Mimari

Teknik dokümanın mühendislik eşlikçisi — referans düğümün tasarımı nasıl hayata geçirdiği ve bunun ardındaki kararlar. Açıklayıcıdır, bağlayıcı değil.

İki yüklem, iki motor#

Bir sertifikanın baştan sona yaşamı:

 wallet or sequencer         network                        every full node
+-------------+   gossip   +--------------+               +---------------------+
| build cert  | ---------> | cert topic   | ------------> | STATELESS PIPELINE  |
| (reads,     |            | (TLS gossip) |               | V-rules, strict     |
| writes,     |            +--------------+               | Ed25519, program    |
| sigs, fee,  |                                           | re-execution        |
| deposit)    |                                           |  -> mark VALID      |
+-------------+                                           +----------+----------+
                                                                     | mempool
                                                                     v
                        miner (any node)                  +---------------------+
                      +----------------------+   block    | FOLD (sequential)   |
                      | order the hash list, | ---------> | per certificate:    |
                      | append forced certs, |   gossip   | APPLIED / SKIPPED / |
                      | RandomX solve        |            | FORCED_FAILED /     |
                      +----------------------+            | DROPPED -> state    |
                                                          +---------------------+

Geçerlilik durumsuz ve paraleldir: düğüm başına, sertifika başına bir kez, bloklardan önce ve onlardan bağımsız olarak çalışır. Uygulanabilirlik durumlu ve sıralıdır: fold içinde, sertifikanın işlendiği konumda çalışır. Madenci kendisine verilen hiçbir şeyi yürütmez: geçerliliği doğrulanmış olarak gördüğü özetleri sıralar ve proof of work'ü çözer ya da Era 2'de proof of stake'e geçişten sonra, kurada kendisine düşen slot'u imzalar. Tek yürütme işi, Era 1'den itibaren zorunlu yolunkidir: açık intent'leri kendi bloğunun sonundaki duruma karşı yürütebilir ve sonuçları, blok başına en fazla 16 tane olmak üzere ekleyebilir; her düğüm bunları ardından diğer her sertifika gibi denetler. Fold, bellek içi bir çalışma kümesi üzerinde sıkı bir döngüdür — karşılaştır, topla, yaz — ve hiçbir şey yürütmez.

Mühendislik ilkeleri#

P3, kuşkucu bir okurun en çok üstüne gitmesi gereken ilkedir ve üstüne gidilecek yer hazinedir: genesis hiçbir anahtar ve hiçbir harcama yolu içermez; dolayısıyla tutulacak, devredilecek ya da çalınacak bir ayrıcalık yoktur. Hazine 259.200 yüksekliğinden önce harcanamaz ve onu hangi kural açarsa açsın bir uzlaşı değişikliği olarak gelir — diğer her değişiklikle aynı toplumsal mekanizma, aynı reddedilme olasılığına tabi ve o zaman bile tam olarak tek bir hücreyi hareket ettirebilen. Kurucu payı bir anahtar değil, bir alacaktır: parametre dosyasında sabitlenmiş tek bir adrese, Era 2'nin epoch 1.095 olarak okuduğu 3.153.600 yüksekliğine kadar her sübvansiyonun %3'ü. O adres coin tutar ve başka hiçbir şeye erişemez. Yönetici anahtarı, kimse onay vermeden önce var olan ve her şeye erişen anahtardır.

Kriptografik ilkeller#

Yığın yolunu güvenli kılan şey, burulmanın reddedilmesidir. Karma mertebeli bir anahtar küçük mertebeli değildir, dolayısıyla hiçbir engelleme listesi ona ulaşmaz ve tam olarak eşçarpanlı bir yığın doğrulayıcının eşçarpansız tekil bir doğrulayıcıyla anlaşmazlığa düştüğü yerdir. Anahtar ve R asal mertebeli altgrupta olduğunda ikisinin denk olduğu kanıtlanabilir — dolayısıyla bir yığın doğrulayıcı, yığınlamadan önce aynı kodlama ve burulma kurallarını uygulamak koşuluyla eşçarpanlı olabilir. O yükümlülük, seçimin bedelidir ve yığın doğrulayıcı henüz yoktur.

