Freigabestrategie für Chrysalis (IOTA 1.5)

Original by Jacub Cech: https://blog.iota.org/release-strategy-for-chrysalis-iota-1-5-4ea8741ea3a1 (15.05.2020)

Eine der Hauptaufgaben der IOTA-Stiftung besteht darin, einen Entwicklungsfahrplan zu definieren und umzusetzen, der die IOTA zur Produktionsreife und Annahme bringt. In einem komplexen und sich ständig verändernden Ökosystem wie DLT ist eine klar definierte Vision – und eine Strategie, wie man dorthin gelangt – der Schlüssel zum Erfolg.

Das IOTA-Hauptnetz ist seit 2016 in Betrieb, so dass die Definition einer neuen Entwicklungsstrategie die Anpassung unserer Annahmen an das Feedback und die Anforderungen der Industrie beinhaltet. Dazu gehört auch die schwierige Entscheidung, bestimmte Projekte, die nicht mehr durchführbar oder relevant sind, einzustellen oder neu zu definieren. Im Mittelpunkt dieser neuen Strategie steht die ausschließliche Konzentration auf Technologien, die innerhalb eines Zeitrahmens von zwei Jahren eingeführt werden sollen.

Die Coordicideforschung hat viele neue Konzepte identifiziert, die unglaublich wertvoll sind, wenn sie heute auf dem IOTA-Hauptnetz umgesetzt werden. Dies hat uns dazu veranlasst, unsere Engineering-Strategie um Chrysalis (IOTA 1.5) herum zu formalisieren, eine Reihe von Upgrades des Protokolls, mit denen die Unternehmen noch vor der Einführung von Coordicide die Marktreife erreichen.

Der Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass ein großer Teil des schweren Hebens und der Migration für Token-Inhaber und -Entwickler vor der Einführung von Coordicide stattfinden wird, wodurch der Übergang zwischen den Upgrades für Chrysalis (IOTA 1.5) und Coordicide (IOTA 2.0) vereinfacht wird.

Das Ziel der IOTA-Stiftung in den nächsten zwei Quartalen besteht darin, das IOTA-Hauptnetz (und angrenzende Technologien) erfolgreich zu spezifizieren, zu implementieren, zu testen und auf diese neue Version des Protokolls aufzurüsten.

Die beabsichtigten Ergebnisse für Chrysalis sind:

• einfacher Übergang zu Coordicide: Mit den bedeutenden Fortschritten von Coordicide und der baldigen Einführung von Alphanet wollen wir sicherstellen, dass alle Entwickler und Unternehmen, die auf Chrysalis bauen, mit dem späteren Übergang zu Coordicide keine bahnbrechenden Veränderungen erleben werden.
• Erhebliche Leistungsverbesserungen: Mit den von Chrysalis eingeführten Änderungen werden wir eine wesentliche Verbesserung der Skalierbarkeit und Zuverlässigkeit des IOTA Mainnet erleben. Das Hauptnetz wird in der Lage sein, mehrere hundert TPS zu verarbeiten.
  Verbesserte Erfahrung der Entwickler: Die neuen Protokollfunktionen, die neuen Bibliotheken, die neuen Module und die neue Brieftasche werden IOTA zu einer der besten Plattformen machen, auf der man aufbauen kann, wodurch die Reibung, die Entwickler heute erleben, beseitigt wird.
• Beschleunigte Einführung: Chrysalis wird IOTA unternehmenstauglich machen, mit stabilen und zuverlässigen Technologien, die es Startups, Unternehmen und Regierungen ermöglichen, Produkte auf der Grundlage von IOTA zu entwickeln und auf den Markt zu bringen.

Das Chrysalis-Upgrade ist ein komplexes Unterfangen. Wir müssen eine Reihe von verschiedenen Produkten koordinieren, um einen reibungslosen Übergang für die derzeitigen Benutzer und Partner der IOTA zu gewährleisten. Abgesehen von der Kern-Knoten-Software müssen wir auch unsere Wallet-Software, unsere Bibliotheken und die gesamte Infrastruktur aktualisieren.

Eine weitere wichtige Anforderung ist die Leichtigkeit des Übergangs zum künftigen Coordicide-Netzwerk. Durch sorgfältige Planung der bahnbrechenden Änderungen, die im Laufe der Zeit eingeführt werden, und durch die Unterstützung unserer Entwicklertools werden wir sicherstellen, dass unser wachsendes Ökosystem von Entwicklern, Start-ups und Unternehmen zuverlässig neue innovative Produkte auf der IOTA entwickeln und auf den Markt bringen kann.

