Polkadot's JAM Chain: een revolutionaire aanpak voor Web3-dominantie

• • Polkadot's JAM Chain: een overzicht
  • De rol van JAM bij het beheren van rollups
  • De gelijkenis van JAM met Smart Contract Chain
  • JAM-keten versus relaisketen: het verschil
  • Belangrijke componenten van JAM
  • De revolutionaire voordelen van JAM Chain
  • Hoe kunnen JAM en Substrate de blockchainprestaties verbeteren?
  • JAM Toaster: hoe het nieuwe maatstaven zal zetten in blockchain-testen
  • JAM-prijs
  • Conclusie
  • Veelgestelde vragen

Polkadot's JAM Chain: een overzicht  

Gavin Wood over JAM: sub0 Azië 2024 

"JAM", een acroniem voor "Join-Accumulate Machine", vat de basisprincipes samen van een rekenmodel dat binnenkort in de JAM-keten zal worden geïmplementeerd. Oorspronkelijk afgeleid van CoreJAM (Collect, Refine, Join, Accumulate), vertegenwoordigt JAM een nieuwe aanpak die gericht is op het overtreffen van de bestaande relay-keten met een ontwerp dat de schaalbaarheid en efficiëntie van gedecentraliseerde berekeningen aanzienlijk verbetert. 

De kern van de JAM-architectuur is de selectieve uitvoeringsstrategie, waarbij de functies "Verzamelen" en "Verfijnen" off-chain worden beheerd en alleen de functies "Samenvoegen" en "Accumuleren" on-chain worden uitgevoerd. Het JAM-model, dat uitgebreid wordt toegelicht in een graypaper , stelt een radicale verschuiving in de blockchain-architectuur voor. Het scheidt de berekeningen in twee afzonderlijke lagen: een off-chain "Verfijnen"-laag voor parallelle, complexe gegevensverwerking en een on-chain "Accumuleren"-laag die deze berekeningen verifieert en integreert in een uniforme staat.

Het hoofddoel van JAM is om een ​​efficiënt raamwerk te bieden voor gegevensbeheer en rekentaken binnen een netwerk, terwijl de gegevensintegratie wordt verbeterd en hoge normen voor netwerkintegriteit en -beveiliging worden gehandhaafd. 

De rol van JAM bij het beheren van rollups   

JAM biedt een flexibelere en aanpasbare aanpak in vergelijking met beperkte domeinspecifieke ketens zoals de relay-keten van Polkadot voor het beheer van rollups. Het integreert de output van rollups in een samenhangende toestand en zorgt ervoor dat deze berekeningen nauwkeurig worden weergegeven in de uiteindelijke output.

Traditioneel stonden web3-ontwikkelaars voor de keuze: het ontwikkelen van smart contracts op Layer 1-oplossingen, die sneller kunnen worden geïmplementeerd maar vaak kampen met inefficiëntie en beperkte flexibiliteit, of het bouwen van op maat gemaakte applicatiespecifieke blockchains die meer controle en efficiëntie bieden, maar meer middelen vereisen.

JAM verstoort dit paradigma door de hoge schaalbaarheid die doorgaans met rollups gepaard gaat, direct in de consensuslaag te integreren. Deze innovatieve aanpak elimineert de traditionele afwegingen tussen smart contracts en appchains en biedt ontwikkelaars een krachtigere en flexibelere omgeving die een breed scala aan applicaties ondersteunt. 

Met JAM krijgen ontwikkelaars de schaalbaarheid van Layer 2-oplossingen zonder dat ze aparte rollup-technologieën nodig hebben. Bovendien hebben ze de vrijheid om elke gewenste applicatie te bouwen die is afgestemd op hun specifieke behoeften. 

De gelijkenis van JAM met Smart Contract Chain 

JAM vertoont verschillende overeenkomsten met een smart contract chain. Ten eerste maakt het toestemmingsloze code-uitvoering direct op de chain mogelijk. Ten tweede is de status van de JAM-chain georganiseerd in verschillende encapsulaties. Deze encapsulaties, ook wel services genoemd, omvatten code, balans en specifieke statuscomponenten. Net als bij het implementeren van een smart contract op een smart contract chain, is het creëren van een nieuwe service op JAM toestemmingsloos.

