungen zu Linux aufbauen konnte, was die erfolgreiche Implementierung der Linux-Infrastruktur zur Ermöglichung der Skalierbarkeit vieler realer Unternehmen zur Folge hat.

WIE MAN CARTESI-LINUX INFRASTRUCTURE SKALIERBAR MACHT

Wie kann die Verwendung der Cartesi-Blockchain zusammen mit der Linux-Infrastruktur die Skalierbarkeit dezentraler Anwendungen (DApps) verbessern? Nachfolgend sind einige Möglichkeiten aufgeführt, um dies zu erreichen: Die

Consensus
Blockchain-Technologie ist bekannt dafür, demokratische Regierungsführung zu verwenden, um sicherzustellen, dass alle Meinungen eingeholt und umgesetzt werden. Dasselbe ist auf einer von Linux unterstützten Blockchain-Plattform möglich, auf der alle Mitglieder einen Konsens erzielen müssen, bevor das Programm ausgeführt und nicht verbunden werden kann!

Entwicklung

Das Wesen von Cartesi entwickelt sich stetig weiter. Sehen Sie das Außergewöhnlichste:
  • Wir starten den ersten funktionierenden Prototyp von Cartesi Core-Spenden! Dies ist eine einfachere Version der Whitepaper-Spezifikation - es gibt noch keine DAG-Definition oder Streitbeilegung.
  • Um zu beweisen, dass dieser Meilenstein erfolgreich war, wurde eine Beispielanwendung erstellt. Dies führt zu einem Absturz der Cartesi Engine SQLite-Datenbank. Einige Knoten können beliebige SQL-Anforderungen übergeben, die gekauft und zum Smart-Fall-Vertrag hinzugefügt werden. Jeder Cartesi-Knoten kann jederzeit zum Abfragen von intelligenten Steuerungen verwendet werden, um den Endzustand der allgemeinen Maschine zu erreichen. Cartesi anderen Knoten wird die gleiche Abfrage auf den gleichen Maschinenzustand kommen.
  • Diese Apfelprobe beweist den Determinismus und die Produktion der Merkle-Baum-Hash-Wurzel, die selbst in verschiedenen kartesischen Maschinen gefallen ist, die verschiedene Computerabstürze implementiert haben. Cooler Khan?
  • Wir haben die erste Wahl des Log-Emulators für die Ausführung der step () -Funktion getroffen, die vom RISC-V-Smart-Counter während der Spielüberprüfung verwendet wird. Zur Erleichterung unserer Solidität verwenden wir derzeit nur ROM-Images mit Programmen, die nur wenige Möglichkeiten haben.
  • Das execucii-Login zeigt alle Zugriffszustände als Read | Schreiben Sie, geben Sie den Namen des Registers (falls es sich um ein Register handelt) oder des Speichers und die Adresse jedes Registers an. Messin Merkle Root Hash aus allen südlichen Schifffahrtsländern. Dies wird von der RISC-V-Emulation in der Kette benötigt, um die Mikroprozessoranweisungen zu reproduzieren.

Cartesi Maschine

Cartesi-Maschinen sind in vielerlei Hinsicht etwas Besonderes. Erstens sind sie völlig unabhängig. Dies bedeutet, dass es keine externe Entropiequelle gibt, die den Zustand der Maschine auf nicht deterministische Weise ändern kann (z. B. Tastatur, Maus oder Wanduhr). Zweitens können sie reproduziert werden. Mit anderen Worten, wenn zwei Cartesi-Maschinen unter denselben Anfangsbedingungen starten und für dieselbe Anzahl von Prozessorzyklen ausgeführt werden, erreichen sie genau dieselben Endbedingungen. Dies gilt unabhängig von der Architektur und dem Betriebssystem des Cartesi-Knotens. Schließlich bietet die Cartesi-Maschine volle Transparenz. Der Zustand wird so bestimmt und angezeigt, dass jeder externe Beobachter, der Zugriff auf alle Zustände in einem bestimmten Prozessorzyklus hat, alle Zustände im nächsten Prozessorzyklus vorhersagen kann.

Die Eigeninhalt- und Reproduzierbarkeitseigenschaft stellt sicher, dass zwei Parteien, die Zugriff auf den Ausgangszustand der Cartesi-Maschine haben, die gleichen Ergebnisse erhalten, wenn sie die Maschine in ihren Cartesi-Knoten ausführen. Dies ist natürlich sehr wichtig für den Konsens. Leider wird dies in der Regel nicht von der Hardwarearchitektur oder von virtuellen Maschinen garantiert. Cartesi-Motoren sind speziell auf diese Anforderungen ausgelegt. Transparenz-Eigenschaft bedeutet, dass alle kartesischen Maschinenzustände klassifiziert werden können. Dies ermöglicht unter anderem, dass die Blockchain Maschinen mit einem einzelnen Hash darstellt. Wie wir sehen werden, ermöglicht es diese Eigenschaft der Blockchain, alle Streitigkeiten über die Ergebnisse der Ausführung von Cartesi Machines außerhalb der Kette zu lösen.

Maschinendarstellung
Abbildung 2. Off-Chain- und On-Chain-Anzeige von Cartesi-Maschinen.

