Van minigames tot DeFi: Wat heeft TON nog nodig?

In de afgelopen maanden zijn we getuige geweest van een explosieve groei in het TON ecosysteem, met de lanceringen van Notcoin, Dogs, Hamster Kombat en Catizen op Binance. Deze vloedgolf heeft naar verluidt miljoenen nieuwe KYC-gebruikers naar verschillende exchanges gebracht en markeert een van de grootste blockchaintoepassingen van de afgelopen jaren. De prangende vraag blijft echter: wat is het volgende?

Ondanks het grote aantal gebruikers blijft de totale waarde van TON (TVL) relatief laag en is er geen merkbare toename van DeFi-protocollen. Dit heeft geleid tot zorgen en discussies over de lage gebruikerswaarde op de TON-keten en de tekortkomingen van de infrastructuur.

In dit artikel bespreken we kort een essentieel concept achter DeFi -atomaire swaps- en hoe LayerPixel (PixelSwap) gerelateerde uitdagingen aanpakt. Aan de ene kant is het initiële succes van DeFi terug te voeren op Ethereum, dat de hoeksteen werd voor DeFi-toepassingen en slimme contracten. Aan de andere kant brengt de opkomst van asynchrone blockchains zoals TON nieuwe kansen en uitdagingen met zich mee, met name op het gebied van componeerbaarheid.

1. Een korte geschiedenis van DeFi

Het DeFi-ecosysteem bloeide tijdens de “DeFi-zomer”, die voornamelijk rond Ethereum plaatsvond. Ontwikkelaars maakten gebruik van het ecosysteem van Ethereum, waar slimme contracten dienen als fundamentele bouwstenen die gecombineerd kunnen worden zoals LEGO-stukjes. Deze combinatiemogelijkheden zorgden voor een snelle verspreiding van gedecentraliseerde financiële toepassingen en diensten.

Het compositieparadigma van Ethereum maakt het mogelijk dat verschillende DeFi-protocollen op innovatieve manieren samenwerken. Belangrijke financiële primitieven zoals atomaire swaps, flitsleningen en leningen tegen onderpand laten zien hoe verschillende toepassingen op elkaar kunnen worden gestapeld om complexe, multifunctionele financiële producten te creëren.

Naarmate de DeFi volwassen werd, werden de beperkingen van het synchrone model van Ethereum – in het bijzonder met betrekking tot schaalbaarheid en hoge transactiekosten – steeds duidelijker. Dit stimuleerde de interesse in het onderzoeken van nieuwe blockchain architecturen, zoals asynchrone blockchains, die beloven enkele van deze inherente beperkingen te overwinnen.

2. Asynchrone blockchains: Een nieuw paradigma

Het traditionele model van Ethereum is synchroon en handhaaft een monolithische staat waarin elke transactie opeenvolgend wordt verwerkt. Asynchrone blockchains zoals TON gebruiken daarentegen een actormodel, wat resulteert in een aantal fundamentele structurele verschillen:

Ethereum – Synchrone blockchain (monolithische staat):

• Atoombewerkingen: Directe atomaire transacties zijn mogelijk omdat elke transactie, zelfs als deze meerdere smart contract toestanden wijzigt, als een enkele eenheid wordt behandeld. De Ethereum Virtual Machine (EVM) zorgt ervoor dat alle stappen in een transactie geïsoleerd zijn, waardoor gegarandeerd wordt dat ze allemaal uitgevoerd worden of niet.
• Sequentiële verwerking: Elke transactie moet wachten tot de vorige voltooid is, wat de doorvoer en schaalbaarheid natuurlijk beperkt.
• Wereldwijde staat: Alle transacties werken op een gedeelde globale toestand, wat het beheer van de toestand vereenvoudigt, maar conflicten verergert.

TON – Asynchrone Blockchain (Actormodel):

• Parallelle verwerking: Transacties kunnen gelijktijdig verwerkt worden door meerdere actoren of slimme contracten, wat de algehele schaalbaarheid en doorvoer verbetert. Slimme contracten op TON kunnen bijvoorbeeld werken als onafhankelijke eenheden of actoren, waarbij eenrichtingsberichten worden gebruikt om toestanden tussen actoren bij te werken.
• Gedistribueerde staat: Verschillende actoren hebben geïsoleerde toestanden, waardoor ze kunnen interageren zonder een enkele globale toestand te delen.
• Coördinatiecomplexiteit: Het implementeren van atomaire operaties in dit model is complex vanwege het gedistribueerde karakter.

Hoewel asynchrone blockchains belangrijke implicaties hebben voor schaalbaarheid, vormt het gebrek aan atomaire swaps een aanzienlijke barrière voor de ontwikkeling van DeFi op TON, ongeacht de complexiteit van de FunC/Tact taal. Zonder atomaire operaties en sequentiële verwerking wordt liquiditeit in leenprotocollen een uitdaging, hoe inventief de DeFi LEGO ook mag zijn.