In tegenstelling tot op Substrate gebaseerde ketens, die doorgaans goedkeuring van de governance vereisen voor het toevoegen van nieuwe pallets, vereist JAM geen goedkeuring van een autoriteit of naleving van governancemechanismen bij het toevoegen van een nieuwe service. Deze architectuur weerspiegelt de structuur die vaak wordt waargenomen in een smart contract-keten, waarbij services partities van de status vertegenwoordigen, elk met code, balans en relevante statuscomponenten.

JAM-keten versus relaisketen: het verschil

Belangrijke componenten van JAM 

De componenten van Polkadot's JAM Chain kunnen grofweg worden onderverdeeld in twee secties: Service Entry Points en Core Functionality Components  

Service-invoerpunten 

JAM Chain biedt de volgende drie belangrijke toegangspunten tot de dienstverlening , die samen de workflow voor gegevensverwerking en -integratie binnen het netwerk bepalen:

Verfijnen: Deze functie behandelt berekeningen zonder status. Het definieert de transformaties die nodig zijn voor specifieke rollup-services op JAM. In essentie bereidt het de gegevens voor op verdere verwerking.

Accumuleren: Deze functie neemt de verfijnde uitvoer van de fase "Verfijnen" en voegt deze samen met de algehele servicestatus. Zie het als het accumuleren van de resultaten van berekeningen.

OnTransfer: Dit service-ingangspunt verwerkt informatie die afkomstig is van andere services binnen het JAM-systeem. Het faciliteert de communicatie en gegevensuitwisseling tussen verschillende services die op JAM draaien.

In JAM dienen werkpakketten als input voor services en bevatten ze meerdere werkitems. Elk werkitem is gekoppeld aan een service die de specifieke input ervan weerspiegelt. Voor parachains omvatten deze werkpakketten transacties en andere blockchain-inputs.

Het beveiligingsframework van JAM werkt via een proces in twee fasen: Refine accepteert werkitems en genereert werkresultaten, die vervolgens worden doorgegeven aan Accumulate. Deze volgorde zorgt ervoor dat werkitems worden verfijnd tot samenhangende werkresultaten en de resultaten van meerdere items binnen een pakket weerspiegelen. Werkpakketten kunnen worden toegewezen om specifieke cores te gebruiken tijdens aangewezen tijdslots om de toewijzing van resources te optimaliseren.

Afbeeldingsbron: rb.gy/av8mpb 

Kernfunctionaliteitscomponenten 

PVM (Polkadot Virtuele Machine) 

De Polkadot Virtual Machine is gebouwd op de basis van de RISC-V ISA (Instruction Set Architecture) en maakt gebruik van eenvoud en veelzijdigheid. De voordelen van de RISC-V ISA zijn onder andere de eenvoudige transpilatie naar veelgebruikte hardwareformaten zoals x86, x64 en ARM, en de robuuste tooling-ondersteuning zoals LLVM . De PVM geeft prioriteit aan eenvoud en beveiliging en biedt tegelijkertijd sandboxing-mogelijkheden en diverse uitvoeringsgaranties.

In tegenstelling tot andere virtuele machines vermijdt de PVM overmatige meningsvorming en pakt het de uitdagingen aan die gepaard gaan met WebAssembly (WASM) stackbeheer door de stack in het geheugen te plaatsen. De integratie van RISC-V-ondersteunde continuaties zet een nieuwe standaard voor schaalbare codering op multi-core platforms zoals JAM, en sluit aan bij de trend naar asynchrone, geparallelliseerde architecturen die essentieel zijn voor schaalbaarheid in blockchain- en consensusalgoritmen.

SAFROLE

SAFROLE, een algoritme voor blokproductie, vereenvoudigt het SASSAFRAS -model door componenten weg te laten die minder relevant zijn voor parachains. Hoewel SAFROLE mogelijk bepaalde functies mist die nuttig zijn voor parachains, maximaliseert het minimalistische ontwerp de toekomstige toepassingsmogelijkheden en stimuleert het een brede implementatie, vergelijkbaar met het Ethereum yellow paper. SAFROLE maakt gebruik van SNARKs voor anonimiteitsfuncties, waardoor blokproductie in constante tijd mogelijk is met een minimale kans op forking, die voornamelijk optreedt tijdens netwerksplitsingen of kwaadwillig gedrag. Anonimiteit dient om het blokproductiemechanisme te beveiligen in plaats van de identiteit van validators te verbergen, waardoor de algehele systeembeveiliging wordt verbeterd en spamrisico's worden beperkt.