Der Plan zur Implementierung von Chrysalis ist in zwei Phasen unterteilt.

Die erste Phase besteht aus verbesserter Spitzenauswahl (URTS), Meilensteinauswahl, Weißer Flagge und Autopeering. Diese werden nach und nach in die Knotenpunkt-Software implementiert und voraussichtlich bis Anfang Juli abgeschlossen sein. Diese Phase erfordert ein Upgrade aller Knoten, einschließlich des Koordinatorknotens, und erfordert keine Momentaufnahme.

Das Ergebnis der ersten Phase von Chrysalis wird sein:

• Transaktionsbestätigungszeiten von etwa 10 Sekunden
• Transaktionen müssen nur sehr selten neu angebracht werden
• Eine beträchtliche TPS-Erhöhung im Hauptnetz
• Leistungs- und Zuverlässigkeitsverbesserungen für Knoten
• Reduzierte Knoten-Einrichtungszeiten durch Autopeering

Die zweite Phase besteht aus UTXO, Atomtransaktionen, wiederverwendbaren Adressen (Ed25519) und dem Übergang zu einem binären Transaktionslayout. Diese stellen bedeutende Änderungen des Kernprotokolls und der Art und Weise dar, wie Transaktionen strukturiert werden. Sobald alles getestet, validiert und geprüft worden ist, werden wir eine globale Momentaufnahme durchführen, damit das gesamte Netzwerk, die Brieftaschenbenutzer und die Börsen ein Upgrade durchführen können. Wir gehen derzeit davon aus, dass dies etwa Ende Oktober geschehen wird.

Das Ergebnis der zweiten Phase von Chrysalis wird sein:

• Wiederverwendbare Adressen und Unterstützung für mehr Standard-Kryptographie (EdDSA), wodurch Hardware-Unterstützung für alle wichtigen Architekturen möglich wird
• Vereinfachtes Transaktionslayout und eine Verringerung der Transaktionsgröße, wodurch die Leistung weiter gesteigert wird
• Einführung neuer Merkmale, wie z.B. mokierte Vermögenswerte (farbige Münzen)
• Signifikante Verbesserungen der Nutzbarkeit und Zuverlässigkeit von IOTA

Knotenbetreiber und Integrationspartner müssen ihre Knoten aufrüsten, um mit dem Netzwerk synchron zu bleiben und jegliche Software mit IOTA-Integration zu aktualisieren. Wir werden uns direkt an den Austausch, unsere Partner und die breitere Gemeinschaft wenden, um sie durch diesen Prozess zu führen.

Die Einführung wiederverwendbarer Adressen ist eine wichtige Änderung für Token-Inhaber. Dies wird die Benutzerfreundlichkeit von IOTA erheblich verbessern und die Integration in neue Börsen, Brieftaschen und Zahlungssysteme viel einfacher machen. Wir bauen eine neue Brieftasche, die es den Token-Inhabern ermöglichen wird, vom derzeitigen WOTS-Adressenschema zum neuen EdDSA-Schema überzugehen.

In den nächsten Monaten werden wir diesen Übergang für jeden im IOTA-Ökosystem so nahtlos wie möglich gestalten. Dazu gehören eine Vielzahl von Verbesserungen und Aktualisierungen unserer Bibliotheken und Software sowie Schulungs- und Ausbildungsveranstaltungen für unsere Partner. Wir wollen sicherstellen, dass sich jeder voll und ganz darüber im Klaren ist, wie die Zukunft des IOTA-Protokolls aussehen und funktionieren wird und was er tun muss, um ein Upgrade durchzuführen.

Vom Plan zur Aktion

Im Zusammenhang mit Chrysalis mussten wir Entscheidungen darüber treffen, wie wir diese bevorstehenden Veränderungen am besten umsetzen können, um eine korrekte und rechtzeitige Umsetzung und einen nahtlosen Übergang von unserem derzeitigen Zustand zu Chrysalis und später zu Coordicide zu gewährleisten. Im Folgenden erhalten Sie einen Überblick über die verschiedenen Komponenten, an denen wir arbeiten, um diese neue Zukunft für die IOTA erfolgreich umzusetzen.

