Что такое Cardano (ADA)?

Главное

• Cardano — блокчейн-платформа на базе алгоритм Proof-Of-Stake, написанная на языке программирования Haskell и предназначенная для создания децентрализованных приложений на основе смарт-контрактов.
• Cardano (ADA) — нативная криптовалюта блокчейна Cardano. Монеты ADA можно делегировать в стейкинг-пулы сети, в том числе с помощью наиболее популярных кошельков Daedalus и Yoroi.
• В Cardano реализован ряд уникальных архитектурных решений, что стало возможно благодаря крупному исследовательскому сообществу. Его представители публикуют большое количество рецензируемых научных работ, посвященных развитию блокчейн-проекта.

Кто и когда изобрел Cardano

У Cardano несколько основателей:

• Чарльз Хоскинсон — математик и предприниматель, стоявший у истоков Bitshares и Ethereum. Является гендиректором IOHK и «духовным лидером» Cardano.
• Джереми Вуд — директор по вопросам стратегического развития. В конце 2013 года он занимал должность исполнительного директора Ethereum Foundation, после чего выступал в качестве консультанта в ряде других криптовалютных проектов.
• Аггелос Киайас — главный научный сотрудник проекта, криптограф и профессор Эдинбургского университета.

В июне 2014 года Хоскинсон покинул Ethereum из-за разногласий касательно дальнейшего развития проекта, после чего совместно c Вудом основал компанию Input Output Hong Kong (IOHK), которая в 2015 году начала заниматься разработкой и развитием Cardano.

7 февраля 2017 года разработчики IOHK представили whitepaper блокчейн-протокола Ouroboros.

Официальный запуск платформы Cardano состоялся 29 сентября 2017 года. Торговля токенами началась 1 октября 2017 года.

Блокчейн решили назвать в честь Джероламо Кардано (1501 — 1576), выдающегося итальянского математика, физика, биолога, химика, астролога, философа, писателя и любителя азартных игр.

Создатель Cardano математик Чарльз Хоскинсон назвал именем Кардано проект, нацеленный на создание гибкой и интероперабельной разновидности программируемых денег с помощью научных методов, в основе которых лежат математические доказательства и теория игр.

Кто занимается развитием Cardano

• Cardano Foundation — зарегистрированная в Цуге, Швейцария, некоммерческая организация, главная функция которой — «стандартизировать, защищать и развивать технологию Cardano». Она отвечает за связи с финансовыми регуляторами, государственными структурами, общественностью, а также развивает стратегическое партнерство с другими проектами.
• IOHK (аббревиатура от «Input Output Hong Kong») — основанная Вудом и Хоскинсоном инженерная и технологическая компания. IOHK занимается разработкой криптовалюты и исследовательской деятельностью. Компания связана с Cardano Foundation контрактом, по условиям которого она останется главным разработчиком платформы до 2020 года.
• Emurgo — инвестиционный фонд с офисами в Сингапуре, Японии, США, Индонезии и Индии. Его миссия состоит в том, чтобы «развивать и поддерживать коммерческие предприятия, а также помогать интегрировать бизнесы в экосистему Cardano».

Одним из главных отличий Cardano от конкурентов является большое научно-исследовательское сообщество. Решения задач и проблем, стоящие перед проектом, предлагают авторы в научно рецензируемых публикациях.

Архитектура блокчейна Cardano

Хотя Cardano изначально использовал механизм Proof-of-Stake, в нем также применялась модель UTXO, которая пришла из биткоина. При этом эра Shelley также допускала использование аккаунт-модели аналогично Ethereum. Адреса такого формата используются для начисления наград. Cardano использует преимущества обеих моделей.

Входы и выходы содержат информацию о происхождении и перемещении средств. Входы сообщают, с какого адреса происходят средства, а выходы — с какого адреса осуществляется перевод средств.

Чтобы предотвратить двойную трату, каждая нода в сети ведет учет транзакций. Когда новая транзакция становится доступной (появляясь либо в блоке, либо в мемпуле), ее анализируют с целью выяснить, модифицирует ли она неистраченный выход, связанный с каждым адресом в сети.

Модель UTXO не может оптимально поддерживать функционал смарт-контрактов. Для решения этой проблемы в Cardano выпустила собственную адаптированную версию UTXO под названием Extended UTXO (EUTXO).

В ней используются механизмы, разделяющие выполнение смарт-контракта на множество транзакций. Каждый транзакционный выход содержит поле данных с произвольно выбранной информацией, связанной с определенным смарт-контрактом. Модель EUTXO внедрили после активации в основной сети Cardano смарт-контрактов.

Особенности работы алгоритма Ouroborous

Как заявляют в Cardano, Ouroboros (вариация PoS) является первым алгоритмом с математической доказанной стойкостью против атак.

