Pharos Network є високопродуктивною модульною публічною блокчейн-системою 1-го рівня, з основними перевагами в масштабованості, сумісності та безпеці. Pharos прагне забезпечити ефективне виконання, консенсус та індивідуальну підтримку для наступного покоління блокчейнів, похваляючись потужністю обробки 50 000 транзакцій на секунду (50K TPS), пропускною спроможністю 2 Гігагас та продуктивністю рівня DP 5 (найвищий стандарт серед сучасних EVM-сумісних ланцюгів).

Ця стаття глибоко проаналізує архітектурний дизайн Pharos Network з наступних вимірів: механізм консенсусу, модель виконання, інновації в зберіганні, оптимізація мережевого шару, ефективність конвеєра та модульна структура SPN.

Аналіз архітектури мережі Pharos

Pharos Network впроваджує модульний та налаштовуваний дизайну архітектури з багатьма шарами, досягаючи подвійних цілей високої продуктивності та гнучких оновлень через декомпозицію шару виконання, шару консенсусу, шару розрахунків та шару доступності даних. Нижче ми проаналізуємо основний технічний дизайн по шарам.

• Мережевий рівень

- Використання оптимізованого P2P Gossip протоколу для передачі повідомлень з низькою затримкою.- Вбудований канал зв'язку між SPN (Спеціальною обробною мережею)

• Шар консенсусу

- На основі адаптивного асинхронного BFT консенсус-протоколу, він поєднує високу стійкість до відмов із характеристиками низької затримки.- Алгоритм оптимізації сортування транзакцій, що зменшує навантаження на валідаційні вузли та підвищує ефективність.

• Шар виконання

- Підтримка двох віртуальних машин: EVM-сумісний шар + високо продуктивне середовище виконання WASM - Оснащений і підтримує виконувані двигуни на базі LLVM, паралельну обробку транзакцій, оптимістичне виконання та SALI (Inference Smart Access List)

• Рівень розрахунків

- Перевірте механізм повторного стекингу через ланцюги вузлів для досягнення спільної безпеки в екосистемі.- Підтвердження фіналізації транзакцій менш ніж за секунду в середовищах багатократного виконання

• Шар доступності даних та зберігання

- Pharos Store: Ефективна модель зберігання на блокчейні, що підтримує багатоверсійний контроль- Використання технології стиснення ADS і дельта-кодування, динамічна оптимізація вводу/виводу для зменшення накладних витрат на читання та запис диска.

• SPN (Спеціальна Обробна Мережа) Framework

- SPN дозволяє розробникам налаштовувати шар виконання блокчейну та вільно конфігурувати модель консенсусу.- Напівнезалежний режим роботи: користуючись безпекою та даними основної мережі, підтримуйте незалежну масштабованість.

Далі ми розглянемо ключові технологічні реалізації та інноваційні дизайни на різних рівнях.

Мережевий шар

Мережевий рівень є основою всіх комунікацій у системі, використовуючи оптимізований P2P Gossip протокол для ефективного розповсюдження блоків, транзакцій та повідомлень консенсусу. Протокол має можливості адаптивного розподілу пропускної здатності, що дозволяє йому динамічно регулювати ресурси залежно від навантаження мережі в реальному часі, забезпечуючи швидкі транзакції та передачу даних навіть за умов високого навантаження. Крім того, цей рівень підтримує канали зв'язку між SPN, забезпечуючи низьколатентну Сумісність для різних середовищ виконання.

Механізм консенсусу Pharos

Pharos Network впроваджує інноваційний дизайн консенсусу, який поєднує механізми стійкості до помилок BFT з асинхронним виконанням та протоколами швидкого підтвердження, що підвищує пропускну здатність системи, справедливість транзакцій і швидкість остаточного підтвердження. На відміну від традиційних реалізацій BFT, Pharos не вимагає фіксованої ролі лідера та комунікації на основі раундів, а дозволяє кільком валідуючим вузлам ініціювати, перевіряти та підтверджувати транзакції паралельно, ефективно уникнувши вузького місця продуктивності, викликаного єдиним лідером.

Цей механізм консенсусу також реалізує динамічне сортування транзакцій, що не лише забезпечує справедливість транзакцій та зменшує відхилення у процесі створення блоків, але й підтримує узгодженість глобального порядку транзакцій у випадках значних коливань мережі. Варто зазначити, що механізм швидкого виконання дозволяє транзакціям, які відповідають певним умовам, обійти повний процес консенсусу та безпосередньо перейти до стадії підтвердження, що зменшує середній час підтвердження та покращує загальну пропускну спроможність системи. Цей добре спроектований механізм консенсусу дозволяє мережі Pharos підтримувати високу пропускну здатність та низьку затримку стабільної роботи в глобальному масштабі.

