Ликбез: Cardano. Фундаментальный обзор блокчейнаВсем привет. Сегодня будет материал по одному из самых моих любимых проектов - Cardano.
Давайте сразу перейдем к сути
Cardano — это открытый и децентрализованный блокчейн-проект, созданный для облегчения одноранговых транзакций между пользователями. Он построен на многоуровневой архитектуре, которая упрощает использование смарт-контрактов, благодаря чему платформа стала одновременно адаптивной и масштабируемой без ущерба для безопасности.
Платформа названа в честь Джероламо Кардано, выдающегося итальянского математика, физика, биолога, химика, астролога, философа, писателя и любителя азартных игр.
Нативный криптовалютный токен Cardano – ADA – назван в честь Августы Ады Кинг, графини Лавлейс. Ада Лавлейс была математиком и автором описания первой вычислительной машины, для которой составила первую в мире программу. Ее считают первым программистом в истории.
Субъединица криптовалюты ADA (0,000001 ADA) носит название Lovelace.
Основатели
Cardano был основан в 2015 году Чарльзом Хоскинсоном.
Чарльз Хоскинсон – математик и предприниматель, стоявший у истоков Bitshares и Ethereum.
Он вошел в мир криптовалют ещё в 2012 году, купив свои первые биткоины менее чем за $1. Чарльз также майнил биткоины и был одним из первых, кто создал курс по ним (его до сих пор можно найти на Udemy). Он абсолютный знаток экосистемы.
Ещё Чарльз ярый популяризатор криптовалюты. Он поддерживает идеи Сатоши Накамото и видит в криптовалютах способ избавиться от неэффективных и дорогих посредников, и обеспечить децентрализацию тем, кто больше всего в ней нуждается. Такой подход сегодня встречается редко, ведь многие инфлюенсеры слишком зациклены на графиках и спекуляциях. Cardano можно считать проектом, основанном на исходных идеалах Биткоина.
Чарльз Хоскинсон всегда на связи с сообществом и проводит онлайн-встречи, на которых любой может задать ему интересующий вопрос. Благодаря такому подходу, а также регулярной серии видеороликов Cardano 360 - платформа является одним из самых прозрачных проектов в криптовалютной сфере.
Джереми Вуд – сооснователь Cardano, директор по вопросам стратегического развития проекта. В конце 2013 года он занимал должность исполнительного директора Ethereum Foundation, после чего выступал в качестве консультанта в ряде других криптовалютных проектов.
В июне 2014 года Хоскинсон покинул Ethereum из-за разногласий касательно дальнейшего развития проекта, после чего совместно c Вудом основал компанию Input Output Hong Kong (IOHK), которая в 2015 году начала заниматься разработкой и развитием Cardano. 7 февраля 2017 года разработчики IOHK представили whitepaper блокчейн-протокола Ouroboros.
Официальный запуск платформы Cardano состоялся 29 сентября 2017 года. Торговля токенами началась 1 октября 2017 года.
Организации
Cardano Foundation – зарегистрированная в Цуге (Швейцария), некоммерческая организация, главная функция которой – стандартизировать, защищать и развивать технологию Cardano. Она отвечает за связи с финансовыми регуляторами, государственными структурами, общественностью, а также развивает стратегическое партнерство с другими проектами. Cardano Foundation поддерживает сообщество Cardano, координирует своих амбассадоров и участвует в проектной документации.
Input Output Global (ранее Input Output Hong Kong)– основанная Вудом и Хоскинсоном инженерная и технологическая компания, которая занимается разработкой криптовалюты и исследовательской деятельностью. IOG — это глобальная компания, в которой работает более 600 сотрудников в 60 странах. По состоянию на июнь 2022 года на сайте компании опубликована 141 аналитическая статья, посвящённая технологии блокчейн. С момента основания, предназначение Cardano — стать системой критической важности, сопоставимой с программным обеспечением для больниц, НАСА или атомных электростанций. И этому есть веская причина: если вы доверяете деньги децентрализованной сети, вы должны быть уверены, что не потеряете свои активы.
Главный научный сотрудник Input Output Global - Аггелос Киайас , является криптографом и профессором Эдинбургского университета. Разрабатывал Cardano и Ouroboros
Emurgo – инвестиционный фонд с офисами в Сингапуре, Японии, США, Индонезии и Индии. Его миссия состоит в том, чтобы развивать и поддерживать коммерческие предприятия, а также помогать интегрировать бизнесы в экосистему Cardano.