Процесс создания блоков в Ouroboros разделен на эпохи и слоты. Эпоху образует некоторое количество слотов, в течение которых установлен определенный уровень распределения стейков. Он либо запрограммирован, либо на более поздней стадии разработки вычисляется по снапшоту блока.

В начале каждой эпохи избираются лидеры, каждый из которых наделен правом обрабатывать транзакции и подписывать блоки в конкретных слотах. Для каждого слота из числа стейкхолдеров случайным образом выбирается лидер, который создает очередной блок, связанный с предыдущим в цепи.

В то время как транзакции записываются в блоках, распределение стейков, посредством которых избирается лидер, изменяется. В Cardano вероятность признания блоков «каноническими» возрастает по мере того, как растет число создаваемых поверх них блоков (как в механизме Proof-of-Work).

Процессы выбора лидеров и назначения слотов основаны на распределении стейков и лотерее. Однако выигрывает не любой, кто первым получает правильный хеш — лидера для каждого слота определяет число, сгенерированное посредством вычислений ряда стейкхолдеров в предыдущую эпоху. Шансы слота победить пропорциональны сумме его стейка, проценту монет, которые он контролирует либо напрямую, либо через делегатов.

Криптовалюта Cardano (ADA): функции и стейкинг

Нативная криптовалюта Cardano торгуется под тикером ADA. Это сокращение имени Августы Ады Кинг, графини Лавлейс (1815 – 1852). Дочь поэта Джорджа Байрона, Ада Лавлейс была математиком и автором описания первой вычислительной машины, для которой составила первую в мире программу. Ее считают первым программистом в истории. Субъединица криптовалюты ADA (0,000001 ADA) носит название Lovelace.

Главная функция ADA — переводы в блокчейне Cardano. По данным Messari, в сентябре 2022 года средняя комиссия за перевод составляла около 0,33 ADA, что равнялось $0,15-$0,17.

Для ADA доступен стейкинг. Обычные держатели могут делегировать свои монеты операторам нод стейкинг-пулов, которые участвуют в алгоритме консенсуса. В Cardano механизм делегирования встроен в официальные кошельки: Daedalus (разработан IOHK) и Yoroi (разработан Emurgo). Текущая доходность при делегировании ADA — от 3,7% до 4,2% годовых.

В алгоритме консенсуса сети участвуют стейкинг-пулы — всего их сейчас в Cardano около 3200 (данные на сентябрь 2022-го). Помимо размера задействованного стейка, доходность пула зависит от некоторых других параметров. В их числе:

• Насыщенность. Этот критерий зависит от веса пула по сравнению с конкурентами и соотношения общего числа пулов по сравнению с целевым значением, которое рассчитывает протокол Cardano. Чем более «насыщен» стейкинг-пул, тем меньшую доходность он имеет. Данный параметр является механизмом борьбы с централизацией сети Cardano и предотвращает появление доминирующих пулов.
• Индекс «желанности». Рассчитывается исходя из размера стейка, затрат и доходов пула, а также от его уровня насыщенности и истории работы. С помощью этого параметра кошельки Daedalus и Yoroi распределяют монеты ADA, которые через них делегируют держатели.

Масштабирование блокчейна Cardano

Текущая производительность блокчейна Cardano составляет около 250 транзакций в секунду (TPS), что значительно меньше показателей у таких проектов как Solana. Как говорится в одной из публикаций IOHK, на данный момент в сообществе Cardano есть сразу несколько направлений разработки для повышения скорости работы.

Конвейерная обработка

Один из способов повышения масштабируемости Cardano — внедрение конвейерной обработки в алгоритм консенсуса Ouroboros, что позволит ускорить так называемое время распространения нового блока. Последнее означает, за какое время ноды способны распространить информацию о новом блоке по всей сети. Текущая цель разработчиков — довести скорость распространения блока до 5 секунд.

Индоссанты входов

Внедрения так называемых индоссантов входа (Input Endorsers) в протокол Cardano также направлено на повышение скорости распрострарения блоков. Эти акторы отслеживают все новые транзакции и распределяют их в предсобранные блоки. Всего планируется создать два набора блоков — один для самих транзакций и второй для достижения консенсуса.

Многоуровневое ценообразование

Разработчики также планируют добавить в протокол Cardano принцип многоуровневого ценообразования. В текущей имплементации Cardano все транзакции исполняют по очереди, без возможности изменения приоритетности. Как только сеть перестанет справляться с нагрузкой, это может привести к задержкам в подтверждении операций, а также к потенциальному успеху DoS-атак.

Многоуровневое ценообразование должно сделать эту систему более гибкой с помощью нового механизма формирования сетевых комиссий, где каждый блок будет поделен на три уровня: честный, сбалансированный и немедленный. В каждый из этих блоков будут включаться различные типы переводов, назначенные отправителями.

