SKALE 网络是一个高度可扩展的多链区块链网络,是一个高性能、安全的以太坊可扩展性解决方案。与大多数第一层和第二层网络不同,SKALE 架构旨在支持不断扩展的特定应用和特定协议的链。它使用以太坊主网来增强安全性、管理和协调关键的网络操作。

它的工作方式是 dapp(去中心化应用)开发者、DAO(分布式自治组织)、财团和其他机构赞助 SKALE 链,这些链使用从大型验证节点池中提取的专用资源进行操作。SKALE 网络使用创新的虚拟化子节点架构来支持这种高效的资源分配。目前的区块链特点是普适性,一条链普遍适用。SKALE 网络改变了这种思维。就像 Docker 和 Kubernetes 那样允许轻松定制,可大规模扩展的云服务一样可以,现在区块链也是如此。

现在,区块链可由特定的 dapp 或协议构成,共享一个大型验证器池——并继承相同的安全性和交易保真度——就像网络中的其他链那样,但是是靠使用独立分配的资源来实现这些。与单链网络以及只有几条链的网络相比,多链网络具有巨大的优势(例如拥有几个平行链的 Polkadot 波卡链)。

以下是多链网络特别是 SKALE 区块链的一些优势:

特定的 dapp(去中心化应用)区块链

这个网络可以随意提供链,其独特的设置可以更好地支持特定的 dapp 或协议链。区别于共享链——它引发吞吐量争夺和其他的嘈杂邻居问题——dapp 特定链利用专用资源,确保一致的吞吐量和结算时间。

鉴于其他 dapp 和协议可以在任何时间、以任何频率向链上提交交易,单链网络可能存在交易争夺。这导致有限的吞吐量、不一致的响应时间,当然还有增加的矿工费成本。考虑到这些交易延迟和较高的费用,单链网络并不适合大多数常见的 Web3 互动。正如我们在第一层所发现的那样,单链网络在处理资产转移和其他高价值或关键任务时很有效——在这些情况下,分钟级别的结算会优于涉及一个或多个中间商的更长的结算期。然而,在需要秒级或亚秒级响应时间的情况下,它们的效果并不理想。特定的 dapp 或协议区块链则能够提供更快的响应时间和更强大的响应保障。

权益证明链

SKALE 网络是一个权益证明网络。权益证明 (Proof of Stake, 简称“PoS”) 链是区块链共识的新形式——因为经证实,它们比工作量证明 (Proof of Work) 链要快得多,资源效率也高得多。权益证明在增加主网吞吐量的同时,仍然保持足够的安全保障,光这一点足以让大众对 Eth2 及其权益证明链满怀激动。

PoS 链通过使用较少的验证节点获得高性能和低延迟,但在交易的诚实度方面有潜在的风险(根据理论,较小的节点集更容易受到串通和贿赂的影响)。

SKALE 网络采用了一些架构策略作为 PoS 共识模型的一部分,以确保节点正常运行和有效交易。它采用了一个池式验证模型,利用大量验证节点提供的安全优势,将其与随机节点任务相结合,同时由验证器设置频繁的节点轮换。每个独立的 SKALE 链因此得到了整个网络的安全覆盖。

为进一步确保网络安全,每个验证者通过 SKALE 代币向网络投入大量的价值。这些权益被质押在以太坊主网内。还有,SKALE 的大部分网络运营、管理和行政工作是通过运行在以太坊主网上的智能合约开展的。这些合约反过来管理、控制虚拟化的 SKALE 节点和运行 SKALE 链的子节点。此外,所有权益质押、区块链费用、削减和治理都发生在以太坊主网上。

高性能链

SKALE 链是专门为保持高性能而设计的,这体现在吞吐量——SKALE 链在一段时间内可以处理的交易数量,以及结算时间上——交易通过共识机制被接受并放入区块的时间。SKALE 链利用一个经定制设计的、经数学证明的、基于 ABBA 的共识算法,允许可变的区块时间,从而提高区块创建的速度。

大多数权益证明算法,如 ETH2、Tendermint、EOS 和 Polkadot 的工作原理类似,都是使用单一区块提案。在任何时间点,有一个指定节点是唯一可以创建区块提案的节点。如果他们的区块被其他人认为是好的,就会被添加到链上,然后选择另一个区块提案者。这种选择可以通过随机或一些其他机制进行循环。

这个序列是有时间间隔的,即有一个固定的时间段,在该时间段内,提案者可以提出一个区块。还设置了一个超时期,如果指定的提案者没有创建一个区块提案,那么这个选择权就交给下一个提案者。例如,Eth2 有 10 到 15 秒的超时期,这意味着每个指定的提案者有这些时间来提议一个区块。同时也意味着,在这个时间段结束之前,其他人不能进行区块提案。(就是说,在没有交易的情况下,提案者可能不得不提出一个空的区块,以避免被认为没有反应甚至被认为是恶意的。)

SKALE 的共识算法与众不同,因为它让每一个建立链的节点提出一个候选区块。这意味着一条链上的所有 16 个节点都可以同时提出一个候选者。在这 16 个候选者中,有一个被选中。根据该算法背后的数学原理,高比例的候选者被认为是有效的候选者,这意味着应该永远不会有超时,反过来又意味着不需要固定的时间段。这使得链的创建速度很快,在一个区块被添加后,每个节点能够立即提交一个新的候选者。

资源高效的链

SKALE 链是资源高效的,因为它们利用了虚拟子节点和压缩的区块提案。

虚拟子节点

SKALE 网络利用容器化和虚拟化将节点划分为子节点,从而在多个链上充分利用节点资源。节点可以被分割成多达 128 个子节点,通过不同的配置来支持多个小型和中型链和/或一个大型链。举例来说,一个小链将被分配 1/128 的节点资源,一个中链将获得 1/8,而一个大链将获得整个节点(不包括节点核心)。这种子节点架构能够实现 CPU周期、内存、I/O、存储和其他节点资源的合理化分配。