Философия
И рассмотрение технологии хотелось бы начать именно с философии проекта. Дело в том, что главная ценность Cardano - это именно ее философия . Cardano использует научный подход в разработке технологий, а конечная цель - с помощью инновационных решений на основе блокчейна, сделать более доступными услуги, которые когда-то предлагались исключительно в традиционном финансовом пространстве.
Cardano был спроектирован для раскрытия всего потенциала технологии смарт-контрактов. Поддержка смарт-контрактов позволит платформе заключать самоисполняющиеся соглашения, не требующие внешнего надзора. С помощью смарт-контрактов любой пользователь платформы может легко назначить любое конкретное условие, которое должно быть выполнено. И оно будет выполняться автоматически, без необходимости участия пользователя. Это позволит поддерживать децентрализованные приложения
Описание блокчейна
Черльз Хоскинсон классифицирует Cardano как блокчейн третьего поколения, тогда как Bitcoin и Ethereum принадлежат, соответственно, первому и второму поколениям.
Что особенного в Cardano?
1. Протокол Ouroboros. Минимальные затраты электроэнергии на обработку транзакций в Cardano достигаются за счёт протокола Ouroboros. Над созданием механизма консенсуса Ouroboros работала целая группа учёных: он был построен на рецензированных исследованиях, проведённых криптографами нескольких университетов с мировым именем. Среди них Эдинбургский и Токийский.
2. Многослойность блокчейна. Еще одна особенность Cardano — это разделение блокчейна на несколько слоев.
Первый слой, который называется CSL (Cardano Settlement Layer), отвечает за балансы пользователей блокчейна и за его экономику в целом.
Второй слой — CCL (Cardano Control Level), в нём содержатся все регуляторные инструменты и весь функционал смарт-контрактов.
Что дает разделение блокчейна на слои?
— Отдельное обновление каждого из слоев, что позволяет сохранять высокую пропускную способность всей сети;
— Повышение конфиденциальности транзакций.
3. Haskell. Платформа написана на одном из самых стабильных языков программирования.
Ouroboros
Ouroboros – это протокол на базе PoS, который обеспечивает достижение консенсуса между валидаторами транзакций цифровой валюты Cardano. Ouroboros решает одну из самых серьезных проблем блокчейна: необходимость в больших вычислительных мощностях для добычи блоков и обеспечения безопасности сети.
Cardano утверждает, что Ouroboros — первый в своем роде протокол, разработанный на основе исследований, прошедших экспертную проверку.
Протокол Ouroboros обеспечивает стойкость при условии большинства честных валидаторов в системе. Если честные участники, которые работают над выпуском блоков, контролируют больше 50% монет в системе, протокол можно считать защищенным.
Разработан механизм стимулов (мотивации) к честному поведению. С помощью теории игр доказано, что максимальную выгоду валидатор получает, когда следует правилам протокола. Любое участие в совершении атак не только не увеличивает прибыль участника, но в ряде случаев может и уменьшить ее. Поэтому наиболее выгодная стратегия для валидатора – это честно следовать правилам протокола.
Пропускная способность учетной системы будет ограничена только задержками при синхронизации сети. Данный протокол обеспечивает высокую энергоэффективность по сравнению с proof-of-work, поскольку здесь не нужны майнинговые фермы. Сейчас для сбора транзакций и выпуска блоков достаточно обычного персонального компьютера. В перспективе эти вычисления можно будет осуществлять даже на обычном смартфоне.
Имплементации протокола Ouroboros
Ouroboros Classic
Ouroboros Classic – первая имплементация протокола Ouroboros, опубликованная в 2017 года. Она заложила фундамент для будущей роли протокола в качестве энергоэффективного соперника Proof-of-Work, стала математической базой для анализа Proof-of-Stake и представила новаторский механизм стимулирования участников в рамках протокола анализа Proof-of-Stake.
Самое главное, что отличало Ouroboros от других блокчейнов и, в частности, от протоколов Proof-of-Stake – это способность генерировать объективную произвольность в алгоритме выбора лидера протокола и гарантии безопасности, которые он предоставляет.
Минусы Ouroboros Classic – он уязвим к адаптированным атакам (эту проблему решил Ouroboros Praos) и не дает новому участнику безопасной возможности выйти из блокчейна (эту проблему решил Ouroboros Genesis).
Ouroboros BFT (Byzantine Fault Tolerance)
Ouroboros BFT – простой протокол, который Cardano использовал на протяжении фазы Byron, когда осуществлялся переход от старой базы исходного кода к новой. BFT был призван подготовить сеть к релизу Shelley и децентрализации.