Kurallı kodlama ve tanımlayıcılar#

Bütün uzlaşı nesneleri SSZ kaplarıdır: tek bir kurallı bayt kodlaması, map sıralaması yok, isteğe bağlı alan belirsizliği yok, ucuz kısmi ayrıştırma için sabit konumlar ve yerleşik merkleleştirme.

cert_id       = blake3("zcd/certid/v1" || ssz(certificate with an empty signature list))
cert_exemplar = blake3("zcd/cert/v1"   || ssz(certificate))
block_id      = blake3("zcd/block/v1"  || ssz(header))

İlk ikisi, farklı soruları yanıtlayan farklı özetlerdir ve birini ötekinin yerinde kullanan bir gerçekleştirim parasal olarak bozuktur. Kimlik, bu yetkilendirme faturalandırıldı mı sorusunu yanıtlar; örnek (exemplar) özeti ise bu baytlar bunu kanıtlıyor mu sorusunu. İkisi asla bir anahtarı paylaşmaz.

İmzalar kimliğin ön görüntüsünün dışındadır, çünkü bir imza rastgeleleştirilmiş bir gösterimdir: nonce'ı imzalayan seçer, her nonce aynı gövde üzerinde bir başka geçerli ve kusursuzca kurallı imza verir ve hiçbir doğrulayıcı hangisinin kullanıldığını denetleyemez. İçeride olsalardı, tek bir yetkilendirmenin her biri faturalandırılabilir ve her biri gerekli imzalayanlardan herhangi biri tarafından ötekilerin yetkisiyle üretilebilir sınırsız sayıda kimliği olurdu.

Bunu izleyen kural: ayrıştırın, iki kez doğrulamayın. Kod çözme kurallı biçimi dayatır, dolayısıyla kodu çözülmüş bir nesne kuruluş gereği yapısal olarak geçerlidir ve kural motorları biçimi hiç yeniden denetlemez.

Hücre modeli#

Bir hücre, bir slot'taki değerdir. Hücre değerleri, 32 baytta big-endian saklanan işaretsiz 256 bitlik tam sayılardır. Var olmayan hücreler sıfır olarak okunur — sıfır yokluktur, ki bu, bir gerçekleştirim kolaylığı değil, bir uzlaşı gerekliliğidir: state root'u, onu üreten geçmişin değil, durumun bir işlevi olarak tutar.

Bundan ayrı olarak protokol bir harcanmış adres kaydı tutar: imzalama yetkisi yakılmış one-shot adreslerin kalıcı uzlaşı kümesi.

Addr = version || blake3("zcd/addr/v1" || version || payload)[:31]

Paralellik tipli erişimden gelir. Bir okuma, hücresini nasıl kısıtladığını bildirir — EXACT ya da GUARD_GE, GUARD_LE, GUARD_EQ korumalarından biri — ve bir yazma ne yaptığını bildirir: SET, DELTA_ADD, DELTA_SUB ya da MARK_SPENT. Hesaplamayı yalnızca EXACT besler ve hücre değiştiğinde yalnızca EXACT bayatlar; bir koruma hiçbir şey döndürmez ve bir delta hiçbir şey okumaz; böylece yeniden yürütme, tam okumaların saf bir işlevi olarak kalır ve tek bir slot'a yönelik istenen sayıda korumalı borç ve alacak değişmeli olur. Sertifika başına, slot başına tek bir disiplin: bir set ile bir delta asla aynı slot'u paylaşmaz. Sıfır yazmak hücreyi siler; dolayısıyla hiç yazılmamış bir slot ile sıfır yazılmış bir slot aynı slot'tur.

One-shot ile kalıcı arasındaki fark, iki ayrı defter değil, bir adres biti olarak yüzeye çıkan bir cüzdan politikasıdır. Cüzdanlar varsayılan olarak gelen her ödeme için taze bir one-shot adres kullanır; bu, sıfır çekişmeli yoldur. Hesap isteyen kalıcı sürümü kullanır. Madencilik ödülleri kalıcı bir adrese aittir: uzlaşı ödeme adresi olarak her iki türü de kabul eder, ancak bir one-shot adres harcandığı anda tuttuğu her ödülü yakar; bu yüzden düğüm onu ödeme adresi olarak reddeder.

Kayıt girdisi asla sıkıştırılmaz. Harcanmış bir adres altındaki hücre değerleri, geri alma ufkundan sonra budanabilir; ama adresi harcanmış olarak kaydeden girdi, onun yeniden diriltilmesini engelleyen şeydir. Yalnızca ekleme yapılan bir uzlaşı durumudur, adres başına yaklaşık 33 bayt, sonsuza dek — protokolün dürüstçe kabul ettiği açık sorun; her nullifier kümesi tasarımıyla yapısal olarak paylaşılan bir sorun.