Netwerken

Het netwerkprotocol van JAM maakt gebruik van het QUIC-protocol om directe punt-naar-puntverbindingen tussen een groot aantal validators mogelijk te maken zonder problemen met sockets. Gossip is niet nodig, omdat JAM geen transacties afhandelt. Voor een bredere distributie onder validators organiseert grid-diffusal de validators in een raster en faciliteert een efficiënte pakketdistributie per rij en kolom.

De revolutionaire voordelen van JAM Chain    

Vereenvoudigde implementatie voor ontwikkelaars 

JAM Chain stroomlijnt het implementatieproces voor ontwikkelaars en vermindert de ontwikkelcomplexiteit aanzienlijk ten opzichte van bestaande parachain-modellen. Ontwikkelaars hoeven alleen specifieke functies zoals Refine, Accumulate en onTransfer te specificeren om hun services snel operationeel te krijgen. Deze verbeterde eenvoud versnelt ontwikkelcycli en stelt ontwikkelaars in staat zich meer te richten op innovatie en minder op technische complexiteit.

Transactieloze omgeving 

Een van de baanbrekende kenmerken van JAM Chain is de introductie van een transactieloos ecosysteem. In tegenstelling tot traditionele blockchain-opstellingen werkt JAM zonder transacties, wat een nieuw paradigma voor blockchain-interacties inluidt. Applicaties die op het platform worden geïmplementeerd, verwerken transacties die door gebruikers worden geïnitieerd en bieden functionaliteiten die verder gaan dan traditionele blockchain-transacties. Deze transactieloze omgeving zorgt voor een naadloze werking, waarbij apps continu blijven draaien zolang ze DOT-ondersteuning krijgen.

Verbeterde beveiliging en informatieverwerking 

Ondanks het transactieloze karakter verwerkt JAM Chain extrinsieke informatie effectief in een specifiek formaat, terwijl tegelijkertijd robuuste beveiliging en informatieverwerking worden gegarandeerd. Het platform integreert verschillende soorten extrinsieke informatie – garanties, waarborgen, oordelen, preimages en tickets – als integrale elementen van de beveiligingsarchitectuur. Garanties en waarborgen vereisen dat validators gezamenlijk de juistheid van de werkresultaten verifiëren. Oordelen worden gebruikt om de betrouwbaarheid te evalueren van werkresultaten die als onzeker worden beschouwd. Preimages maken stateful bewerkingen mogelijk binnen de refine-functie, en tickets faciliteren anonieme deelname aan blokproductie, waardoor de algehele beveiliging en integriteit van de keten worden versterkt.

Efficiënte blokverwerking met pijplijning 

JAM Chain introduceert een nieuwe aanpak voor blokverwerking door gebruik te maken van pipelining voor verbeterde efficiëntie. In tegenstelling tot traditionele blockchains, waar berekeningen voltooid moeten zijn voordat de header wordt verzonden, hanteert JAM een andere strategie door de prior state root in de header te plaatsen. Dit maakt het mogelijk om lichte berekeningen uit te voeren voordat het blok wordt gedistribueerd, waardoor de tijdsbenutting tussen blokken wordt gemaximaliseerd. De innovatieve pipelining-aanpak zorgt voor efficiënte blokverwerking, waardoor de effectieve blokberekeningstijd aanzienlijk wordt verbeterd ten opzichte van traditionele configuraties.

Generalisatie en flexibiliteit 

JAM Chain vertegenwoordigt een opmerkelijke verschuiving weg van de rigide structuren die vaak aanwezig zijn in huidige blockchain-frameworks en biedt hogere niveaus van abstractie en aanpasbaarheid. Door op een permissieloze manier te functioneren, vergelijkbaar met smart contract chains, faciliteert JAM het soepel uploaden en uitvoeren van code door gebruikers. Bovendien dient het als een dataopslagplaats, faciliteert het preimage lookup en houdt het toezicht op statusbeheer, vergelijkbaar met een dynamisch sleutel-waardepaarsysteem. Binnen het JAM-ecosysteem worden servicefunctionaliteiten niet beperkt door vooraf ingestelde grenzen, maar worden ze beïnvloed door crypto-economische factoren, wat een breed scala aan potentiële toepassingen en aanpassingsmogelijkheden bevordert. 

