Lo sviluppo della tecnologia blockchain non si è fermato dal lancio di Bitcoin nel 2009, e parte di quello sviluppo che possiamo vedere realizzarsi in Armonia, una blockchain incentrata sull'offerta di funzionalità specializzate per il sviluppo di applicazioni decentralizzate (DApp) alta velocità e scalabilità.
Per raggiungere questo obiettivo, Harmony ricorre a una serie di miglioramenti tecnologici nella sua blockchain, come il frammentazione dello stato e lo sviluppo di una serie di miglioramenti applicati al meccanismo di consenso Proof of Stake (noto in Harmony come EPoS – Effective Proof of Stake). Tutto questo, guidato dal UN token picchettamento, il token nativo della piattaforma.
L'origine dell'armonia
Harmony è stata fondata nel 2018 da Stephen Tse e dai co-fondatori Rongjian Lan, Nick White e Sahil Dewan. Erano tutti ingegneri delle infrastrutture che lavoravano Google, Amazon, Apple e Facebook. Nella sua visione iniziale, Harmony aveva lo scopo di fornire un'infrastruttura di sviluppo DApp altamente capace, scalabile e sicura.
Con questo in mente, Harmony ha raccolto un round privato di $ 18,3 milioni. A questo si è aggiunto un altro giro di nodi da 5,5 milioni di dollari (guidato da Binance Labs e HashKey Capital) e un'offerta di scambio iniziale (IEO) da 5 milioni di dollari tramite Binance Launchpad. Quindi, con più di 28 milioni di dollari per lo sviluppo di Harmony, il team si è messo al lavoro per realizzare tutto ciò che il tuo white paper promesso.
Dopo uno sviluppo scrupoloso, Harmony è riuscita a lanciare la sua mainnet su Giugno 2019 e abilitato il sistema di staking a maggio 2020. Attualmente, Harmony è riuscita a raggiungere il suo massimo livello di operatività, con una rete di 4 shard e 1.000 nodi, di cui 800 attualmente gestiti dai membri della community, come parte di un impegno per il decentramento nella rete.
Gli altri 200 nodi sono gestiti dal Fondazione Armonia. Tuttavia, l'organizzazione non addebita alcuna ricompensa per lo staking, ma utilizza invece questi fondi per svolgere vari compiti di sviluppo e taglie nella comunità. Infatti, man mano che la rete avanza e si sviluppa, la Fondazione assegna nuovi spazi in modo che i suoi nodi possano essere gestiti dalla comunità e promuovere ulteriormente il decentramento.
Come funziona Harmony (ONE)?
Tuttavia, Harmony si definisce come una rete incentrata sull'offerta smart contract avanzate per lo sviluppo di DApp. Ciò è possibile perché Harmony dispone di uno stack di sviluppo completo che si trova in cima a La tecnologia Ethereum e il suo EVM. In effetti, standard come i token ERC-20 o ERC-721 hanno la loro controparte in Harmony (noti come token HRC-20 e HRC-721). Ciò indica che l'EVM di Harmony è compatibile con quello di Ethereum e che sono stati apportati solo enormi miglioramenti per adattarlo alle esigenze di Harmony. In questo senso, tutto Sviluppatori DApps Chi crea un'applicazione per Ethereum può anche sviluppare applicazioni per Harmony, di solito senza grosse modifiche.
Caratteristiche principali dell'armonia
Successivamente esamineremo le caratteristiche principali di Harmony.
Architettura completamente scalabile
L'uso degli shard in Harmony non funziona solo sulla comunicazione di rete e sulla convalida delle transazioni, ma anche sullo stato del blockchain. Questo rende Harmony totalmente scalabile in tutti e tre gli aspetti della blockchain: rete, archiviazione ed elaborazione delle transazioni.
Lo sharding in Harmony, noto come state sharding, è un'altra delle grandi caratteristiche di questa blockchain. In Harmony, ogni shard mantiene la propria blockchain e il proprio stato generale, pertanto i validatori di ogni shard devono solo memorizzare una parte dello stato globale della rete. L'armonia è suddivisa in 4 frammenti, che mantengono una coerenza di lavoro grazie alla condivisione di dati atomici tra ciascuno dei frammenti.