Außerhalb der Kette ist die Cartesi-Maschine explizit dargestellt (siehe Abbildung 2, links). Die Hauptkomponenten sind Speicher und verschiedene Laufwerke. In einer typischen Konfiguration wird der Linux-Kernel in den Speicher geladen und Laufwerk 1 enthält ein Dateisystem mit einer eingebetteten Linux-Distribution. Distribution kann so konfiguriert werden, dass jedes Programm auf diesem Dateisystem gestartet und ausgeführt wird. Das hypothetische Programm kann die auf Laufwerk 2 gefundene Eingabe verarbeiten und die Ergebnisse auf Laufwerk 3 schreiben. Von außen ist das Laufwerk nur eine Datei, die sich in Cartesi Node befindet. Die Cartesi-Maschine stellt sie dem Linux-Kernel als Gerät zur Verfügung. Aus der Sicht von Programmen, die unter Linux ausgeführt werden, können sie als gewöhnliches Dateisystem installiert werden und viele Verzeichnisse und Dateien enthalten.

An einer Kette wird die Cartesi-Maschine durch den Merkle-Baumwurzel-Hash aller Bedingungen dargestellt (siehe Abbildung 2, rechts). Dies umfasst Speicher und Laufwerke, aber auch alle anderen Dinge, die für Cartesi Machine-Vorgänge erforderlich sind (z. B. den Wert aller Register und Geräte). Die Merkle-Baumwurzel hat eine spezielle Wurzel, weil sie zwei wichtige Operationen unterstützt. Erstens ist es möglich, Ansprüche auf den Wert jedes Landesteils zu überprüfen oder abzulehnen. Zweitens ist es möglich, einen neuen Merkle-Stamm-Hash zu erhalten, der jeder Änderung des Landes entspricht. Diese Operation kann in Blockchain sehr effizient durchgeführt werden. Ein Smart-Vertrag kann beispielsweise das gesamte Laufwerk in der Cartesi-Maschine ersetzen und den entsprechenden neuen Root-Hash erhalten. Stattdessen wird der endgültige Root-Hash für die Cartesi-Engine und der Hash für die Laufwerksausgabe angegeben.

Beilegung von Streitigkeiten

Betrachten Sie zwei Akteure, Alice und Bob, die beide an Transaktionen beteiligt sind, die von intelligenten Verträgen kontrolliert werden. Nehmen wir an, dass eine Transaktion einige komplexe Berechnungen umfasst, deren Ausführung in der Kette nicht praktikabel ist. Nehmen wir nun weiter an, dass der Smart Contract den anfänglichen Root-Hash für die Cartesi-Maschine kennt, die beim Booten ein Programm auf Laufwerk 1 ausführt, das die erforderlichen Berechnungen unter Verwendung der Eingabe von Laufwerk 2 durchführt und die Ausgabe auf Laufwerk 3 schreibt Smart kann Laufwerk 2 durch die gewünschte Eingabe ersetzen. Dies kann dann über die Bob-Hash-Wurzel erfolgen, die sich aus der Ausführung der entsprechenden Cartesi-Maschine außerhalb der Kette ergibt.

Nun gibt es zwei Möglichkeiten. Wenn Alice mit Bob einverstanden ist, kann der Smart-Vertrag fortgesetzt werden, indem Bob nach Details zu Laufwerk 3 gefragt wird. Er ist zufrieden, dass Alice und Bob den Konsequenzen zustimmen. Wenn Alice nicht einverstanden ist, beginnt sie einen Streit, indem sie Sicherheiten hinterlegt. Wenn Bobs sich gegen Streitigkeiten verteidigen will, hinterlegt er die gleiche Garantie. (Andernfalls wird davon ausgegangen, dass er nach Ablauf der Frist verloren hat.) Das folgende interaktive Protokoll, an dem Alice und Bob beteiligt sind und das von der Blockchain vermittelt wird, die garantiert, dass jeder, der ehrlich ist, den Streit gewinnt.

Die Spielüberprüfung [Feige und Kilian 1997] ist ein Algorithmus, der es einem Schiedsrichter mit begrenzten Rechenressourcen ermöglicht, eine Übereinstimmung zwischen zwei Spielern mit begrenzten Rechenressourcen zu vermitteln. In unserem Fall handelt es sich bei einem eingeschränkten Mediator um eine Reihe von intelligenten Verträgen, die in der Blockchain ausgeführt werden. Die Spieler ohne Grenzen sind Cartesi-Maschinen, die auf den Cartesi-Knoten von Alice und Bob laufen. Dieses Verfahren wird auch von TrueBit verwendet. Eine ausführliche Erklärung finden Sie in diesem großartigen Artikel von Sina Habibian.

Kurz gesagt, mithilfe der n-ären Suche identifizieren intelligente Verträge die letzten Prozessorzyklen, für die Alice und Bob vereinbart haben, Hash für den gesamten Status von Cartesi Machine zu rooten. Anschließend führt die Blockchain einen einzelnen RISC-V-Befehl aus, um den Root-Hash für den folgenden Status abzurufen. Es ist bekannt, dass Alice und Bob mit diesem Hash nicht einverstanden sind. Durch die Identifizierung derjenigen, die die richtigen Ergebnisse veröffentlicht haben, kann ein intelligenter Vertrag zugunsten der ehrlichen Partei vermitteln und diese mit beiden Garantien belohnen.

Das Ausführen eines einzelnen RISC-V-Befehls ist schmerzlos und für die Blockchain sehr kostengünstig. Das Auffinden von Anweisungen erfordert nur Zeit und logarithmischen Raum. Außerdem wird dieser Vorgang nur im Streitfall durchgeführt. Streitigkeiten sind sehr selten, da Cheats immer erfasst werden und mit Strafen belegt sind.



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