Що таке Cardano (ADA)?

Експертні консультації цього матеріалу надали представники російськомовного співтовариства Cardano.

Головне

• Cardano — блокчейн-платформа на базі алгоритму Proof-Of-Stake, написана мовою програмування Haskell і призначена для створення децентралізованих додатків на основі смарт-контрактів.
• Cardano (ADA) - нативна криптовалюта блокчейна Cardano. Монети ADA можна делегувати в стейкінг-пули мережі, у тому числі за допомогою найпопулярніших гаманців Daedalus та Yoroi.
• У Cardano реалізовано низку унікальних архітектурних рішень, що стало можливим завдяки великому дослідницькому співтовариству. Його представники публікують велику кількість наукових праць, що рецензуються, присвячених розвитку блокчейн-проекту.

Хто і коли винайшов Cardano

У Cardano кілька засновників:

• Чарльз Хоскінсон - математик і підприємець, що стояв біля витоків Bitshares та Ethereum. Є гендиректором IOHK та «духовним лідером» Cardano.
• Джеремі Вуд – директор з питань стратегічного розвитку. Наприкінці 2013 року він обіймав посаду виконавчого директора Ethereum Foundation, після чого виступав як консультант у низці інших криптовалютних проектів.
• Аггелос Кіайас – головний науковий співробітник проекту, криптограф та професор Единбурзького університету.

У червні 2014 року Хоскінсон залишив Ethereum через розбіжності щодо подальшого розвитку проекту, після чого спільно з Вудом заснував компанію Input Output Hong Kong (IOHK), яка в 2015 році почала займатися розробкою та розвитком Cardano.

7 лютого 2017 року розробники IOHK представили whitepaper блокчейн-протоколу Ouroboros.

Офіційний запуск платформи Cardano відбувся 29 вересня 2017 року. Торгівля токенами розпочалася 1 жовтня 2017 року.

Блокчейн вирішили назвати на честь Джероламо Кардано (1501 - 1576), видатного італійського математика, фізика, біолога, хіміка, астролога, філософа, письменника та любителя азартних ігор.

Творець Cardano математик Чарльз Хоскінсон назвав ім'ям Кардано проект, націлений на створення гнучкого та інтероперабельного різновиду програмованих грошей за допомогою наукових методів, в основі яких лежать математичні докази та теорія ігор.

Хто займається розвитком Cardano

• Cardano Foundation - зареєстрована в Цузі, Швейцарія, некомерційна організація, головна функція якої - "стандартизувати, захищати і розвивати технологію Cardano". Вона відповідає за зв'язки з фінансовими регуляторами, державними структурами, громадськістю та розвиває стратегічне партнерство з іншими проектами.
• IOHK (абревіатура від "Input Output Hong Kong") - заснована Вудом і Хоскінсон інженерна і технологічна компанія. IOHK займається розробкою криптовалюти та дослідницької діяльності. Компанія пов'язана з Cardano Foundation контрактом, за умовами якого вона залишиться головним розробником платформи до 2020 року.
• Emurgo - інвестиційний фонд з офісами в Сінгапурі, Японії, США, Індонезії та Індії. Його місія полягає у тому, щоб «розвивати та підтримувати комерційні підприємства, а також допомагати інтегрувати бізнеси в екосистему Cardano».

Однією з головних відмінностей Cardano від конкурентів є велика науково-дослідна спільнота. Вирішення завдань і проблем, що стоять перед проектом, пропонують автори в публікаціях, що науково рецензуються.

Динаміка числа наукових публікацій про фундаментальні аспекти Cardano з 2017 по травень 2022 року. Дані: IOHK

Архітектура блокчейну Cardano

Хоча Cardano спочатку використовував механізм Proof-of-Stake, в ньому також застосовувалася модель UTXO, яка прийшла з біткоїну. При цьому ера Shelley також допускала використання облікового запису моделі аналогічно Ethereum. Адреси такого формату використовуються для нарахування нагород. Cardano використовує переваги обох моделей.

Входи та виходи містять інформацію про походження та переміщення коштів. Входи повідомляють, з якої адреси походять кошти, а виходи – з якої адреси здійснюється переказ коштів.

Щоб запобігти подвійній витраті, кожна нода в мережі веде облік транзакцій. Коли нова транзакція стає доступною (з'являючись або в блоці, або в мемпулі), її аналізують з метою з'ясувати, чи вона модифікує невитрачений вихід, пов'язаний з кожною адресою в мережі.