关于 SKALE 如何使用容器化和虚拟化技术的更多细节,请查看这里的帖子。https://skale.network/blog/containerization-the-future-of-decentralized-infrastructure/

https://skale.network/blog/containerization-the-future-of-decentralized-infrastructure-2

压缩的区块提案

SKALE 区块链提高资源和能源效率的另一种方式是采用轻量级区块提案。管理一个链的 16 个节点或子节点中的每一个都可以提交一个区块提案。通常情况下,拥有 16 个区块提案在网络流量方面是很昂贵的,因为每个节点都需要将他们的提案发送给其他各个节点。

SKALE 通过使用交易指纹这种简单但新颖的方式解决了此类低效率问题。区块链中的每个节点都有一个待处理的交易队列。虽然这些队列通常因网络和传播延迟以及其他传输问题而存在略微差异,但它们往往大致相同。由于这种高度的相似性,节点可以无需发送实际交易,而是发送交易的哈希值或指纹。

当节点收到这些指纹时,它们可以查看这些待定队列,找到交易,然后重建提案。(可以请求任何缺失交易,但发送几个交易的全部内容要比发送几百或几千个交易的成本低得多。) 通过这种指纹方法,SKALE 区块提案是非常轻量级、高效、快速的。

可变的链容量

正如上文所强调的,SKALE 是一个多链网络,它使用虚拟化将节点分割成子节点。这种创新方法的一个主要好处是,SKALE 能支持容量可变的链——小型、中型和大型。这种可变选择让链上的赞助商可以根据他们协议或应用的需要来调整成本和资源分配。正在制作原型或刚刚起步的开发者可以使用小链,只利用节点的一小部分资源,而商业层面活跃的 dapp 或协议开发者可使用中型或大型链,从而更多地利用节点资源。

这种可变性是区块链特有的,但也是 Web2 和现代云计算的标准部分。虚拟化资源被证明是提供有效资源利用和改善网络管理的一种方式。正是有了区块链配置和部署方式的这一根本转变以及SKALE网络的多链性质,SKALE 对发展以太坊支持 10 亿用户和数万亿交易这一愿景充满信心。

免矿工费的链

SKALE 链是由链上赞助商提供和支付的。这种资源配置方式消除了对交易费用的需求,而交易费用是影响以太坊和 Web3 被更广泛采用的主要因素之一。在过去一年多的时间里,以太坊主网长期存在大量的矿工费,导致许多应用程序和协议面临着不够经济的运营风险。取消费用后,可以利用去中心化的处理和存储方式——针对那些目前在主网上无法得到的交易。

出于其他原因,dapp 可能仍然将某种形式的交易费作为其收入模式的一部分,但这只是出于选择,而不是出于需要。免矿工费的链加之大为改善的交易处理速度和最终结果,使得几乎每一个应用内的行动都可以在智能合约中进行处理和/或在链中进行存储。

有弹性的链

权益证明链比工作量证明链更为复杂,因此从本质上讲,它们需要更大的弹性和额外的防故障措施。SKALE 以多种方式解决潜在的中断问题。由于 SKALE 采用严谨的共识算法,一个链中 16 个节点中最多有 5 个节点可以停止工作,而链仍将继续正常运行。

如果一个节点真的“死”了,有两种机制可以将它同步回链上。如果该节点已经瘫痪了几个小时,则可以使用其他节点上保存的区块缓存来同步和追赶。如果一个节点已经宕机较长时间,可以从另一个节点获得链的快照,然后从那里利用缓存追赶。

如果遇到更加灾难性的问题,超过五个节点停止处理,那么系统就会停止。节点将使用缓存方法或从快照中重新启动而重新上线。(每个节点每 24 小时都会对自身做一个快照,并存储副本。快照也可由链上的赞助商下载和存储。)

可定制的链

SKALE 网络中的容器化和虚拟化功能也促进了 SKALE 链吸收创新技术的速度。开发者将能够直接在他们自己的 SKALE 链中建立特定的功能和全新服务,而不是依赖整个网络的发布速度。这种灵活性使得 SKALE 网络能向整个工具生态系统开放,通过使用现有的桥接器、文件存储、预言机、数据查询/分析、滚动/集中验证以及其他支持特定应用或协议的功能,SKALE 网络得以在特定领域得到加强。

定制方式使得某一种功能在 Solidity 中可以完全实现。通过以太坊包管理器,如 ethPM 或其他社区开发的产品,链上的赞助商将能够采用类似于 Linux 安装程序的工作方式,把它安装到 SKALE 链上。[https://www.ethpm.com/]

针对更深入的修改,可以使用预编译合约。以太坊主网的痛点之一是他们在支持哪些算法方面受到限制。有了 SKALE,链上赞助商将能够决定哪些预编译合约可以进入他们的链上。如果他们想要一个特定的算法或合约,他们可以为其创建一个包,然后针对他们所用语言(例如 Python)采用一个传统包管理器,并将其作为预编译的 Python 包插入节点中。

总结

与以太坊主网紧密相连的多链网络将成为一个主要动因,扩大以太坊规模,释放 Web3 应用程序和协议全部潜力。SKALE 网络正在实现这一愿景,这是一个完全成型的安全网络,提供不同规模和配置的链。

开发者不必再局限于单一链或少数几个链,而是可以利用他们自己的链,其专用节点资源来自于大型验证器池。这些链提供了高性能、快速的解决问题能力,同时免矿工费,还继承了以太坊主网的诸多安全保障技术。在 SKALE 上,可以找到 Web3 的未来。