Internet Computer — швейцарский нож для облачных вычислений

Рост потребности в децентрализации рождает и предложение в самых разных направлениях. Если говорить о сфере облачных вычислений и хранения данных, то здесь решением стали развивающиеся в Web3 сети децентрализованной физической инфраструктуры (DePIN). 

Один из крупных проектов этого сегмента — Internet Computer (IC), созданный усилиями DFINITY Foundation и его основателя Доминика Уильямса. Об этой инновационной экосистеме для читателей ForkLog рассказывает Сергей Голубенко. 

История

Доминик Уильямс — выпускник Королевского колледжа в Лондоне с интересами в области распределенных вычислений и шифропанка. С юных лет он испытывал страсть к созданию простых игр на Basic, а широкую известность приобрел в 2010 году после выхода MMO Fight My Monster. Для нее Уильямс разработал уникальную серверную технологию свободного масштабирования. 

В 2013 году Уильямс заинтересовался блокчейном. Его вдохновила поддержанная Ethereum-сообществом модель «всемирного компьютера», которую впервые описал в «Декларации независимости киберпространства» Джон Перри Барлоу. 

В октябре 2016 года в швейцарском Цуге была зарегистрирована некоммерческая организация с исследовательским центром DFINITY Foundation, занимающаяся разработкой «интернет-компьютера». За основу его создатели взяли пороговую криптографию с применением генерации случайных чисел. Технология получила название DFINITY (от decentralized infinity — «децентрализованная бесконечность»).

В 2018 году проект привлек $61 млн от венчурных фондов Andreessen Horowitz и Polychain Capital, а 7 мая 2021 года была запущена основная сеть IC. Сегодня команда DFINITY насчитывает более 270 человек, работающих в разных странах мира.

Что такое Internet Computer и ICP?

Internet Computer — блокчейн первого уровня с набором протоколов, которые позволяют независимым нодам работать в одной системе для реализации идеи «свободного интернета». 

IC представляет собой экосистему из множества Web3-приложений с мультичейн-функционалом и собственной системой идентификации пользователя. Он управляется ДАО, механику которой предлагает как дополнительную услугу. 

Для понимания протокола ICP следует начать с подхода используемого в традиционном интернете. Информация и программное обеспечение хранятся на конкретных компьютерах: серверах и персональных устройствах. Когда вы используете приложение, программное обеспечение, работающее на серверах, отправляет данные на ваше устройство и запрашивает ответ. Этот трафик управляется протоколом TCP/IP. Но в DFINITY предложили альтернативу. 

ICP — протокол, который позволяет разработчикам хранить и перемещать данные вместе с ПО в децентрализованной среде вместо дорогостоящей аренды облачного пространства. В итоге программный код не имеет фиксированного физического адреса и размещен в распределенных дата-центрах.

Целью IC можно назвать расширение общедоступного интернета. Проект может стать глобальной вычислительной платформой на блокчейне.

Как это устроено

IC работает на основе инновационного четырехуровневого механизма консенсуса:

• нотариальный уровень обеспечивает гарантии быстрой финализации запросов для пользователей сети и защищает от атак злоумышленников; 
• уровень блокчейна формирует цепь из подтвержденных транзакций под управлением Variable Random Function (VRF);
• уровень Random Beacon использует VRF для управления процессом выбора временных производителей блока и приоритетности между подсетями согласно рангу их майнеров;
• уровень идентификации обеспечивает регистрацию клиентов.

Вместе эти слои предоставляют безопасность и устойчивость к известным векторам атак, сохраняя децентрализацию и обеспечивая масштабируемость сети.

ICP напоминает пирамиду с иерархией строительных блоков. В ее основе находятся независимые центры обработки данных (ноды), состоящие из специфического аппаратного обеспечения, которое утверждается сообществом и их новыми владельцами. Рекомендуемая конфигурация одного сервера на базе AMD по состоянию на май 2024 года обойдется примерно в $20 000.