Spezifizierung und Standardisierung

Spezifikationen sind ein wichtiger Teil unseres neuen Entwicklungsprozesses. Alle unsere neuen Softwareprojekte (Knotensoftware, Brieftasche, Identität, Zugriff, Streams usw.) werden vollständige Spezifikationen haben. Die Spezifikationen ermöglichen es externen Parteien, die beabsichtigte Funktionalität eines Projekts zu verfolgen (z.B. für Audits) oder ihre eigenen Implementierungen in verschiedenen Sprachen zu entwickeln. Der Spezifikationsprozess, der auch vom Forschungsteam von Coordicide verfolgt wird, ist der Schlüssel zur Standardisierung der IOTA und ihrer verwandten Produkte.

Für alle bevorstehenden Chrysalis-Änderungen haben wir Protokoll-RFCs eingeführt. Viele Chrysalis-Komponenten sind vollständig spezifiziert worden, und wir beabsichtigen, sie alle bis Ende Mai fertigzustellen. Wir begrüßen jeden Beitrag von der IOTA und der breiteren Gemeinschaft. Die Liste der RFCs lautet:

• Verbesserte Spitzenauswahl (URTS)
• Auswahl der Meilensteine
• Weiße Flagge
• UTXO
• Wiederverwendbare Adressen (Ed25519)
• Layout für binäre Transaktionen

Knoten-Software

Das IRI ist seit einigen Jahren das Rückgrat des IOTA-Netzwerks. Zwar hat das Projekt im Laufe der Zeit erhebliche Verbesserungen für das IOTA-Netz gebracht, doch litt das Projekt stets unter erheblichen technischen Schwierigkeiten. Dadurch wurden jegliche Änderungen am Protokoll komplex, kostspielig und schwierig zu debuggen.

Während sich die Situation erheblich verbessert hat, ist es nun an der Zeit, zu neueren, flexibleren Lösungen überzugehen. IRI v1.8.6, derzeit als RC verfügbar, wird die letzte größere Version von IRI sein. Wenn Sie IRI verwenden, empfehlen wir Ihnen, Ihre Infrastruktur mit der kommenden Version v0.4.0 auf Hornet zu migrieren. Wir werden ein Tool zur Migration von DBs von IRI veröffentlichen, falls Sie Ihre Daten behalten wollen.

In Zukunft werden die Hornet- und Bee-Knoten IRI als IOTA-Kernknoten-Software ersetzen. Hornet ist ein EDF-unterstützter Community-Knoten, der in Go geschrieben wurde und sich bereits als stabile und performante Implementierung bewährt hat. Hornet wurde kürzlich erfolgreich von einer externen Firma geprüft. Die kommende Version v0.4.0 enthält viele Verbesserungen wie Objektspeicherung, Autopeering und weitere Leistungsverbesserungen. Bee ist ein IOTA-Foundation-Rust-Knoten und wir schätzen, dass seine erste Alpha-Version Ende Juni fertig sein wird.
Hornet und Bee bilden für uns die perfekte Basis für die Implementierung aller zukünftigen Chrysalis-Änderungen. Das Hornet-Entwicklungsteam hat kürzlich einen weiteren Zuschuss erhalten und wird direkt mit Ingenieuren der Foundation unterstützt.

Unterstützung der Bibliothek

Derzeit unterhält die IOTA Foundation 5 verschiedene Bibliotheksimplementierungen (Javascript, Python, Go, Rust, Java). Dies scheint zwar die naheliegendste Art und Weise zu sein, Bibliotheksunterstützung zu bieten, erzeugt jedoch Reibungsverluste im Hinblick auf Wartbarkeit, Interoperabilität und Funktionalität.

Für die bedeutenden bevorstehenden Chrysalis-Änderungen validieren wir derzeit – durch interne Tests und mit unseren Partnern – einen Ansatz, der es uns erlauben würde, uns hauptsächlich auf eine Rust-Bibliothek zu konzentrieren. Indem wir unsere Zeit auf eine einzige Kundenbibliothek konzentrieren, können wir eine vollständige Abdeckung, eine bessere Optimierung und eine vollständige Überprüfbarkeit sicherstellen. Wir planen, durch FFI und die Transpilation der Ruster Bibliothek Funktionalität für andere wichtige Programmiersprachen bereitzustellen, ohne dass es zu nennenswerten Leistungseinbußen kommt.

Wir werden die endgültigen Entscheidungen und internen Tests in den kommenden Wochen mit der Gemeinschaft teilen und unsere künftige Bibliotheksunterstützung klar definieren.