Ouroboros Praos
Ouroboros Praos обрабатывает транзакционные блоки, разделяя чейны на слоты, агрегируемые в эпохи. Однако Ouroboros Praos анализируется в полусинхронной среде и устойчив к адаптированным атакам. Ouroboros Praos допускает две возможности: атакующие могут задерживать сообщения честного участника дольше, чем в течении одного слота, и злоумышленники могут в любое время посылать произвольные сообщения любым участникам.
Благодаря опции выбора приватного лидера и подписям с прямой секретностью и использованием ключей Praos гарантирует, что злоумышленник с мощными ресурсами не может предсказать следующего слот-лидера, запустить DDoS-атаку и откатить протокол. Также Praos устойчив к задержке доставки сообщений и постепенному увеличению числа коррумпированных участников в растущей популяции стейкхолдеров, что критически важно для сохранения безопасности сети в глобальной среде при условии, что сохраняется большинство честных стейкеров.
Ouroboros Genesis
Ouroboros Genesis содержит опцию выбора цепи, позволяющую сторонам оторваться от генезис-блока – важно, что при этом нет необходимости в доверенных чекпоинтах или допущениях прошлой доступности.
Genesis также обеспечивает подтверждение универсальной сочетаемости протокола с другими протоколами в произвольных конфигурациях в ситуации реального мира. При этом параметры безопасности сохраняются. Таким образом надежность и жизнеспособность протокола и сети, которая его используют, повышаются.
Ouroboros Hydra
Ouroboros Hydra – это офчейн-протокол второго уровня, направленный на дальнейшее масштабирование сети.
Whitepaper Hydra содержит описание многопользовательских каналов состояний, позволяющих параллельно обрабатывать транзакции: это дает возможность значительно увеличить TPS-выход и достичь мгновенного подтверждения транзакций.
В ее основе лежит технология шардинга Hydra, позволяющая значительно увеличить масштабирование второго уровня с помощью так называемых «голов гидры».
Ранее проведенные тесты показали, что каждая «голова гидры» может обрабатывать 1000 транзакций в секунду. При наличии 1000 пулов, использующих технологию, пропускная способность достигнет 1 млн транзакций.
Хотя Hydra спроектирован в связке с Ouroboros и Cardano, он может быть имплементирован и в другие сети при условии, что они имеют ряд таких же технических характеристик, что и Cardano.
Многоуровневая архитектура: CSL и CCL
Многоуровневая архитектура блокчейна Cardano состоит из двух основных элементов: Cardano Settlement Layer (CSL) и Cardano Computational Layer (CCL), что делает Cardano поистине уникальным. Большинство существующих блокчейн-платформ работают только с одним уровнем, что часто приводит к перегрузкам сети, замедлению транзакции и увеличению комиссий.
CSL поддерживает расчетную единицу Cardano. Проще говоря, здесь проводятся одноранговые транзакции, такие как передача токенов между пользователями.
CCL поддерживает безопасность цепочки, служит базой для развертывания смарт-контрактов, а также основой для обеспечения соответствия нормативным требованиям различных юрисдикций. Это кровеносная система сети Cardano
Кроме того, CCL обеспечит гибкую модель хранения данных и доступа, которая подчиняется любым территориальным законам по регулированию криптовалют.
Haskell
С точки зрения технологии, блокчейн Cardano разработан с использованием чисто функционального языка программирования Haskell.
Haskell представляет собой стандартизированный чистый функциональный язык программирования общего назначения, который легко интегрируется с другими языками. На нем написан лежащий в основе сети Cardano протокол Ouroboros. Разработчики Haskell создали и язык смарт-контрактов Plutus, также используемый в этом блокчейне.
Эры развития Cardano
Процесс разработки включает пять эр. Каждая эра представляет очередную веху на пути развития сети. Работа над различными компонентами каждой эры ведется параллельно
Byron (Эра Основания)
Эра Byron названная в честь лорда Байрона, отца Ады Лавлейс. Началась в сентябре 2017 года с запуском первой версии Cardano.
Фокусом эры Байрон были создание прочного фундамента для Cardano и построение лояльного сообщества сторонников блокчейна. На нем были запущены два кошелька: многофункциональный десктоп-кошелек Daedalus от IOG и его легкая альтернатива Yoroi от Emurgo для более быстрых транзакций и повседневного использования. Также был произведен листинг ADA на всех основных криптобиржах. Эра закончилась в 2020 году с переходом к эре Шелли.
Shelley (Эра Децентрализации)
Эру Shelley назвали в честь поэта и политического радикала Перси Биш Шелли.
Основная сеть Shelley была официально запущена 29 июля 2020 года, знаменуя для Cardano наступление эры proof-of-stake и вводя вознаграждения за стейкинг. Так же вводится система, при которой держатели ADA могут создавать стейкинг-пулы, которые дают им право на получение доли вознаграждений за участие в обеспечении безопасности сети.