Модель UTXO не може оптимально підтримувати функціонал смарт-контрактів. Для вирішення цієї проблеми Cardano випустила власну адаптовану версію UTXO під назвою Extended UTXO (EUTXO).

У ній використовуються механізми, що розділяють виконання смарт-контракту на безліч транзакцій. Кожен транзакційний вихід містить поле даних із довільно обраною інформацією, пов'язаною з певним смарт-контрактом. Модель EUTXO запровадили після активації в основній мережі Cardano смарт-контрактів.

Особливості роботи алгоритму Ouroborous

Як заявляють у Cardano, Ouroboros (варіація PoS) є першим алгоритмом із математичною доведеною стійкістю проти атак.

Процес створення блоків у Ouroboros поділений на епохи та слоти.Епоху утворює кілька слотів, протягом яких встановлено певний рівень розподілу стейків. Він або запрограмований, або більш пізньої стадії розробки обчислюється по снапшоту блоку.

На початку кожної епохи обираються лідери, кожен з яких має право обробляти транзакції та підписувати блоки в конкретних слотах. Для кожного слота з числа стейкхолдерів випадково вибирається лідер, який створює черговий блок, пов'язаний з попереднім у ланцюзі.

Тоді як транзакції записуються у блоках, розподіл стейків, з яких обирається лідер, змінюється. У Cardano ймовірність визнання блоків «канонічними» зростає у міру того, як зростає кількість створюваних поверх них блоків (як у механізмі Proof-of-Work).

Процеси вибору лідерів та призначення слотів засновані на розподілі стейків та лотереї. Однак виграє не будь-хто, хто першим отримує правильний хеш - лідера для кожного слота визначає число, згенероване за допомогою обчислень ряду стейкхолдерів у попередню епоху. Шанси слота перемогти пропорційні до суми його стейка, відсотку монет, які він контролює або безпосередньо, або через делегатів.

Криптовалюта Cardano (ADA): функції та стейкінг

Нативна криптовалюта Cardano торгується під тикером ADA. Це скорочення імені Августи Ади Кінг, графині Лавлейс (1815 – 1852). Дочка поета Джорджа Байрона Ада Лавлейс була математиком і автором опису першої обчислювальної машини, для якої склала першу в світі програму. Її вважають першим програмістом історії. Субодиниця криптовалюти ADA (0,000001 ADA) зветься Lovelace.

Головна функція ADA – переклади у блокчейні Cardano.За даними Messari, у вересні 2022 року середня комісія за переказ становила близько 0,33 ADA, що дорівнювало $0,15-$0,17.

Для ADA доступний стейкінг. Звичайні власники можуть делегувати свої монети операторам стейкинг-пулів, які беруть участь в алгоритмі консенсусу. У Cardano механізм делегування вбудований в офіційні гаманці: Daedalus (розроблений IOHK) та Yoroi (розроблений Emurgo). Поточна доходність при делегуванні ADA - від 3,7% до 4,2% річних.

В алгоритмі консенсусу мережі беруть участь стейкінг-пули - всього їх зараз у Cardano близько 3200 (дані на вересень 2022-го). Крім розміру задіяного стейка, дохідність пулу залежить від інших параметрів. У тому числі:

• Насиченість. Цей критерій залежить від ваги пулу порівняно з конкурентами та співвідношення загальної кількості пулів порівняно з цільовим значенням, яке розраховує протокол Cardano. Чим «насиченіший» стейкінг-пул, тим меншу прибутковість він має. Цей параметр є механізмом боротьби з централізацією мережі Cardano і запобігає появі домінуючих пулів.
• Індекс «бажаності». Розраховується виходячи з розміру стейку, витрат і доходів пулу, а також його рівня насиченості та історії роботи. За допомогою цього параметра гаманці Daedalus та Yoroi розподіляють монети ADA, які через них делегують утримувачі.

Масштабування блокчейну Cardano

Поточна продуктивність блокчейна Cardano складає близько 250 транзакцій за секунду (TPS), що значно менше показників таких проектів як Solana. Як йдеться в одній з публікацій IOHK, на даний момент у співтоваристві Cardano є одразу кілька напрямків розробки для підвищення швидкості роботи.

Конвеєрна обробка

Один із способів підвищення масштабованості Cardano — впровадження конвеєрної обробки в алгоритм консенсусу Ouroboros, що дозволить прискорити час поширення нового блоку. Останнє означає, за який час ноди здатні поширити інформацію про новий блок по всій мережі. Поточна мета розробників – довести швидкість розповсюдження блоку до 5 секунд.