Brieftaschen-Unterstützung

Die Trinity-Brieftasche ist heute die beliebteste Brieftasche der IOTA. Das Team hat an einer vollständigen Überarbeitung der Brieftaschenarchitektur gearbeitet, sowohl für UX und UI als auch unter dem Gesichtspunkt der Sicherheit und Funktionalität. Kernstück wird eine neue, in Rust geschriebene Wallet-Bibliothek sein, die es anderen Entwicklern ermöglicht, IOTA-Wallets einfach in ihre Anwendungen zu implementieren. Eine weitere neue Bibliothek aus Rust, Stronghold, wird eine ultra-sichere Handhabung und Speicherung von Geheimnissen ermöglichen.

Infrastruktur

Derzeit unterstützt die IOTA-Stiftung zwei öffentliche Netzwerke: Mainnet und Devnet (Devnet ist für PoCs und Anwendungstests). Beide Netzwerke stellen öffentliche Endpunkte für Benutzer und Partner zur Verfügung. Lesen Sie mehr über die Netzwerke und wie Sie sich an unserer Dokumentation beteiligen können.

Wir werden sowohl Devnet als auch Mainnet migrieren, um auf Hornet und später sowohl auf Hornet- als auch auf Bee-Knoten zu arbeiten. Dies wird die Wartung beider Netzwerke erleichtern und ihren Durchsatz verbessern.

Comnet, ein Gemeinschaftsnetz von Hornet-Knoten, arbeitet derzeit mit einer stabilen Rate von 40-100 TPS und hat in Stresstests ohne Chrysalis-Komponenten bereits 300 TPS erreicht.

Als Teil der ersten Chrysalis-Phase werden wir auch die Ausgabezeiten und die Variabilität der Meilensteine in beiden Netzwerken reduzieren, einschließlich der Fixierung der KDF-Funktion (die zu einer erheblichen Varianz bei der Erzeugung von Meilensteinen führte).

Mit diesen Infrastruktur-Upgrades und dem Übergang zu Chrysalis werden wir weiterhin in engem Kontakt mit allen unseren Austausch- und Integrationspartnern stehen und sie eng unterstützen und beraten.

Sehen Sie sich die Live-Visualisierung des Comnet an: https://graph.comnet.manapotion.io/

Schlussfolgerung

Chrysalis ist die bisher vielversprechendste Serie von Upgrades für die IOTA. Sie ist ein wichtiger Schritt für unsere Unternehmensbereitschaft, mit erhöhtem Transaktionsdurchsatz, Netzwerkstabilität, verbesserter Benutzerfreundlichkeit und ermöglicht neue Funktionen und Anwendungsfälle. Die kommenden Wochen und Monate gehören zu den aufregendsten in der Geschichte der IOTA. Wir befinden uns auf einem klaren Weg zur Einführung von IOTA als grundlegende Technologie für das Internet der Dinge und darüber hinaus.

Um unsere Strategie für Chrysalis zusammenzufassen:

• Wir stellen Altprojekte ein, die teuer in der Wartung sind (IRI).
• Wir konzentrieren uns auf Hornet und Bee und modernisieren unsere gesamte Infrastruktur. Dies wird den Transaktionsdurchsatz erhöhen und die Stabilität des Netzwerks verbessern.
• Wir wenden bei allen Änderungen einen Spezifikationsprozess an, damit wir so viel internen und externen Input wie möglich erhalten.
• Chrysalis wird in zwei Stufen implementiert. Die erste wird voraussichtlich Anfang Juli, die zweite Ende Oktober abgeschlossen sein. Chrysalis erfordert erhebliche Änderungen nicht nur an der Knotenpunkt-Software, sondern auch an den Client-Bibliotheken, der Wallet-Software und jedem Produkt, das auf IOTA aufbaut.
• Für die Bibliotheken reduzieren wir die Anzahl der Implementierungen der Kernlogik, um die Entwicklungs- und Wartungskosten zu senken, die Überprüfbarkeit zu erhöhen und die zukünftige Flexibilität zu steigern. Gegenwärtig validieren wir die Integration mit mehreren Sprachen durch FFIs und Transpilation.
• Unsere neue Brieftaschenbibliothek – Stronghold – wird der neue Standard für IOTA-Seed-Management und -Sicherheit sein.
• Alle größeren und bedeutenden Veröffentlichungen werden unseren neuen Spezifikations- und Entwicklungsprozess durchlaufen, wobei gründliche Prüfungen durch externe Firmen durchgeführt werden.