Durumsuz geçerlilik ve faturalandırma yasası#

V kuralları her sertifika üzerinde, paralel olarak, mempool'a kabulden önce ve blok doğrulaması sırasında çalışır ve sıfır durum ister: kurallı biçim ve zincir kimliği, her liste kendi sınırı içinde; imzalama kökü üzerinde katı Ed25519 altında doğrulanan her imza, imza kümesi hem yeterli hem de en küçük; programın bildirilen okumalara karşı yeniden yürütülmesinin tam olarak bildirilen yazmaları üretmesi; yetkilendirme gerektiren her yazma için yetkilendirme ve teminat hücresi üzerinde koşulsuz bir imza; bir kullanıcı adresinin yerel bakiyesi olan ve sertifikanın en kötü durumunu karşılayan bir teminat; öz tutarlılık, yani hiçbir yazmanın aynı slot'un bir okumasıyla çelişmemesi ve borçlandırılan hiçbir one-shot adresin harcanmış olarak işaretlenmekten kaçmaması; bir protokol hücresine hiçbir yazma olmaması; belirtilen her adreste tanımlı bir sürüm baytı; ve sıralayıcı anahtarı sıfır olmayan bir sözleşmede, tam yol üzerinde o anahtarın imzası.

Sistemin faturalandırma yasası tek bir cümledir ve tutunulacak şey odur:

Fold bir bloğu üç sınıfta sıralar ve üreticiye hiçbir takdir payı bırakmaz: önce ait oldukları sıralayıcı pipeline'larının sırasıyla fill'ler; sonra diğer her sertifika (deposit address, Seq, id) sırasıyla; en son da kimliğe göre zorunlu sertifikalar. Ardından her sertifikanın dört sonuçtan tam olarak biri olur ve altın vektörler bunları adlandırır:

Uygulanan, atlanan ve zorunlu-başarısız sertifikaların hepsi görüldü olarak işaretlenir ve görülmüş, süresi dolmuş ya da düşük teklifli bir sertifikayı dahil etmek bloğu geçersiz kılar; böylece hiçbir üretici, başkasının sertifikasını teminatını hasat etmek için yeniden dahil edemez ya da geciktiremez. Faturalandırılacak kimsesi olmayan başarısızlıklar — pipeline sayacı sıra dışı olan ya da fence sayacı ilerlemiş bir fill, okumaları tutmayan zorunlu bir sertifika — bunun yerine bloğu geçersiz kılar: bloğu elinde tuttuğu durumdan kuran üretici, bunu bilebilecek olan taraftır.

Era kapıları#

Etkinleşme yükseklikleri spec/params.json içinde yaşar. h1_vm = 80.640, Era 1'i açar: cEVM ve önceden dağıtılmış kütüphane, sıralayıcı anahtarı, yönetici ve fence sayacı taşıyan sözleşme kayıtları, intent'ler ve fill'ler, dizin ve zorunlu yol. Era'nın kendi sabitleri — 8 blokluk intent penceresi, her biri 4.000 türetme birimlik blok başına 16 zorunlu sertifika, bir dizin girdisinin, onu duyuran sertifikanın TTL'sinden sonra 259.200 blokluk ömrü — parametre dosyası tarafından taşınmaz, derlenir; çünkü bir parametre eklemek her canlı ağın genesis kimliğini değiştirirdi. Kapı bloğu bunları protokol hücrelerine yazar; böylece state root o andan itibaren onlara taahhüt eder.

h1_bond, mainnet'te ve açık testnet'te h1_vm değerine eşittir; dolayısıyla bağlama işlemleri orada hiç açılmaz: Era 1'de stake bağlama yoktur. Kod ağacı v1.0'ın sigortalama (underwriting), kiralama ve zorunlu kuyruk kurallarını hâlâ taşır ve bunlar yalnızca geliştirme ağında, onun h1_vm değerinin üstünde ve kendi v1 kapısının altında kalan 256 blokluk bir pencerede geçerlidir; bu pencere, o düzeneği kaydeden vektörlerin, düzeneğin geçerli olduğu bir ağa sahip olmayı sürdürmesi için vardır. h2_pos = 1.576.800 proof of stake için ayrılmıştır; genesis'te dondurulmuştur ve hiçbir kural onu okumaz. Era 2, yani proof of stake, sabitleri Era 1'inkiler gibi derlenmiş olarak, hard fork yoluyla kendi sürümüyle gelir: bağlamayı yüksekliğe göre epoch 182'de açar, rampasını etkin stake 30 epoch boyunca arzın %10'unu tuttuğunda ya da en geç epoch 273'te başlatır ve rampa tamamlandığında 5 saniyelik slot'lara geçer. Geçişten itibaren, gerçekte bir süre olan her genesis sabitini ölçtüğü birimle okur; dolayısıyla parametre dosyası değişmez.