Сайдчейны

Другая группа решений связана с развертыванием протоколов второго уровня, работающих «поверх» блокчейна. Она включает сайдчейны, которые должны появиться в одном из следующих обновлений Cardano в 2022-2023 годах. Сейчас в IOHK уже работает альфа-версия первого сайдчейна.

Hydra

Еще один способ масштабирования Cardano — так называемые каналы Hydra, названные по имени многоголового чудовища из греческой мифологии. Это каналы состояния, открываемые между различными участниками, по принципу работы напоминающие Lightning Network биткоина. Транзакции в таких каналах можно проводить вне блокчейна, при этом используя смарт-контракты основной сети.

Mithril

Целью проекта Mithril, предложенного в 2021 году, явяется повышение эффективности синхронизации данных между приложениями, работающими на Cardano. Это решение позволяет снизить время, необходимое для валидации сообщения, путем более быстрой агрегации мультиподписи.

Дорожная карта Cardano

Долгосрочная стратегия развития Cardano включает пять фаз (эр).

Byron

Эта эра названа в честь поэта Байрона, отца Ады Лавлейс. Это начальный этап (стартовал в сентябре 2017 года), на котором были разработаны ключевые компоненты, а расчетный уровень был подготовлен к децентрализации.

Shelley

Названа в честь английского поэта Перси Биши Шелли, друга лорда Байрона и автора знаменитого сонета «Озимандия». По другой версии, данная фаза носит имя английской писательницы Мэри Шелли, известной как автор книги «Франкенштейн, или Современный Прометей».

На этапе Shelley, благодаря имплементации алгоритма консенсуса Ouroboros Genesis платформа была полностью переведена в децентрализованный режим. В частности, в июле 2020 года в Cardano добавили стейкинг, после чего в этом блокчейне появилась возможность создавать стейкинг-пулы, которым можно делегировать криптовалюту ADA.

Goguen

Текущая фаза развития Cardano, Goguen, названа в честь американского математика Джозефа Гогена (1941 – 2006), профессора Оксфордского и Калифорнийского университетов, который занимался разработками в области алгебраической семантики и формальной верификации. Главная задача этой эры — создать в Cardano основу для разработки децентрализованных приложений.

В рамках Goguen уже произошло несколько крупных обновлений. В частности, осенью 2021 года в блокчейн Cardano имплементировали собственный стандарт для нативных токенов. Кроме того, был создан вычислительный уровень для выполнения смарт-контрактов, который включает следующие элементы:

• Plutus — платформа для разработки смарт-контрактов и выполнения кода, основанная на функциональном языке программирования Haskell.
• Marlowe — предметно-ориентированный язык для написания смарт-контрактов финансового характера. С помощью него контракты в Cardano могут создавать профильные эксперты, не имеющие глубоких познаний в программировании. Для разработчиков на Marlowe открыт специальный портал.

В сентябре 2022 года в мейннете Cardano успешно активировали крупный апгрейд под названием Vasil. Он включил в себя вторую, более производительную версию скриптов Plutus и новую модель затрат. Все это призвано снизить цену исполнения смарт-контрактов и размер транзакций, а также повысить скорость сети Cardano.

Basho

Четвертый этап дорожной карты Cardano назван в честь японского поэта Мацуо Басе, мастера поэтического жанра хайку. Главная цель этой эры — значительно повысить масштабируемость и интероперабельность сети. Предполагается, что на этом этапе повысится базовая производительность сети и Cardano начнут принимать приложения с высоким объемом транзакций.

Одним из ключевых нововведений Basho станут сайдчейны, то есть автономные блокчейны, операционно совместимые с мейннетом Cardano. Их можно будет использовать для переноса нагрузки с основного блокчейна. Кроме того, сайдчейны могут служить в качестве подходящей тестовой среды.

На стадии Basho состоится имплементация различных моделей учетных записей. Хотя основной блокчейн Cardano продолжит использовать модель UTXO, появится возможность перехода между UTXO и разными моделями учетной записи. В результате повысится интероперабельность и появятся новые сценарии использования.

Voltaire

Пятую и финальную на текущий момент эру Cardano назвали в честь французского философа-просветителя XVIII века Вольтера (Франсуа-Мари Аруэ). Данный этап включает имплементацию децентрализованного ончейн-управления (т. е. прямой демократии, с которой ассоциируют эпоху Просвещения и Вольтера) и казначейской системы.

Что еще почитать

Блокчейн и криптовалюта Filecoin (FIL): что это и как работает

Что такое soulbound-токены и в чем их отличия от NFT?

Что такое блокчейн и криптовалюта NEAR Protocol?

Что такое решение второго уровня (Layer 2) в блокчейне?

Что такое Hedera Hashgraph (HBAR)?

Что такое Chia Network (CHIA)?