Separazione casuale sicura
Il processo di sharding di Armonia è sicuro contro gli attacchi di frammentazione (un tipo di attacco che cerca di dividere la rete in più parti, per cercare di controllare uno o più frammenti, al fine di guidare comportamenti dannosi nella rete in generale). Per questa protezione, Harmony assegna in modo casuale i validatori, non solo a livello di nodo, ma anche tra i frammenti di rete. In questo modo si evita una debolezza dei frammenti e il consenso di rete è protetto.
Cioè, gli shard condividono tra loro alcuni dati crittografici, al fine di utilizzare tali dati nella generazione di blocchi in ciascuno dei loro shard. In questo modo, gli shard creano delle "catene" tra i loro blocchi, anche se i dati che gli shard memorizzano sono incompleti. In questo modo, anche in caso di perdita di un intero frammento, Harmony può comunque garantire la verifica dei dati e mantenere il funzionamento. Questo processo è possibile grazie all'utilizzo di Epochs (Epoch) e beacon, che permettono di generare un insieme di validatori e test crittografici che assicurano i collegamenti tra gli shard (shards cross-links), mantenendo così la sicurezza della catena.
Consenso efficiente e veloce
El Algoritmo di consenso all'armonia si chiama Fast Byzantine Fault Tolerance o FBFT. L'FBFT è un algoritmo di consenso altamente efficiente e veloce costruito sul famoso algoritmo PBFT (Practical Byzantine Fault Tolerance) che è la pietra angolare dei sistemi distribuiti e della ricerca del consenso negli ultimi 30 anni. L'FBFT di Harmony è in grado di confermare i blocchi in 2 secondi grazie all'adozione del aggiunta la firma BLS (Boneh-Lynn-Shacham). FBFT è anche altamente ottimizzato nell'elaborazione dei messaggi di rete e nella pipeline di proposte di blocco, in modo che il consenso possa scalare a centinaia di validatori contemporaneamente.
In generale, le blockchain utilizzano uno schema di consenso BFT (ad esempio Bitcoin o Ethereum). Ma questo non è l'unico modo per raggiungere il consenso, poiché esistono altri algoritmi BFT che risolvono (completamente o parzialmente) il problema dei generali bizantini. In questo caso gli sviluppatori di Harmony, spinti dall'esigenza di una rete veloce, hanno deciso di utilizzare l'algoritmo come base. PBFT (Practical Byzantine Fault Tolerance), un tipo di algoritmo BFT che non risolve completamente il problema dei generali bizantini, ma offre comunque un certo livello di sicurezza e fiducia. Questo nuovo algoritmo è noto come FBTF o Fast Byzantine Fault Tolerance.
FBFT è progettato per consentire la costruzione di reti decentralizzate utilizzando lo sharding in grado di raggiungere rapidamente il consenso. In effetti, FBFT è la chiave per Harmony per avere tempi di conferma di 5 secondi tra i suoi blocchi, il che la rende una delle reti blockchain più veloci nell'ecosistema. Certo, questo ha un costo, e basta FBFT è attaccabile con solo il 33% della potenza della rete (ricorda, l'attacco Bitcoin del 51%, solo il 33% è sufficiente su Harmony). Questo lo rende meno sicuro, ma è qui che entra in gioco EPoS come meccanismo di equalizzazione per evitare che questa situazione si verifichi. Una soluzione elegante a un problema, pur godendo dei vantaggi di un rapido consenso sulla rete.
Prova di partecipazione efficace
A differenza delle blockchain tradizionali che richiedono PoW (Proof of Work) per raggiungere il consenso, Harmony ha sviluppato un miglioramento dell'algoritmo Proof of Stake, che ha chiamato Prova di partecipazione effettiva (EPoS). Questo algoritmo è incentrato sull'offerta garanzie di decentramento tra i frammenti che compongono la rete Harmony. Per fare ciò, i validatori con una grande quantità di token in stake sono costretti a eseguire più nodi per supportare la rete, mentre i validatori con meno stake eseguono meno nodi. Inoltre, EPoS è in grado di distribuire in modo casuale e uniforme le scommesse su tutti i frammenti, in modo che nessun frammento sia meno sicuro di un altro.
Prova di partecipazione efficace consente ad Harmony di creare una rete PoS compatibile con lo sharding con sicurezza aggiuntiva per sybil o attacchi di partizionamento. Il white paper Harmony ci dice che la rete è composta da 4 shard che possono raccogliere 1000 nodi. In questo modo, ogni shard è composto da 250 nodi, bilanciando la potenza di ciascuno degli shard, anche a livello economico, poiché EPoS è progettato per raggiungere l'equilibrio.