Depo düzeni#

zycord/
  spec/       parameter sets, golden vectors, library images   <- THE PROTOCOL
  core/       consensus-critical; standard library only (P4)
    types/  crypto/  ssz/  u256/  state/  validity/  fold/  params/  genesis/
    cevm/          the certificate-adapted EVM; vendored interpreter, pure Go
    stdlib/        the pre-deployed library, its addresses and code hashes
    pow/randomx/   the mainnet engine: vendored C++, cgo, behind a build tag
  node/       storage/  chain/  verify/  mempool/  miner/  p2p/  sync/  rpc/  stratum/
  wallet/     key management, certificate builders (reference; not consensus)
  contracts/  the reference contracts, in Solidity
  sim/        simulator, fuzz harnesses, differential refold, chaos soak
  cmd/        zycordd, zcd
  desktop/    the wallet in a native window — a separate Go module
  docs/       architecture, protocol, operating guide, whitepaper

Bağımlılık okları yalnızca içeri doğrudur — node → core, wallet → core, asla tersi değil — ve core/ içindeki hiçbir şey core/ ile standart kitaplığın dışına uzanmaz. Adı konmuş ve dayatılan tek istisna: core/pow/randomx, ağaçtaki tek cgo'dur ve yalnızca derleme etiketi altında derlenir; dolayısıyla o etiket olmadan yapılan her derleme yine yalnızca standart kitaplığa dayanır ve bir C araç zinciri gerektirmez. Bunu dayatan denetimi CI çalıştırır, çünkü üçüncü taraf denetimi modül yollarını tarar ve cgo'nun böyle bir yolu yoktur — bu da kural eklenene kadar onu kimsenin dayatmadığı anlamına geliyordu.

Nasıl sınanıyor#

• Altın vektörler. Her fold, blok ve geçerlilik kuralının (pre-state, block) → (post-state | invalid, outcomes, fees) biçiminde olumlu ve olumsuz durumları vardır. Bu takım, bağımsız gerçekleştirimler için uyumluluk sözleşmesidir.
• Mağdur etme takımı. Uygulanmış ve atlanmış sertifikaların yeniden dahil edilmesi, süresi dolmuş dahil etme, düşük teklifli dahil etme, proposer karıştırması altında bağımlı zincirler, yak-ve-iade döngüleri, üçüncü taraf alacak fırtınaları, basım tavanı sınır yarışları.
• Özellik tabanlı. Proposer sırası permütasyonu altında fold belirlenimciliği, delta yer değiştirebilirliği, ABA dayanıklılığı ve korunum — yoldaki teminatlar, olgunlaşma halkası ve hazine hücresi dahil; çünkü hazineyi atlayan bir korunum denetimi her bloğu değer yaratıyor diye bildirir.
• Ayrımsal. Hız için değil, apaçıklık için yazılmış, bilerek naif ikinci bir fold gerçekleştirimi, gerçek olana karşı bulandırılır. Ayrışma, bir sürüm engelidir.
• Çekişmeli benzetim. Atlama fırtınaları, teminat boşaltma yarışları, düşürme tıkıştıran madenciler, yeniden düzenleme işkencesi, zaman damgası oynaması, hafif tutulma aktarma senaryoları. Senaryo yapılandırmaları işlenir; koşular tohumla yeniden üretilebilir.
• Eşzamanlılık, bilerek. Birden çok goroutine'in dokunduğu her bileşenin, sürecin gerçekte kullandığı biçimde, gerçekten eşzamanlı olan bir sınaması vardır. Tek goroutine'li bir takım üzerindeki -race hiçbir şey ölçmez ve başarı bildirir.
• Kaos yükleme sınaması. Gecikme, seğirme, kayıp ve bölünme enjekte eden bir vekil sunucunun arkasında, gerçek soketler üzerinde gerçek düğüm süreçleri; düğümler rastgele SIGKILL ile öldürülür. Bütün -race takımının kaçırdığı veri yarışını bulan yüzey budur.

Genesis bir tören değil, bir üründür#

zcd genesis, genesis bloğunu — boş durum, ilklendirilmiş beacon hücreleri, boş harcanmış kaydı, hiçbir türden tahsis yok — ve kimliğini yayar. Açılış, önceden kod etiketine, parametre özetine, genesis kimliğine ve açılış zamanına bağlandı; parametre kümesi de, özetini blok 1'in açığa çıkarmak zorunda olduğu bir açılış iletisine yönelik bir taahhüt taşıyordu; böylece hiç kimse zinciri duyurulan başlangıcından önce kazamazdı. Herkes ilk dördünü, kaynaktan, herhangi bir makinede, milisaniyeler içinde yeniden kurabilir. Güvenilecek başka bir şey yoktur.