LayerPixel en PixelSwap (dat de infrastructuur van LayerPixel gebruikt als onderdeel van zijn raamwerk) stellen een nieuwe aanpak voor om dit probleem aan te pakken, waarbij atomaire swaps mogelijk worden gemaakt en gestreefd wordt naar een veiligere en efficiëntere oplossing voor uitwisselingen en DeFi.

3. Uitdagingen van samenstelbaarheid op asynchrone blockchains

Het handhaven van de combineerbaarheid voor DeFi-toepassingen op asynchrone blockchains brengt complexe uitdagingen met zich mee, voornamelijk door de kenmerken van gedistribueerde toestanden en parallellisme:

Coördinatie van transacties:

• Synchronisatie: Het bereiken van een consistente toestand voor meerdere actoren op een bepaald tijdstip is complex. In tegenstelling tot een synchrone globale toestand die atomaire operaties vereenvoudigt, levert het synchroniseren van onafhankelijke actoren significante obstakels op.
• Consistentiemodellen: Asynchrone systemen vertrouwen vaak op zwakkere consistentiemodellen, zoals uiteindelijke consistentie. Het wordt een logistieke uitdaging om ervoor te zorgen dat alle relevante actoren een gemeenschappelijke staat bereiken zonder divergentie.

Staatsconsistentie:

• Controle op gelijktijdigheid: In een gedistribueerde omgeving kunnen race-condities optreden als meerdere transacties overlappende toestanden proberen bij te werken. Dit vereist complexe mechanismen om ervoor te zorgen dat transacties correct geserialiseerd worden zonder dat ze bottlenecks worden.
• Afstemming met de staat: Het afstemmen van verschillende toestanden tussen actoren en het implementeren van terugdraaimechanismen (als een deel van een transactie mislukt) moet robuust genoeg zijn om veranderingen netjes ongedaan te maken zonder inconsistenties te introduceren.

Afhandeling van storingen:

• Atomiciteit: Garanderen dat alle onderdelen van een transactie slagen of falen in een gedistribueerde, niet-atomaire omgeving is een uitdaging.
• Terugdraaimechanismen: Het efficiënt terugdraaien van gedeeltelijke wijzigingen in de transactiestatus zonder restinconsistenties achter te laten vereist geavanceerde technieken.

4. Pixelswap: De compositiekloof overbruggen

Pixelswap pakt deze uitdagingen aan door middel van een innovatief ontwerp dat een gedistribueerd transactieraamwerk introduceert dat op maat gemaakt is voor de TON blockchain. Deze architectuur houdt zich aan de BASE principes (een alternatief voor ACID) en bevat twee hoofdcomponenten: een transactiemanager en meerdere transactie-executors.

Saga transactiemanager:

Orkestreert complexe transacties in meerdere stappen en omzeilt de beperkingen van het 2-fase commit (2PC) protocol, dat geschikt is voor langlopende gedistribueerde transacties.

• Levenscyclusbeheer: Beheert de hele levenscyclus van een transactie door deze op te splitsen in kleinere, onafhankelijk uitvoerbare stappen, elk met een eigen compensatieoperatie in geval van mislukking.
• Taaktoewijzing: Verdeelt de hoofdtransactie in afzonderlijke, geïsoleerde taken en wijst deze toe aan de juiste uitvoerders van de transactie.
• Vergoedingen: Zorgt ervoor dat elke saga corresponderende compensatietransacties heeft die gestart kunnen worden om gedeeltelijke wijzigingen ongedaan te maken, zodat de consistentie behouden blijft.

Uitvoerders van transacties:

Verantwoordelijk voor het uitvoeren van de toegewezen taken tijdens de transactielevenscyclus.

• Parallelle verwerking: Executors werken gelijktijdig om de doorvoer te maximaliseren en de systeembelasting te balanceren.
• Modulair ontwerp: Elke transactie-executeur is modulair ontworpen, zodat verschillende functionaliteiten kunnen worden geïmplementeerd, zoals verschillende swapcurves, flitsleningen en onderpandprotocollen. Deze modulariteit zorgt ervoor dat deze functies naadloos kunnen samenwerken met de Saga transactiemanager, waardoor het kernprincipe van DeFi-composability behouden blijft.
• Uiteindelijk consistentie: Zorgt ervoor dat de lokale status van uitvoerders gesynchroniseerd blijft en overeenkomt met de algemene gedistribueerde status van de transactie.

Dankzij deze functies maken de transactie-executors van Pixelswap robuuste, schaalbare en asynchrone transactie-uitvoering mogelijk, waardoor het mogelijk wordt om complexe en samenstelbare DeFi-applicaties op TON te maken.

5. Conclusie

Samenvattend, de toekomst van DeFi vereist aanpassing aan de paradigmaverschuiving van synchrone naar asynchrone blockchains met behoud en verbetering van kritieke principes zoals combineerbaarheid. De opkomst van Pixelswap op de TON blockchain combineert op elegante wijze robuustheid, schaalbaarheid en combineerbaarheid en positioneert het als een baanbrekende oplossing.

Door te zorgen voor naadloze interactiemogelijkheden en sterk transactiebeheer maakt Pixelswap de weg vrij voor een dynamischer, schaalbaarder en innovatiever DeFi-ecosysteem.