Hoe kunnen JAM en Substrate de blockchainprestaties verbeteren? 

Hier zijn enkele voordelen die de samensmelting van JAM en Substrate biedt: 

Optionele benchmarks 

Binnen JAM is de noodzaak voor benchmarks of prestatietests aanzienlijk verminderd dankzij het geavanceerde meetsysteem. Dit systeem evalueert de rekenkracht na uitvoering, waardoor het proces wordt gestroomlijnd en de frequentie van benchmarks wordt verminderd. Hoewel benchmarks nog steeds kunnen worden gebruikt voor prestatieverbetering of in scenario's waarin taken de gebruikelijke uitvoeringstijden overschrijden, vermindert het JAM-systeem over het algemeen de noodzaak voor uitgebreide benchmarking.

XCMP (Cross-Chain Berichtendoorgifte) 

JAM vereist uitgebreide ondersteuning voor XCMP om efficiënte gegevensverwerking over parachains te garanderen. Deze vereiste vloeit voort uit de strikte regels voor gegevensoverdracht binnen de relay-keten, waarbij JAM ervoor zorgt dat alleen essentiële gegevens worden gecommuniceerd, wat de prestaties en beveiliging verbetert. De introductie van XCMP, waarbij berichtheaders on-chain worden verwerkt en het grootste deel van de gegevens off-chain, speelt in op de behoefte aan robuustere en schaalbare mechanismen voor gegevensoverdracht.

Gestroomlijnde implementatie van akkoorden 

Accords in JAM dienen als flexibele constructies, vergelijkbaar met smart contracts, en maken synchrone interacties en statusbeheer tussen parachains mogelijk. Deze functionaliteit maakt directe uitwisselingen zoals tokenoverdrachten mogelijk zonder tussenpersonen, waardoor vertrouwen en integriteit binnen het ecosysteem behouden blijven. Accords verbeteren ook de mogelijkheden voor het doorsturen van berichten, waardoor betrouwbare communicatie tussen meerdere parachains wordt gegarandeerd.

Resource-optimalisatie en kostenefficiëntie 

De brede en adaptieve benadering van consensusmechanismen van JAM ondersteunt een breed scala aan innovatieve en complexe bewerkingen, zoals zero-knowledge proofs. Door een model met gemengd resourceverbruik mogelijk te maken, maakt JAM de combinatie van rekenintensieve en data-intensieve taken binnen dezelfde werkpakketten mogelijk. Deze integratie maximaliseert niet alleen de inzetbaarheid van de resources van validators, maar verlaagt ook de operationele kosten door de werklastverdeling te optimaliseren.

JAM Toaster: hoe het nieuwe maatstaven zal zetten in blockchain-testen 

Afbeeldingbron: https://rb.gy/2exuu8

Om ervoor te zorgen dat de JAM-keten voldoet aan zijn ambitieuze prestatie- en betrouwbaarheidsdoelen, is er hard gewerkt aan de ontwikkeling van een superieur testframework, de JAM Toaster. Dit speciale testplatform is strategisch ontwikkeld om uitgebreide, grootschalige tests en prestatiebeoordelingen uit te voeren, waarmee het zich onderscheidt van kleinere testnetwerken die vaak kampen met beperkte mogelijkheden en onbetrouwbare hardware.

De JAM Toaster is niet zomaar een testomgeving, maar een uitgebreid ecosysteem dat alle JAM-ketenactiviteiten kan hosten. Het omvat een volledige reeks van 1,023 nodes, wat gedetailleerd onderzoek naar netwerkgedrag en -prestaties onder verschillende omstandigheden mogelijk maakt. Dit platform is ontworpen om de beperkingen te overwinnen die eerder werden ondervonden bij blockchainontwikkeling, zoals die met de Polkadot Relay Chain en het Kusama-netwerk. Eerdere testframeworks waren doorgaans afhankelijk van een beperkt aantal nodes of werden belemmerd door beperkte toegang tot essentiële netwerkcomponenten zoals validator nodes, wat hun effectiviteit en het realisme van hun simulaties beperkte.