Основні функції:

• Асинхронна архітектура виконання
• Динамічне сортування торгівлі
• Швидке виконання шляхів
• Оптимізований механізм ротації лідерів і голосування

Шар виконання Pharos

Суть шару виконання Pharos полягає в його інноваційному механізмі виконання, який надає розробникам велику гнучкість завдяки двомірному середовищу віртуальної машини (EVM + WASM). Механізм виконання поєднує перетворення на основі проміжного представлення (IR), що базується на LLVM, та технологію спекулятивної паралельної обробки, використовуючи кілька заходів оптимізації продуктивності, включаючи злиття opcode, підвищення регістрів та спекулятивне виконання. Ці техніки оптимізації дозволяють смарт-контрактам виконуватись паралельно, забезпечуючи при цьому детермінованість результатів виконання.

Щоб подальшого підвищення ефективності виконання, Pharos представив технологію інференції смарт-доступу до списку (SALI). SALI може прогнозувати записи стану, до яких контракт отримуватиме доступ, через статичний або динамічний аналіз, що дозволяє виконувальному механізму групувати транзакції з неперекриваючимися шаблонами доступу до стану для паралельного виконання, уникнувши конфліктів доступу до стану. Крім того, ця технологія може попередньо завантажувати об'єкти стану контракту для прискорення швидкості виконання.

Pharos також надає Ph-WASM, середовище виконання WASM, спеціально розроблене для блокчейну. Ph-WASM не лише підтримує детерміноване високо-швидкісне виконання, але й нативно підтримує мови програмування, такі як Rust та Go, що дозволяє розробникам створювати високопродуктивні, портативні dApps та AI моделі безпосередньо на ланцюгу.

Основні функції:

• Підтримка оптимістичного виконання та пакетної обробки транзакцій
• Технологія Інференції Списку Розумного Доступу (SALI)
• Середовище Ph-WASM, що підтримує смарт-контракти на декількох мовах

Система зберігання Pharos Store

Pharos Store є масштабованою, високопродуктивною блокчейн-системою зберігання, спеціально розробленою для вирішення проблем зростання стану та низької ефективності вводу/виводу. Цей інноваційний механізм зберігання даних призначений для підтримки перевіреного версійного зберігання стану. Система використовує дві основні технології: кодування дельтами багатоверсійного дерева Меркла (DMM-Tree) та журналізоване версійне зберігання сторінок (LSVPS), що ефективно усуває проблеми з ефективністю, які існують у традиційних системах на основі дерева Меркла Патріції.

У порівнянні з моделлю зберігання trie в Ethereum, Pharos Store може досягати швидшого отримання стану, підтримує паралельну обробку Меркле та зменшує загальні витрати на зберігання на 80%. Система суттєво зменшує підсилення запису, зберігаючи лише модифіковані дані інкрементного стану та використовуючи механізм індексації на основі версій, що призводить до збільшення пропускної здатності I/O до 15.8 разів.

Pharos Store використовує модель зберігання тільки для додавання, що забезпечує безпеку даних під час одночасних записів та дозволяє швидко відновлюватися після збоїв вузлів. Крім того, система здатна генерувати ефективні підтвердження перевірки для легких клієнтів і підтримує інтелектуальне ієрархічне управління зберіганням для гарячих і холодних даних.

Основні характеристики:

• Технологія багатовершинного Меркле-дерева з дельта-кодуванням (DMM-Tree)
• Рішення з версіонування структури журналу для зберігання сторінок (LSVPS)
• Легкий протокол передачі активів SPN

Pharos Pipeline

Конвеєр Pharos використовує архітектуру паралельного виконання з багатьма етапами, ефективно вирішуючи проблеми продуктивності, спричинені синхронним виконанням стану та послідовною валідацією блоків у традиційних системах блокчейн. Паралелізуючи ключові процеси, такі як виконання, мерклеізація та підтвердження стану, він підвищує ефективність використання ресурсів ЦП, дискової I/O та мережі.

Головний етап обробки:

• Паралельна обробка блоків:

- Паралельне виконання, Мерклеізація та оновлення стану

• Динамічне планування ресурсів:

- Розподілити ресурси ЦП, I/O та мережі на основі попиту в реальному часі

• Гнучкий механізм підтвердження:

- Реалізуйте сортування, торгівлю та фіналізацію блоків на різних глибинах.

Кожен етап обробки конвеєра Pharos підтримує динамічне виділення ресурсів на основі вимог до пропускної спроможності в реальному часі. Система інноваційно розробляє гнучкий шар остаточного підтвердження, що дозволяє dApps та клієнтам отримувати раннє підтвердження порядку транзакцій та результатів виконання до повного підтвердження блоку. Ця функція є особливо важливою для високочастотної торгівлі, DeFi та інших додатків з високими вимогами до реального часу.