Эра Шелли способствует переходу к управлению сетью сообществом, что может быть достигнуто путем передачи большего количества узлов под их контроль.
Goguen (Эра Смарт-контрактов)
Третья фаза Goguen названа в честь американского математика Джозефа Гогена
Эра Goguen открывает перед разработчиками более широкие технические возможности для создания DApps, которые смогут расширить функциональность блокчейна
Еще одна функция, которая будет доступна в Goguen, — это более широкая совместимость с другими существующими смарт-контрактами, вне зависимости от того, на каком языке они были написаны.
Далее на этой стадии предполагается внедрение вычислительного уровня, предназначенного для выполнения смарт-контрактов и включающего следующие элементы:
Plutus – специализированный язык разработки смарт-контрактов и платформа выполнения кода, основанная на функциональном языке программирования Haskell.
Marlowe – высокоуровневый доменно-специфичный язык, основанный на Plutus. Marlowe упрощает процесс создания смарт-контрактов для финансовых приложений, позволяя профильным экспертам, не имеющим глубоких познаний в программировании, напрямую вносить вклад в Cardano.
Basho (Эра Масштабирования)
Четвертая фаза Basho названа в честь японского поэта Мацуо Басе, мастера поэтического жанра хайку.
Это эра оптимизации, а также повышения масштабируемости и интероперабельности сети.
Одним из ключевых нововведений Basho являются сайдчейны: новые блокчейны, операционно совместимые с главным блокчейном Cardano. Сайдчейны можно использовать в качестве механизма шардинга, перенося нагрузку с основного блокчейна в сайдчейн и увеличивая таким образом эффективность сети. Так же их можно использовать для тестирования экспериментальных особенностей, не затрагивая безопасность основного блокчейна.
Voltaire (Эра Правления)
Пятая фаза Voltaire названа в честь французского философа-просветителя XVIII века - Вольтера (Франсуа-Мари Аруэ).
Этап Voltaire включает имплементацию децентрализованного ончейн-управления, то есть прямой демократии, с которой ассоциируют эпоху Просвещения и Вольтера.
Voltaire введет системы голосования и казначейства. Пользователи смогут использовать свои монеты для голосования по вопросам будущего Cardano. С появлением элементов самоуправления путь Cardano к полной децентрализации будет завершен, управление сетью будет целиком передано от IOG к сообществу.
В итоге: на этапе Вольтера сеть будет полностью децентрализованной, независимой и управляться будет только сообществом.
Монета ADA
ADA — нативная монета Cardano.
Ее можно использовать для участия в управлении проектом (дает право голоса), в стейкинге, совершать покупку/продажу, использовать в развитии DeFi-проектов.
Кошельки
Хранить ADA можно во многих существующих кошельках, но нативные кошельки Daedalus и Yoroi дают дополнительные преимущества для владельцев.
Daedalus Wallet
Daedalus Wallet — это один из собственных кошельков Cardano, специально разработанный для хранения ADA. Это иерархический детерминированный кошелек (HD) для настольных компьютеров.
Но это не просто хранилище токенов, этот кошелек функционирует как полноценный узел сети Cardano. Он позволяет пользователям просматривать каждую совершенную ими транзакцию, в том числе запрашивать информацию о состоянии цепочки Cardano.
Это также помогает защитить сеть, сохраняя копию всего состояния блокчейна, а также валидируя блоки и транзакции до того, как они будут финализированы и добавлены в цепочку.
Yoroi Wallet
Yoroi Wallet — облегченный HD кошелек предназначенный для хранения ADA, работающий из браузера. В отличие от кошелька Daedalus, он только подключен к полному узлу Cardano, связанному с экосистемой Emurgo. Поскольку ему не нужно хранить копию полного состояния блокчейна и он работает как расширение в Firefox или Chrome, его можно легко установить и настроить, и для него не потребуется много системных ресурсов.
Стейкинг ADA
Cеть Cardano функционирует через валидаторов, которые обеспечивают ее целостность. Это узлы, которым поручено хранить обновленную копию состояния блокчейна, которая затем будет использоваться для проверки транзакций
Стейкинг-пулы, составляющие сеть валидаторов Cardano, открыты для любого пользователя. Держатели ADA могут присоединиться к существующим пулам, делегируя свои токены через кошелек Daedalus или Yoroi. В таких случаях у стейкера нет необходимости поддерживать постоянное подключение к Интернету. Единственный вопрос, который должен учитывать стейкер ADA, — это комиссии, взимаемые пулами.
