QuarkChain: масштабируемость через шардинг

QuarkChain общедоступный блокчейн 3.0, который решает задачу масштабируемости - основную проблему существующих протоколов, сохраняя децентрализацию и безопасность. Создатели QuarkChain утверждают, что платформа сможет обрабатывать более 100 000 транзакций в секунду и будет поддерживать высокочастотный трейдинг, распределенные социальные сети, Интернет Вещей, игр и финансовые платежи.

Дизайн платформы #

System Architecture — Иллюстрация двухслойного блокчейна, в котором каждый мини-блок шард обрабатывает подмножество всех транзакций, в то время как рутчейн подтверждает блоки во всех шардах, включая заголовки в корневых блоках

QuarkChain имеет горизонтальное разделение данных и состоит из двух слоев, благодаря которым повышается масштабируемость системы. Слой 1 - мини-блокчейны шарды или кластеры (sgarding layer), которые обрабатывают транзакции независимо друг от друга. Каждый кластер обладает индивидуальной сложностью, и майнеры могут выбрать любой блок с подходящей вычислительной мощностью. Таким образом реализуется экономическая модель, проиллюстрированная выше.

Collaborative mining — Схема совместного майнинга, когда блоки в корневой цепи имеют достаточно большую награду и сложность для защиты блоков (и, следовательно, транзакций) во всех кластерах

Шарды объединены корневым блокчейном (root chain) - вторым слоем, верифицирующим транзакции первого шардового слоя. Корневой слой имеет высокую сложность, позволяющую защитить систему от недоброкачественных транзакций. Такая архитектура обеспечивает компромисс между безопасностью, децентрализацией и масштабируемостью.

Время обработки транзакций в шардах измеряется в секундах, в корневом слое - в минутах.

Безопасность #

Корневой слой использует более 50% всей мощности сети, что предотвращает двойную трату - для атаки потребуется не менее 25% от общей производительности системы. Процентное распределение hash power между шардами можно регулировать. Если на root chain уходит 100% мощности, то QuarkChain не делится на шарды и становится единым блокчейном. Если же всю мощность получает шардовый слой, а root chain - 0, то система распределится на независимые блокчейны-шарды. При этом сценарии страдает безопасность сети: атака блокчейна даже со слабой машины может быть успешной (1/200 hash power всей сети достаточно для взлома 100-шардового кваркчейна).

Расширение горизонтального масштабирования #

Для построения защищенной от атак p2p сети, платформа имеет так называемые супер-полные ноды - это кластеры, которые верифицируют все мини-блокчейны и рутчейны. Суперполная нода формируется из всех блоков обоих слоев платформы. Несколько небольших узлов могут объединяться в супер-полный для экономии ресурсов и стабильности системы.

Схема — Иллюстрация горизонтального масштабирования сети, где четыре супер-полных узла заменяются четырьмя кластерами нод, где узлы в каждом кластере "честны" друг с другом

Возможности QuarkChain #

Кросс-шардовые транзакции с поддержкой рутчейна (скорость выполнения операций будет ниже из-за синхронизации между двумя шардами, но займет считанные минуты).
Кросс-чейн или межсетевые транзакции доступны благодаря конвертации токенов, операции становятся кросс-шардовыми. Второй вариант: преобразование стороннего блокчейна в шард.
Он-чейн и офф-чейн (внесетевые) транзакции.
Поддержка смартконтрактов EVM. Ethereum virtual machine наиболее широкоиспользуемый инструмет для смартконтрактов.
Кошелек QuarkChain.
Удобное управление учетными записями.
Создание децентраллизованных приложений.
Тестирование прототипов на Mainnet.

Токены QKC, транзакции и оплата #

Трансфер токенов и оплата выполнения смарт-контракта - два основных вида транзакций в Кваркчейне. Упростить эти операции сможет Smart Wallet. Комиссии за транзакции будут минимальными благодаря большой скорости обработки транзакций. Активные участники сообщества, вносящие вклад в проект, будут получать вознаграждение в QKC. Токен ERC-20 будет переведен на собственную сеть.

Мобильные децентрализованные приложения DappsZgo #

Проект обеспечен надежной инфраструктурой для полной поддержки мобильных DApps. Ведется работа над Android-дружелюбной средой. Разработчикам приложений на QuarkChain будут выделяться денежные стимулы и поощрения.

QuarkChain для бизнеса и IoT #

Высокая пропускная способность и низкие расходы принесут настоящий бизнес в блокчейн мир. Основное направление на данном этапе - поддержка малого бизнеса посредством простого и недорогого решения по борьбе с подделками.

Платформа имеет большой потенциал применения для Интернета Вещей с большим количеством одновременных операций. QuarkChain снизит стоимость переводов для low-cost товаров и значительно ускорит передачу средств.

Искусственный интеллект и Big Data #

C помощью обучения с подкреплением, шардинг может стать более эффективным. Например, группа клиентов может быть выделена в один кластер или у находящихся рядом шардов будет более низкая стоимость транзакций.

По мере роста блокчейна растет и объем данных - ценность для мировой экономики. На основе интеллектуальных алгоритмов Кваркчейн можно разрабатывать новые экономические модели и более эффективный дизайн блокчейна.

Road Map и таймлайн проекта

Команда