Met de JAM Toaster kunnen ontwikkelaars testen, observeren, analyseren, op schaal testen, experimenteren en onderzoek doen in een gecontroleerde maar uitgebreide omgeving die de praktijk in een heel netwerk nabootst. Deze aanpak zorgt voor een dieper begrip van de opkomende dynamiek en potentiële uitdagingen van het runnen van een grootschalig blockchainnetwerk, wat waardevolle inzichten oplevert die de verfijning en optimalisatie van de JAM-keten stimuleren. Door de kloof tussen theoretisch ontwerp en praktische implementatie te overbruggen, zorgt de JAM Toaster ervoor dat ontwikkelaars een duidelijke en accurate verwachting hebben van de parachain-prestaties, wat de betrouwbaarheid en schaalbaarheid van blockchainoplossingen voor bedrijven verbetert.

JAM-prijs  

De JAM Prize , gesteund door de Web3 Foundation, is een belangrijk initiatief om innovatie binnen de blockchainwereld te stimuleren. Met een aanzienlijk bedrag van 10 miljoen DOT wil deze prijs de ontwikkeling en implementatie van het JAM-protocol bevorderen door ontwikkelaars aan te moedigen verschillende integratiemogelijkheden te onderzoeken. Door beloningen aan te bieden in verschillende categorieën en programmeertalen, stimuleert de JAM Prize een breed scala aan implementaties, waardoor de functionaliteit en veelzijdigheid van het JAM-netwerk worden verrijkt. Het overkoepelende doel is om de verspreiding van robuuste implementaties van het JAM-protocol te waarborgen en tegelijkertijd een expertisepool binnen de community te creëren.

Conclusie 

JAM vertegenwoordigt een monumentale sprong voorwaarts in de schaalbaarheid en prestaties van blockchain, aangestuurd door Dr. Woods visionaire leiderschap en expertise. Hoewel er nog uitdagingen liggen, is de transformerende impact van JAM op het Polkadot-ecosysteem en de bredere blockchaingemeenschap onmiskenbaar. Met zijn cruciale rol in het beheer van rollups, gelijkenis met smart contract chains en duidelijke verschillen met de relay chain, staat JAM klaar om het landschap van Web3 te herdefiniëren. 

Of u nu op zoek bent naar advies, implementatieondersteuning of maatwerkontwikkelingsdiensten, Antier, een toonaangevend bedrijf voor blockchainontwikkeling op laag 2, staat klaar om bedrijven en ontwikkelaars te helpen het volledige potentieel van JAM en andere innovatieve blockchainoplossingen te benutten.

Veelgestelde vragen 

1. Hoe verschilt JAM van traditionele blockchainnetwerken?

JAM is ontworpen als een gedistribueerde computer die verschillende taken kan uitvoeren, uitgedrukt in services. In tegenstelling tot traditionele blockchains heeft de blockchain van JAM zelf minimale functionaliteit, zonder gebruikerstransacties direct op de blockchain.

2. Maakt Agile Coretime deel uit van het Polkadot-ecosysteem?

Ja, Agile Coretime wordt binnenkort geïntegreerd in Polkadot en vervolgens beschikbaar op JAM.

3. Wat is het hoofddoel van JAM?

Om een ​​flexibel en efficiënt raamwerk voor gegevens- en rekenbeheer te bieden en zo de integriteit en beveiliging van het netwerk te waarborgen.

4. Wat is het verband tussen JAM en Polkadot?

JAM is ontworpen om de Polkadot Relay Chain verder te ontwikkelen, waardoor flexibele toevoeging van services mogelijk is die compatibel zijn met het parachain-protocol.

5. Hoe kunnen ontwikkelaars meedoen aan JAM?

Ontwikkelaars kunnen na de publicatie van de RFC met JAM in contact blijven en op de hoogte blijven via de updates en communityforums van Parity.

6. Wat is de rol van DOT in JAM?

DOT blijft de native token van JAM en er worden geen nieuwe native tokens uitgegeven.

7. Waar kan ik meer over JAM leren?

Ga voor gedetailleerde informatie naar de JAM Chain-pagina , bezoek graypaper.com of neem contact op met de Polkadot-experts van Antier.