При желании можно даже запустить собственный стейкинг-пул для ADA.
Распространение монет
Общее количество монет ADA фиксировано — 45 миллиардов. При первоначальном распределении было продано около 26 миллиардов монет. Кроме того, блок Genesis раздал монеты 3 организациям: IOG получил примерно 2,463 миллиарда монет, Emurgo — 2,074 миллиарда, а Cardano Foundation — 648,176 миллионов монет ADA.
В обращении находятся около 34 миллиарда монет ADA, что составляет более 75,5% от их максимального числа. Остальные, около 11 миллиардов, будут постепенно выпущены в сеть за счёт денежной экспансии.
Cardano может похвастаться одним из самых справедливых начальных распределений монет. Редко какой проект выпускает бóльшую часть активов в обращение, а не продает венчурным фирмам. Из-за этого можно сделать вывод, что инвесторы не сильно продвигали Cardano в своих соцсетях. Так как они в основном продвигают проекты, в которые сами инвестировали. А Cardano с самого начала находился в руках сообщества и у венчурных фирм не было шанса купить монеты первыми.
Заключение
Тезиз, которым я хочу закончить этот материал:
Ценность проекта в его философии. Cardano — больше, чем технология.
Это мировоззрение, которое базируется на научном подходе и практических исследованиях, а также идеях децентрализации, самодостаточности и доверия, объединяющих сообщество.
У Cardano есть огромный потенциал стать глобальной экосистемой, доступной людям всего мира. Независимо от политического устройства общества или материального положения. IOG уже давно сотрудничает с несколькими африканскими странами, чтобы с помощью блокчейна расширить возможности местных жителей и помочь им реализовать проекты в сфере торговли, сельского хозяйства и образования.
Сейчас криптовалюты и проекты, основанные на блокчейне, используются в основном для какой-то инвестиционной деятельность. В которой основной целью является купить дешевле - продать дороже, или просто вложить деньги и позже забрать больше денег. Миссия Cardano состоит в том, чтобы позволить людям использовать технологии блокчейна для реальной экономической деятельности. Это большой вызов с технологической точки зрения и с точки зрения массового принятия и внедрения в реальную жизнь. Блокчейн имеет большой потенциал и в будущем мы рано или поздно прийдем к этому внедрению.
Уже сейчас есть такие проекты, основанные на блокчейне Cardano, как Atala PRISM, Atala SCAN и Atala TRACE .
Atala PRISM предоставляет услугу цифровой идентификации. Может быть использована в государственном секторе для учетных данных и систем проверки. Используя технологию блокчейна, Atala PRISM позволяет пользователям полностью контролировать свои учетные данные, которыми они могут делиться и мгновенно проверять их в любое время и в любом месте, и при этом не зависеть от органов власти.
В сфере финансов так же предлагает ключевые решения. Например, простое открытие нового банковского счета в некоторых странах занимает недели. Другие административные процессы, как например заявления на получение паспорта - еще дольше. Процесс регистрации медленный и ресурсоемкий и часто с участием нескольких третьих сторон с их собственными сборами и т. д.
Atala PRISM может упростить и ускорить адаптацию за счет использования повторно используемых проверенных учетных данных. Atala PRISM использует технологию блокчейна для обеспечения взаимодействия с пользователем одним щелчком мыши.
Сектор образования так же может улучшиться с помощью Atala PRISM, благодаря системе идентификации, которая защищает дипломы от несанкционированного использования.
Atala SCAN - защищенная от несанкционированного доступа система, устанавливает происхождение продукта и предоставляет проверяемую систему защиты брендов и клиентов от контрафактных товаров в розничном секторе. В секторе здравоохранения Atala SCAN может использоваться для подтверждения и проверки происхождения и отслеживания цепочки поставок фармацевтической продукции, гарантируя безопасность пациентов во всем мире.
А в сельскохозяйственном секторе Atala TRACE используется для сертификации продукции и для обеспечения прозрачности в цепочке поставок.
Обеспечение экономической идентификации является очень важной миссией в странах, где люди не имеют удостоверения личности и не имеют доступа к цифровым данным. Cardano предоставляет важные цифровые услуги людям из развивающихся стран Африки и Азии. Децентрализованная идентификация может дать людям возможность получить доступ к образованию, рынку занятости и банковским услугам. Улучшить сферу сельского хозяйства, здравоохранение, транспорта, производство, туризма и тд.
Cardano - это глобальная операционная система для людей, которые хотят использовать ее для повышения своего уровня жизни, свободы и предоставления им доступа к цифровому миру.
И в конце, хочу показать тезис еще раз:
Всем спасибо за внимание. Всем мир!