На момент публикации функционируют порядка 1500 нод, из которых более 500 задействованы в подсетях.

Когда узловая сеть сформирована и обеспечивает децентрализацию согласно установленным правилам, ноды могут объединиться в подсети (subnets). Они работают как мини-блокчейны внутри IC, являются ее основными строительными блоками и отвечают за размещение определенного количества программных «канистр».

Канистры (Canisters) — это вычислительные блоки, состоящие из высокоуровневого кода (собственный язык Motoko либо, к примеру, сторонний Rust) и данных. Они напоминают смарт-контракты или операционную систему (ОС), способную обрабатывать файлы и обмениваться данными с ближайшими устройствами. IC предоставляет API канистрам, чтобы они могли взаимодействовать друг с другом, производить платежи, создавать новые канистры и управлять существующими. Однако, в отличие от ОС, канистры создают свои копии на всех узлах в подсети.

Хранящиеся в канистрах программы могут включать простые веб-сайты, dapps или даже весь разрабатываемый код отдельного приложения.

Преимущество технологии продемонстрировал недавний запуск ИИ прямо в канистрах для удобства разработчиков и повышения всех показателей. А 22 апреля 2024 года Доминик Уильямс показал, как недавние улучшения привели к ускорению выполнения детерминированных операций с плавающей запятой в 10 раз, а скорость классификации изображений увеличилась более чем в три раза.

Газом для канистр служат циклы.

Циклы (Cicles) — это внутренние стейблкоины, которые выполняют роль вычислительных ресурсов в сети IC. Они отражают фактические затраты на эксплуатацию приложений и использование физических ресурсов: самих серверов, энергопотребления, хранилища данных, пропускной способности. Проще говоря, цикл можно назвать стоимостью выполнения одной инструкции WebAssembly.

Производителям dapps необходимо наполнять канистры циклами для предоплаты пользования ресурсами IC. Так, если на счету закончатся циклы, веб-сайт перестанет отображаться в децентрализованном хостинге до тех пор, пока владелец ПО не пополнит счет. Благодаря «обратной модели газа» пользователи могут взаимодействовать с dapps без токенов.

Купить циклы можно с помощью главного токена экосистемы ICP путем его дальнейшего сжигания. Стоимость каждого цикла регулируется системой управления.

Таким образом с помощью Network Nervous System (NNS), которая была представлена DFINITY в сентябре 2020 года, управляется вся экосистема. NNS — одна из крупнейших ДАО, она отвечает за регулирование всех процессов — от экономики до сетевой архитектуры.

«Нервная система» размещена в самой сети, является частью системы протоколов, объединяющих вычислительные возможности нод, и занимается валидацией транзакций ICP. NNS также выносит на голосование предложения относительно масштабирования сети (для коррекции количества подсетей) и интеграции новых нод.

В итоге решения принимают держатели ICP, которым для участия в управлении сетью необходимо заблокировать токены на определенный период времени (от 6 месяцев до 8 лет) и взамен получить нейроны (Neurons) — служебные токены NNS. На их основании пользователи получают вознаграждение за участие в голосованиях, а вес голоса измеряется длительностью стейкинга.

Согласно статистике IC, по состоянию на 16 мая 2024 года ~47% ICP от общего предложения заблокировано в нейронах и, что интересно, более половины из них — на максимальный срок 8 лет.

Команда IC позаботилась о дополнительном функционале NNS и предлагает клиентам организовывать собственные ДАО. Для этого существуют Service Nervous Systems (SNS). Они представляют собой алгоритмические ДАО, позволяющие разработчикам передавать контроль своего dapp токенизированным системам управления. Каждое приложение получает отдельную SNS. 

По данным DeFi Llama, на 16 мая 2024 года общий объем заблокированных средств (TVL) в протоколе SNS находится на уровне ~$88,2 млн.