Індосанти входів

Впровадження так званих індосантів входу (Input Endorsers) у протокол Cardano також спрямоване на підвищення швидкості розповсюдження блоків. Ці актори відстежують нові транзакції і розподіляють їх у передзібрані блоки. Усього планується створити два набори блоків — один для самих транзакцій та другий для досягнення консенсусу.

Багаторівневе ціноутворення

Розробники також планують додати до протоколу Cardano принцип багаторівневого ціноутворення. У поточній імплементації Cardano всі транзакції виконують по черзі, без зміни пріоритетності. Як тільки мережа перестане справлятися з навантаженням, це може призвести до затримок підтвердження операцій, а також до потенційного успіху DoS-атак.

Багаторівневе ціноутворення має зробити цю систему гнучкішою за допомогою нового механізму формування мережевих комісій, де кожен блок буде поділений на три рівні: чесний, збалансований та негайний. Кожен із цих блоків включатиме різні типи перекладів, призначені відправниками.

Сайдчейни

Інша група рішень пов'язана з розгортанням протоколів другого рівня, що працюють «поверх» блокчейну. Вона включає сайдчейни, які мають з'явитися в одному з наступних оновлень Cardano у 2022-2023 роках.Зараз у IOHK вже працює альфа-версія першого сайдчейну.

Hydra

Ще один спосіб масштабування Cardano - так звані канали Hydra, названі по імені багатоголового чудовиська з грецької міфології. -контракти основної мережі

Mithril

Метою проекту Mithril, запропонованого в 2021 році, є підвищення ефективності синхронізації даних між програмами, що працюють на Cardano.

Дорожня карта Cardano

Довгострокова стратегія розвитку Cardano включає п'ять фаз (ер).

Byron

Ця ера названа на честь поета Байрона, отця Ади Лавлейса. Це початковий етап (стартував у вересні 2017 року), на якому були розроблені ключові компоненти, а розрахунковий рівень був підготовлений до децентралізації.

Шеллі

Названа на честь англійського поета Персі Біші Шеллі, друга лорда Байрона та автора знаменитого сонета «Озімандія».

На етапі Shelley завдяки імплементації алгоритму консенсусу Ouroboros Genesis платформа була повністю переведена в децентралізований режим.

Goguen

Поточна фаза розвитку Cardano, Goguen, названа на честь американського математика Джозефа Гогена (1941 – 2006), професора Оксфордського та Каліфорнійського університетів, який займався розробками в галузі семантики алгебри та формальної верифікації. Головне завдання цієї ери - створити Cardano основу для розробки децентралізованих додатків.

У рамках Goguen вже відбулося кілька великих оновлень. Зокрема, восени 2021 року блокчейн Cardano імплементували власний стандарт для нативних токенів. Крім того, було створено обчислювальний рівень для виконання смарт-контрактів, який включає такі елементи:

• Plutus — платформа для розробки смарт-контрактів та виконання коду, що базується на функціональній мові програмування Haskell.
• Marlowe – предметно-орієнтована мова для написання смарт-контрактів фінансового характеру. За допомогою нього контракти Cardano можуть створювати профільні експерти, які не мають глибоких знань у програмуванні. Для розробників на Marlowe відкрито спеціальний портал.

У вересні 2022 року в Мейннеті Cardano успішно активували великий апгрейд під назвою Vasil. Він включив другу, більш продуктивну версію скриптів Plutus і нову модель витрат. Все це покликане знизити ціну на виконання смарт-контрактів і розмір транзакцій, а також підвищити швидкість мережі Cardano.

Basho

Четвертий етап дорожньої карти Cardano названий на честь японського поета Мацу Басе, майстра поетичного жанру хайку. Головна мета цієї ери – значно підвищити масштабованість та інтероперабельність мережі.Передбачається, що на цьому етапі підвищиться базова продуктивність мережі та Cardano почнуть приймати додатки з високим обсягом транзакцій.

Одним з ключових нововведень Basho стануть сайдчейни, тобто автономні блокчейни, операційно сумісні з мейнетом Cardano. Їх можна буде використовувати для перенесення навантаження з основного блокчейну.

На стадії Basho відбудеться імплементація різних моделей облікових записів. Хоча основний блокчейн Cardano продовжить використовувати модель UTXO, з'явиться можливість переходу між UTXO та різними моделями облікового запису.

Voltaire

П'яту і фінальну на даний момент еру Cardano назвали на честь французького філософа-просвітителя XVIII століття Вольтера (Франсуа-Марі Аруе). казначейської системи.