Protokół MINA to blockchain warstwy pierwszej, który utrzymuje stały rozmiar swojego łańcucha na poziomie 22 kilobajtów. Wykorzystuje implementację Zk-SNARKS w celu stworzenia w pełni zdecentralizowanego i bezpiecznego łańcucha bloków, przykładając szczególną wagę do zachowania prywatności użytkowników.
Protokół MINA – na początek trochę historii…
Protokół powstał w okolicach połowy 2017 roku, z założeniem stworzenia bezpiecznego i w pełni zdecentralizowanego blockchaina. Inicjatywę podjął zespół 0(1) Labs, którego liderami wówczas byli Evan Sharpio i Izaak Meckler. W trakcie tworzenia protokołu, Izaak Meckler skoncentrował się na badaniach kryptograficznych, szczególnie przywiązując wagę do dowodów zerowej wiedzy, znanych jako Zk-SNARKS (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge).
Przyglądając się bliżej protokołowi, można zauważyć, że narodził się z refleksji nad istniejącymi rozwiązaniami. Zauważono, że zwykły użytkownik ma trudności z bezpieczną interakcją z siecią Ethereum, zwłaszcza bez konieczności polegania na stronach trzecich. Typowa architektura wielu protokołów obejmuje pełne węzły, odpowiedzialne za weryfikację transakcji w sieci, oraz lekkie węzły, które całkowicie zależą od swoich usług do weryfikacji transakcji.
Zespół 0(1) Labs postanowił podjąć działania w celu zmiany tego podejścia. Uważają, że tradycyjna architektura jest scentralizowana, co wpływa na zaufanie do podstawowego blockchaina (L1, np. Ethereum czy Solana) i obniża poziom bezpieczeństwa użytkowników podczas interakcji z danym protokołem.
Dlatego Sharpio i Meckler postanowili utworzyć zredukowany i oszczędny pamięciowo blockchain, w którym praktycznie każdy może być pełnym węzłem. Na początku projekt nazywany był Coda, jednak w 2020 roku przeszedł rebranding, przyjmując nazwę MINA Protocol. Zespół 0(1) Labs zainaugurował uruchomienie testowego netu (mainnet) protokołu MINA 23 marca 2021 roku.
Protokół MINA – definicja
W świecie kryptowalut MINA jest uznawany za najlżejszy blockchain na świecie, co zawdzięcza swojej wyjątkowej architekturze. Jego stały rozmiar wynoszący 22 kilobajty jest porównywalny do jedynie kilku tweetów na platformie Twitter, co ilustruje, jak niewielki jest ten blockchain.
MINA Protocol wykorzystuje również technologię zerowej wiedzy, zwanej Zk-SNARKS, aby osiągnąć swoją lekkość. W przeciwieństwie do blockchainów, takich jak Bitcoin czy Ethereum, które stale zwiększają swoją pamięć z każdym nowym blokiem, MINA utrzymuje stały rozmiar. Tradycyjne blockchainy wymagają, aby pełne węzły przechowywały całą historię transakcji, co stwarza wyzwanie związane z pojemnością pamięci i staje się barierą wejścia dla nowych węzłów, zobowiązanych do utrzymania ogromnej bazy danych. Dzięki wykorzystaniu Zk-SNARKS, MINA Protocol unika tego problemu, co sprawia, że jest bardziej dostępny i efektywny dla nowych uczestników.
W przypadku protokołu MINA, sprawdzenie aktualnego stanu sieci jest możliwe tylko przez jeden dowód rekurencyjny, którego rozmiar wynosi 22 kilobajty. Jak to wygląda w praktyce? Popatrz.
Jednym z ważniejszych elementów architektury MINA są Zk-SNARKs. Składają się one z „migawek” o stałym rozmiarze, które reprezentują dowody poszczególnych przejść w obszarze konsensusu sieci. Za każdym razem, kiedy tworzy się nowy blok, tworzona jest migawka jego samego. Jednocześnie używa on migawki poprzedniego stanu, jako swojego tła. Taka nowa ramka, jest używana jako tło do następnego bloku, tworząc jednocześnie powiązanie pomiędzy zmieniającymi się stanami, bez większego wysiłku obliczeniowego węzłów sieci. Dzięki, tak unikalnej konstrukcji, możliwym jest weryfikacja transakcji bez konieczności przechowywania całej historii blockchain. Minimalizuje to również potrzebę zapewnienia protokołowi dostępu do stron trzecich.
Dowody zerowej wiedzy (ZKP)
Dowody zerowej wiedzy (ZKP) to technika kryptograficzna, która umożliwia zweryfikowanie prawdziwości danego twierdzenia, jednocześnie nie ujawniając istotnych informacji na jego temat. To rozwiązanie, które ma na celu zabezpieczenie prywatności użytkowników.
Wynalezienie dowodów zerowej wiedzy przypisuje się Shafi Goldwasserowi, Silvio Micali i Charlesowi Rackoffowi, którzy opracowali tę technologię w 1985 roku. Od tego momentu dowody zerowej wiedzy ewoluują i stają się istotnym elementem w dziedzinie kryptowalut. Nawiasem mówiąc, Vitalik Buterin, założyciel Ethereum, uważa ZKP za jedną z najważniejszych innowacji w świecie cyfrowych aktywów.
Algorytm konsensusu MINA: Ouroboros Samasika
Aby osiągnąć konsensus, wszystkie węzły muszą zsynchronizować się i uzgodnić wspólny stan sieci. W przypadku MINA Protocol, do osiągnięcia tego celu wykorzystuje się zmodyfikowaną wersję Proof-of-Stake, znanej jako Ouroboros Samasika. Ta technologia konsensusu została opracowana przez IOHK (Input-Output Hong Kong) dla platformy Cardano.