Совместимость и универсальная идентификация

Что касается интероперабельности, команда ICP представила собственную технологию Chain Fusion. Блокчейн обеспечивает прямую совместимость с сетями биткоина, Ethereum и в перспективе других EVM без необходимости использовать кроссчейн-мосты. В основе Chain Fusion лежат:

• chain-key cryptography. Вид криптографии, позволяющий смарт-контрактам ICP создавать и подписывать транзакции, которые выполняются в других блокчейнах;
• прямая сетевая интеграция. Дает возможность ICP запрашивать данные с других блокчейнов, предварительно проверенные консенсусом.

Разработчики могут создавать единые смарт-контракты на базе ICP, чтобы управлять хранением BTC и принимать решение об отправке цифрового золота на основании событий, происходящих в DeFi-приложениях других сетей.

Мультичейн-управление и хранение активов реализованы с помощью технологии создания клонов нативных токенов ckBTC и ckETH. Они повторяют модели BTC и ETH соответственно, но имеют возможность использовать их более эффективно, обходя высокие затраты на комиссии и ускоряя время транзакции.

В дополнении к этому разрабатывается стандарт ckERC20, позволяющий интегрировать еще больше токенов других сетей. После успеха платформы Bioniq по торговле Ordinals команда ICP также работает над развитием функционала биткоин-совместимости. К концу 2024 проект намерен реализовать подписи Шнорра с пороговым значением для внедрения Runes и обмена токенов стандарта BRC-20.

К слову, 5 мая 2024 года команда сообщила о добавлении клона стейблкоина USDC (ckUSDC) в тестовую сеть Sepolia, которое было запланировано ранее как начало этапа внедрения ckERC20.

Для безопасной и одновременно прозрачной репутации в мире Web3 принято использовать универсальную верификацию личности. Команда Internet Computer предложила свой вариант этого решения.

Сервис Internet Identity (II) позволяет анонимно аутентифицироваться при доступе к приложениям. Для каждого dapp создается отдельная идентичность. II позволяет использовать все зарегистрированные устройства или методы для входа в один и тот же аккаунт.

В отличие от большинства похожих сервисов, решение от IC не требует установки и управления паролями либо создания сид-фразы для восстановления личной информации. Вместо этого пользователь может создавать профили аутентификации через выбранные вами методы: распознавание внешности, пароль или безопасный ключ.

Токен проекта

Токен ICP имеет инфляционные и дефляционные составляющие. К первым можно отнести:

• минт новых ICP для оплаты вознаграждения владельцам нейронов по результатам участия в голосованиях NNS; 
• чеканка ICP для награды провайдеров нод.

А сжигание ICP после превращения в циклы для оплаты относится к дефляционному механизму.

Согласно Messari, после запуска основной сети количество токенов составляло порядка 469 млн, и их распределение выглядело следующим образом:

• 24,72% — seed-раунд. Для тех, кто инвестировал в феврале 2017 года на общую сумму в 3,9 млн швейцарских франков;
• 23,9% — DFINITY Foundation. Эти токены находятся в распоряжении или уже израсходованы фондом для финансирования исследований и разработок, операций, приобретения технологий, развития программ по созданию сообщества и привлечению партнеров;
• 18% распределено между командой проекта в составе около 200 человек;
• 9,5% предусмотрено для ранних участников. Это 50 человек, которые помогли команде до создания фонда;
• 7% получили стратегические инвесторы;
• 4,96% — частные инвесторы на предварительной продаже. 

По данным CoinMarketCap, на 16 мая 2024 года ICP имеет общую рыночную капитализацию ~5,6 млрд, а предложение составляет ~518 млн токенов. Он находится на первом месте рейтинга по капитализации в категории DePIN.

DeSoc, GameFi и DEX

ICP привлекает разработчиков dapps благодаря низкой стоимости транзакций в совокупности с относительно дешевым хранением данных в блокчейне. Также немаловажным фактором является понятный UX. 

