Introdução às sidechains

Uma sidechain é simplesmente uma blockchain que depende de sua cadeia principal e está conectada a ela. Esta configuração permite que a sidechain tenha seu próprio algoritmo de consenso e funcionalidades. A sidechain é conectada à cadeia principal através de um mecanismo bidirecional (two-way peg) que permite a movimentação de ativos entre as cadeias. A finalidade dos blocos é determinada através de um mecanismo de consenso que se baseia na segurança da cadeia principal.

A Input Output Global (IOG) fornece um kit de ferramentas para sidechains que é projetado para ajudar desenvolvedores a criar sidechains personalizadas para uma ampla gama de casos de uso. Para provar a capacidade do kit de ferramentas, a aplicação conceitual é a sidechain Cardano EVM. EVM significa Ethereum Virtual Machine. A sidechain Cardano EVM é compatível com EVM, o que significa que implantar suas aplicações Ethereum é apenas uma questão de implantar seu código Solidity na sidechain e interagir com ele através da API Web3.

O que é a sidechain EVM conceitual?

A sidechain EVM conceitual é um protocolo de sidechain Cardano de código aberto que fornece um cliente escrito em Scala. A sidechain EVM é uma sidechain filha, o que significa que seu bloco inicial, ou bloco de gênese, é originado da cadeia principal e a blockchain filha depende da cadeia principal. A sidechain EVM conceitual permite que qualquer pessoa execute um nó passivo da rede da sidechain.

Vantagens das sidechains

As sidechains oferecem vantagens em interoperabilidade, escalabilidade e compatibilidade.

Interoperabilidade

A forma mais básica de comunicação é a troca de ativos. Como os ativos retêm sua natureza ao serem transferidos para a sidechain, eles podem ser transferidos de volta com a mesma facilidade. Um mecanismo chamado peg bidirecional (two-way peg) alcança essa comunicação. Enquanto ambas as cadeias forem seguras por si mesmas, essa segurança é transferida para as transferências bidirecionais.

A comunicação entre a cadeia principal e a sidechain permite que elas mantenham seus próprios métodos de consenso (mesmo que alterados) e formatos de bloco e ainda assim trabalhem juntas, abrindo um leque muito mais amplo de aplicações.

Escalabilidade

Assim como um gerente de projetos tem o trilema de bom, rápido ou barato (escolha quaisquer dois), uma blockchain tem a escolha entre três objetivos concorrentes – descentralização, segurança e escalabilidade.

Como as sidechains podem ser curtas e específicas para um domínio de aplicação, as transações podem ser completadas mais rapidamente, aliviando a carga da cadeia principal.

A melhoria na escalabilidade das sidechains vem sem comprometer a segurança e não precisa afetar a descentralização, oferecendo melhorias no trilema da blockchain.

Compatibilidade

As sidechains podem expor a mesma interface de programação de aplicações (API) que uma cadeia existente e usar a segurança e eficiência dos protocolos de consenso do Cardano. Por exemplo, a sidechain Cardano EVM fornece um ambiente de execução Solidity que não requer mineradores, mas ainda assim atende aos métodos Ethereum JSON RPC. Contratos inteligentes Ethereum podem rodar sem alterações, com uma taxa de gás consideravelmente menor.

Elementos de design da sidechain

O design da sidechain EVM conceitual é baseado nos princípios descritos no white paper de 2018 'Proof-of-Stake Sidechains' por Peter Gaži, Aggelos Kiayias e Dionysis Zindros.

Aqui estão algumas características de design da sidechain Cardano EVM relevantes para desenvolvedores Solidity.

Peg bidirecional

A sidechain EVM permite a transferência de ativos para frente e para trás entre a blockchain Cardano e as sidechains. O peg bidirecional que alcança isso preserva a natureza do ativo em ambas as cadeias sempre que o ativo se move.

Protocolo de consenso

Embora o contrato Solidity possa ser destinado a uma blockchain Proof of Work, a sidechain EVM conceitual fornece um ambiente de execução Solidity que não requer mineradores, mas ainda assim atende aos métodos Ethereum JSON RPC, oferecendo os bem conhecidos benefícios de redução do uso de energia, velocidade e descentralização.

Firewall

A propriedade de firewall garante que uma falha catastrófica em uma das cadeias, como uma violação de suas premissas de segurança, não torne as outras cadeias vulneráveis. Essa característica fornece uma medida de responsabilidade limitada análoga à responsabilidade limitada no mundo corporativo - quando uma empresa limitada falha, seus acionistas são responsáveis apenas pelo montante de seu investimento.

Merged-staking

Uma consideração crítica na construção de sidechains é proteger uma nova sidechain contra ataques.

A construção da sidechain EVM conceitual apresenta 'merged-staking', que permite que validadores da cadeia principal que sinalizaram consciência da sidechain criem blocos da sidechain sem mover qualquer stake para a sidechain. Assim, a segurança da sidechain pode ser mantida, dado uma maioria de stake honesta entre as entidades que sinalizaram consciência da sidechain. Especialmente na fase de inicialização, espera-se que esses validadores da cadeia principal sejam um grande superset do conjunto de stakeholders que mantêm ativos na sidechain.

Mais informações

Para uma descrição completa do embasamento teórico do design, consulte o white paper original.

Observações finais

O kit de ferramentas para sidechains é a entrega mais recente no roadmap do Cardano dentro de Basho, a fase de escalabilidade, introduzindo maior programabilidade, interoperabilidade e escalabilidade. Desenvolvedores de blockchain poderão criar sidechains personalizadas mais facilmente. Eventualmente, a IOG espera ver uma família de sidechains Cardano e cadeias parceiras emergindo.

Existem algumas áreas conhecidas para melhoria, como a experiência de ponte, mecanismo de recompensas SPO e o modelo de segurança. Todas essas áreas serão trabalhadas com a comunidade à medida que avançamos.

Há muitas melhorias que podem ser feitas e há muitas maneiras diversas de executar uma sidechain. No entanto, esperamos que o que desenvolvemos internamente na IOG forneça um conjunto de capacidades centrais e estabeleça bases sólidas para construir um conjunto de ferramentas e fazer mais melhorias em colaboração com a comunidade.