Завдяки своєму інтелектуальному адаптивному алгоритму планування та ефективному механізму координації ресурсів, трубопровід Pharos може досягти пропускної здатності понад 200 000 TPS у рамках виконання на 64 ядрах, водночас зменшуючи затримку на 30%-50% у порівнянні зі стандартними моделями трубопроводів блокчейнів.

Архітектура Pharos SPN

Pharos SPN (Спеціальна Обробна Мережа) є середовищем виконання, адаптованим для конкретних застосунків, які глибоко інтегровані в архітектуру основної мережі Pharos, при цьому зберігаючи незалежну операційну логіку та систему конфігурації. Кожен SPN має повністю незалежний механізм виконання, кластер вузлів валідації, механізм стимулювання повторного стейкінгу та структуру правил управління.

Архітектура SPN

• SPN Manager:

- Підтримка управління життєвим циклом, реєстрації вузлів та виконання правил управління.

• Адаптер SPN:

- Сприяти міжмережевій комунікації SPN та перевірці повідомлень

• Повторне ставлення та безпека спільного валідатора:

- Дозволити валідаторам повторно ставити активи в кілька SPN.

SPN дуже підходить для обчислювально інтенсивних завдань, таких як докази машинного навчання з нульовим знанням (zkML докази), безпечні обчислення з багатосторонньою участю (SMPC), навчання AI моделей та похідні DeFi. Вони підтримують обов'язкову інклюзію та механізми надзвичайних ситуацій, забезпечуючи, щоб транзакції були нерозглядними, при цьому захищаючи автономію активів користувачів.

Щодо сумісності, SPN також взаємодіє через протокол між-SPN, що дозволяє атомарне виконання та обмін даними між SPN і основним ланцюгом. Валідатори можуть повторно ставити $stPHRS у будь-який SPN і отримувати відповідні токени $rstPHRS, які можуть використовуватися для управління, делегування та видобутку ліквідності.

Сумісність Cross-SPN

• Протокол міжмережевого зв'язку Cross-SPN:

- Досягти безшовного спільного виконання на кількох шарах блокчейну

• Стійкість до цензури та механізми надзвичайних ситуацій:

- Захистити користувачів від обов'язкових торгових оглядів

Сумісність та міжланцюгова комунікація

Pharos Network нативно підтримує крос-ланцюгові застосунки з самого початку, надаючи два основних комунікаційних протоколи—внутрішній (взаємодії в межах SPN) та крос-ланцюгову комунікацію (підключення до зовнішніх блокчейнів). Крос-SPN фреймворк обміну повідомленнями забезпечує бездоказову передачу повідомлень між SPN, використовуючи докази та підписи консенсусу для перевірки автентичності.

Основні характеристики:

• Переклад повідомлень між ланцюгами
• Синхронізація даних Cross-SPN
• Взаємодія кількох смарт-контрактів VM

Ці функції забезпечують ключову підтримку для таких застосунків, як крос-ланцюговий DeFi, розрахунок реальних активів (RWA), мережі ораклів та співпраця моделей штучного інтелекту в різних середовищах виконання.

У цілому, мережа Pharos переосмислює стандарт інфраструктури блокчейн Layer-1, інтегруючи модульний дизайн, високопродуктивну обробку, паралельні обчислення та сумісність на кожному рівні нашої архітектури. Поєднання унікального адаптивного механізму консенсусу, паралельного виконавчого двигуна, архітектури мультивіртуальних машин, високошвидкісної системи зберігання та модульної SPN-структури дозволяє розробникам створювати додатки з високою масштабованістю, стійкістю до цензури та безпекою.

Pharos Network прагне безшовно з'єднати традиційні фінанси (TradFi) з децентралізованими фінансами (DeFi), надаючи інституційно-класну підтримку інфраструктури блокчейну для децентралізованих додатків на основі штучного інтелекту, приватних фінансових транзакцій та масштабованих екосистем DeFi.

Заява:

1. Ця стаття є відтворенням з [TechFlow] Авторське право належить оригінальному автору [TechFlow] Якщо у вас є заперечення щодо повторного друку, будь ласка, зв'яжіться з Команда Gate LearnКоманда обробить це якомога швидше відповідно до відповідних процедур.
2. Відмова від відповідальності: Думки та погляди, викладені в цій статті, є виключно думкою автора і не є інвестиційною порадою.
3. Інші мовні версії статті перекладені командою Gate Learn, якщо не зазначено інше.ГейтУ таких обставинах заборонено копіювати, розповсюджувати або плагіатити перекладені статті.