Большой популярностью в экосистеме IC пользуются DeSoc-приложения как альтернатива традиционным социальным сетям. Их количество насчитывает уже более 50, среди которых стоит отметить:

• DSCVR. Децентрализованная соцсеть с поддержкой множества валют и своеобразных «порталов», в которые могут объединяться группы. Пользовательская база насчитывает более 200 000 человек;
• RentSpace. Платформа аренды недвижимости, которая позволяет оплачивать съем жилья как криптовалютой, так и традиционными деньгами;
• Funded. Краудфандинговая социальная платформа со 100 000 пользователей;
• OpenChat. Web3-мессенджер с 80 000 пользователей и возможностью передачи токенов;
• Dmail Network. Аналог email со всеми преимуществами Web3 и более чем 9 млн пользователей. Не только предоставляет адрес, но и клеймит его в виде NFT;
• Hot or Not. DeSoc-платформа коротких видео с более чем 55 000 пользователей и встроенным рынком предсказаний, где участники делают ставки, оценивая контент.

Популярностью в экосистеме IC также пользуются игровые и NFT платформы: Boom DAO, dragginz, Cubetopia, Entrepot, Yumi, Origyn и другие.

А самое большое количество приложений предоставляют сервисные инфраструктурные инструменты. Они помогают в EVM-совместимости (Bitfinity EVM), осуществляют ИИ-поиск по приложениям на IC (Kinic) и предлагают множество других полезных функций.

Согласно DeFi Llama, в ICP представлено четыре децентрализованные биржи (DEX). По объему заблокированных средств лидируют две: Sonic (~$19 млн) и ICPSwap (~$8 млн). Общий TVL протокола составляет ~$87 млн.

Выводы

Резюмируя, хочется отметить, какие функции и преимущества предоставляет IC разработчикам и пользователям:

• создание dapps без необходимости использовать централизованные сервера или облачные сервисы;
• свой язык программирования Motoko с поддержкой Rust, C, C++, Java, Python;
• адаптация к Web 2.0. Пользователям dapps не нужно владеть навыками работы в Web3, создавать криптокошелек и даже платить комиссию. Вся стоимость транзакций ложится на плечи разработчиков и владельцев приложений. Плюс — поддержка десятков протоколов и стандартов традиционного интернета: HTTP, WebSocket, DNS и других;
• система управления ресурсами мониторит энергозатратность всей сети для поддержания заявленной экологичности блокчейна. Также позволяет контролировать использование вычислительных и сетевых средств в приложениях;
• интеграция с сетями биткоина и Ethereum с клонами токенов ckBTC, ckETH;
• достаточно высокая скорость выполнения транзакций;
• возможность универсального входа в экосистему с помощью Internet Identity.

Internet Computer имеет и потенциальные недостатки:

• начинка IC буквально переполнена технологичным функционалом, что усложняет ее понимание;
• оскорбительный контент. Полностью свободный и открытый интернет создает трудности для привлечения разработчиков приложений к ответственности. Если содержится незаконный или оскорбительный контент, могут возникнуть сложности с его удалением, так как доступом к нему обладает только создатель;
• риск централизации. Стоимость покупки оборудования для работы ноды достаточно высока, не каждый может участвовать в поддержании сети, что снижает уровень децентрализации;
• монополия на ценообразование. Нет гарантий, что команда IC не повысит стоимость использования децентрализованного пространства в будущем. Это может повлиять на экономическую модель каждого приложения в сети.

Internet Computer — амбициозный проект с позитивными заявленными целями. Бывшие сотрудники Google, работающие в DIFINITY Foundation, составляют серьезную конкуренцию ведущим компаниям DePIN-направления такие компании как: Filecoin, Akash Network, Golem, Arweave и Storj. 

Возможно, децентрализованный интернет создаст почву для по-настоящему децентрализованному управлению и саморегулированию. Фактически, IC реализует концепцию ДАО. И хотя на данный момент система работает, никто не может исключить будущих разногласий между различными фракциями проекта. 

Тем не менее IC может предоставить решения критических проблем, стоящих перед технологической отраслью, включая вопросы безопасности, масштабируемости и монополизации интернет-сервисов.