Questo è essenziale, perché finché c'è a equilibrio di potere tra i frammenti, un attacco sybil o un attacco di partizionamento non avrà praticamente alcun effetto negativo sulla sicurezza della rete. Inoltre, questo schema operativo consente alla rete di funzionare in modo asincrono, quindi un frammento può lavorare alla convalida di un gruppo di transazioni mentre il resto può lavorare alla scelta di un nuovo validatore per il blocco successivo.
In ogni caso, EPoS ne è l'epicentro perché questo algoritmo è h-centrico.Assicurati che lo staking all'interno della rete sia bilanciato. Ad esempio, se il frammento A ha una puntata maggiore rispetto ai frammenti B, C e D, EPoS costringerà la puntata del frammento A a bilanciarsi in modo tale che la puntata tra i frammenti si equilibri il prima possibile. In caso contrario, lo shard A potrebbe vedere diminuita la sua partecipazione alla scelta dei validatori, togliendo potere effettivo allo shard e dando quel potere al resto degli shard finché tutto non sarà nuovamente bilanciato. L'idea è chiara: sebbene il potere economico decida la tua partecipazione alla rete, se hai molto potere economico, la rete cercherà un modo per regolarlo e rendere le cose ugualmente giuste per tutti, impedendo ai più potenti di abusare della sua posizione.
EPoS e FBFT si completano a vicenda con l'uso di firme a dimensione costante Boneh-Lynn-Shacham (BLS) per eseguire il commit di blocchi in un singolo round di messaggi di consenso. In questo modo Harmony riesce a rendere possibili conferme di rete in soli 2 secondi, e conferme irreversibili in 5 secondi.
Infrastruttura di rete scalabile
Il livello di rete di Harmony è costruito sopra il protocollo di gossip, utilizzando la libreria libp2p. Il pettegolezzo è usato per diffusione di messaggi in rete e il protocollo di flusso per la sincronizzazione dello stato decentralizzato. Per ottenere prestazioni elevate, adottiamo il codice sorgente RaptorQ e utilizziamo l'algoritmo di dispersione della rete tra i suoi nodi. Inoltre, viene utilizzato anche uno schema di instradamento Kademlia per ottenere che il file trasmissione dati tra shard scala man mano che la rete cresce in numero di nodi e shard.
Casualità e crittografia verificabile
L'uso dei frammenti in Harmony si basa su una fonte di casualità sicura in modo che i validatori possano essere assegnati ai frammenti in modo veramente casuale per prevenire gli attacchi. Harmony ha progettato a protocollo di generazione casuale distribuita (DRG). che include sia VRF (funzione casuale verificabile) che VDF (funzione di ritardo verificabile) per ottenere le seguenti proprietà chiave:
- Impossibile prevedere: Nessuno dovrebbe essere in grado di prevedere il numero casuale prima che venga generato.
- Imparziale: Il processo di generazione di numeri casuali non deve essere prevenuto da alcun partecipante.
- Verificabile: La validità del numero casuale generato deve essere verificabile da qualsiasi osservatore.
- Scalabile: L'algoritmo di generazione di numeri casuali deve essere scalabile per un numero elevato di partecipanti.
Pertanto, Harmony crea gli elementi costitutivi di funzioni casuali e crittografiche affidabili per garantire il corretto funzionamento della rete.
Tokenomics di rete
L'armonia ha il token nativo (UNO), che viene utilizzato per:
- Puntare sulla rete.
- Paga le commissioni di rete.
- Effettua operazioni con gli smart contract della rete.
- Alla fine verrà utilizzato nella governance decentralizzata del progetto.
Il token ha un emissione massima di 13,6 miliardi di token, di cui sono stati inizialmente distribuiti:
- I token round seme di investimento costituiscono il 22,4% della fornitura totale.
- I token IEO totali comprendono il 12,5% della fornitura totale.
- I token di squadra rappresentano il 16,9% della fornitura totale.
- I token di sviluppo del protocollo costituiscono il 26,4% della fornitura totale (di questo totale, circa 505 milioni di token sono stati venduti nel Node Round per incentivare i primi partecipanti a unirsi alla rete come validatori).
- Token di sviluppo dell'ecosistema, che rappresentano il 21,8% dell'offerta totale.
Ci sono attualmente 12,8 miliardi di token in circolazione all'interno dell'ecosistema Harmony.