Jak działa ten konsensus? Zakłada on, że wszyscy uczestnicy sieci mają zsynchronizowany czas. W skrócie, wszyscy muszą korzystać z jednolitego wirtualnego zegara podczas produkcji nowych bloków.
W przypadku protokołu MINA, czas produkcji bloków jest podzielony na epoki. Każda epoka składa się z tzw. slotów, przy czym w MINA jedna epoka zawiera 7140 slotów. Każdy slot reprezentuje jeden wyprodukowany blok, a czas potrzebny na wyprodukowanie jednego slotu wynosi około trzech minut. Zgodnie z tymi obliczeniami, jedna epoka trwa zazwyczaj 14 dni.
W mechanizmie konsensusu PoS, producenci bloków są wybierani na podstawie ilości stakowanych monet. MINA działa podobnie – również musimy postawić określoną liczbę swoich coinów, z tym że możemy je wycofać w dowolnym momencie. Konsensus Ouroboros wybiera producentów bloków na podstawie stakowanej ilości monet z poprzedniej epoki, dokładnie w chwili wykonania snapshotu na początku każdej epoki. Dzięki temu walidatorzy mogą w dowolnym momencie wycofać swoje monety, nie czekając kilku dni na ich zwrot.
Węzły w protokole MINA
Sieć MINA posiada trzy różne rodzaje specjalnych węzłów, które wspólnie zapewniają płynne funkcjonowanie systemu.
Pierwszym z nich są Snark Workers, czyli uczestnicy sieci zajmujący się generowaniem dowodów Zk-SNARK do weryfikacji transakcji. Te dowody są publikowane jako oferty na rynku SNARKetplace, gdzie ustalane jest minimalne akceptowalne wynagrodzenie za dostarczenie takiego dowodu kryptograficznego. Snark Workers rywalizują ze sobą, starając się spełnić wymagania, a producenci bloków nabywają Zk-SNARKs po najkorzystniejszych cenach, płacąc Snark Workers część nagrody za bazowy blok.
Drugim rodzajem węzłów są Validator Nodes, odpowiedzialne za walidację transakcji oraz dodawanie nowych bloków do blockchaina. Walidatorzy są wybierani na podstawie ilości stakowanych monet MINA i otrzymują nowe monety MINA oraz opłaty transakcyjne w zamian za swoją pracę.
Trzeci element tej architektury to węzły archiwalne, które przechowują dane blockchain w nieskompresowanej bazie danych unSNARKed.
Aplikacje i inteligentne kontrakty w protokole MINA, o których musisz wiedzieć!
Aplikacje w protokole MINA są znane również jako zkApps, co skrótowo oznacza aplikacje Zero-Knowledge. Są to inteligentne kontrakty opracowane przez protokół MINA, bazujące na dowodach zerowej wiedzy.
zkApps w swoim funkcjonowaniu korzystają z obliczeń wykonanych poza łańcuchem bloków. Taki algorytm umożliwia realizację złożonych obliczeń poza łańcuchem, a użytkownik płaci jedynie niewielką opłatę za korzystanie z tej usługi. Warto zauważyć kontrast z tradycyjnymi łańcuchami bloków, gdzie obliczenia inteligentnych kontraktów odbywają się bezpośrednio na łańcuchu i są opłacane zmiennym systemem opłat.
Co interesujące, aplikacje w protokole MINA mogą również korzystać z danych z różnych łańcuchów. Ostatecznie dane te są udostępniane blockchainowi za pośrednictwem metadanych o zerowej wiedzy. W rezultacie prywatność danych użytkowników na blockchainie jest zachowana.
zkApps są napisane w języku TypeScript, który jest otwartoźródłowym językiem programowania utrzymanym przez Microsoft. TypeScript jest rozszerzeniem języka JavaScript, posiadającym statyczne typowanie i inne cechy programowania obiektowego. Ciekawostką jest, że kod napisany w TypeScript jest kompilowany do JavaScript.
SnAppsy i dostęp do Internetu
Większość popularnych blockchainów nie zezwala na bezpośrednie połączenie z Internetem ze względów bezpieczeństwa. Niestety, ta ochrona ma swoje konsekwencje, a większość aplikacji traci na funkcjonalności.
Czy MINA Protocol ma na to rozwiązanie? Absolutnie! Dzięki SnAppsy, protokół umożliwia dostęp do zweryfikowanych danych i treści zamieszczonych na zweryfikowanych stronach internetowych. To pozwala na pełne korzystanie z najnowszych kodów i niezbędnych narzędzi do rozwiązań informatycznych.
Token MINA
Token MINA to natywny token protokołu MINA. Obecna kapitalizacja rynkowa tego tokenu wynosi około 435 milionów USD, a w obiegu znajduje się około 765 milionów MINA. Pierwsze dwa lata protokołu zakładają inflację na poziomie 12%, po czym jest ona zmniejszana do 7%.
Token MINA pełni funkcję opłat w sieci. Monetę można znaleźć na większości globalnych giełd kryptowalutowych. W miarę rozwoju protokołu zwiększa się także zainteresowanie tokenem MINA.
Podsumowanie
Na podstawie dzisiejszej lekcji można dostrzec, że protokół MINA stanowi fascynującą propozycję w świecie blockchainów dostępnych na rynku kryptowalut. Mimo że przed nim jeszcze wiele wyzwań, jego unikalne cechy, w tym lekkość działania, przyciągają zarówno deweloperów, jak i użytkowników.