IOTA 2.0 Forschungsspezifikationen

Dieser Beitrag soll kurz die Forschungsspezifikationen vorstellen, die wir mit der Veröffentlichung des IOTA 2.0 DevNet (Nectar) zur Verfügung gestellt haben. Die Spezifikationen können hier gefunden werden. Ihr Zweck ist es, den aktuellen Stand des IOTA 2.0-Protokolls sorgfältig zu erklären, sowohl für interne als auch für externe Entwickler, die auf Nectar aufbauen oder es testen wollen, für Akademiker, die das Protokoll analysieren, modellieren und optimieren wollen und eine rigorose Beschreibung jedes Moduls benötigen, und für Community-Mitglieder und jeden, der einfach mehr über das Protokoll erfahren möchte.

Wir hoffen, dass dieser Beitrag ein nützlicher Leitfaden zu den IOTA 2.0-Forschungsspezifikationen ist, und wir hoffen, dass Sie in sie eintauchen, um so viel wie möglich darüber zu lernen, wie das IOTA 2.0 DevNet funktioniert! Bevor Sie jedoch die Spezifikationen lesen, möchten wir dem Leser ein paar Punkte erklären.

Was sind Forschungsspezifikationen?

Diese Sammlung enthält Spezifikationen zu jeder wichtigen experimentellen Komponente von Coordicide. Es gibt jedoch zwei wichtige Vorbehalte bezüglich dieser Dokumente.

Erstens: Keiner der Parameter ist endgültig festgelegt. Obwohl unsere früheren Studien bestimmte Bereiche für jeden dieser Parameter angeben, erfordert die Abstimmung jedes Parameters auf seinen optimalen Wert eine Menge Tests und Forschung. Glücklicherweise können wir diese Forschung durchführen, während die Software entwickelt wird, da die Parameter, die wir feineinstellen, im Code sehr leicht zu ändern sind. In diesen Spezifikationen wird jeder Parameter auf eine fundierte Schätzung gesetzt.

Zweitens werden mehrere nicht-experimentelle Komponenten des Protokolls in diesem Dokument ausgelassen. Zum Beispiel werden Snapshotting (das Modul, das das Pruning von alten Nachrichten in Permaknoten verwaltet) und eine Beschreibung des Gossip-Protokolls weggelassen. Beide Komponenten sind gut verstandene Bestandteile des aktuellen Chrysalis-Mainnets, und daher waren wir der Meinung, dass es sich nicht lohnt, die Veröffentlichung der Spezifikationen zu verzögern, wenn man sie einbezieht. Im Inhaltsverzeichnis der Readme-Datei können Sie sehen, dass noch einige Spezifikationen fehlen. Diese werden im Laufe des Sommers hinzugefügt.

Ein letzter Punkt, der zu beachten ist, ist, dass diese Spezifikationen weder stabil sind noch einem strengen Versionierungssystem unterliegen. Nectar ist ein Forschungsprototyp. Als solcher wird er zur Forschung und zur Verfeinerung der Spezifikationen verwendet, wenn dies zur Optimierung des Protokolls erforderlich ist. In den kommenden Monaten werden wir Daten sammeln und Experimente mit dem IOTA 2.0 DevNet durchführen. Wir haben viel über das Protokoll gelernt, indem wir es einfach gebaut haben, und die Informationen, die wir in dieser Phase durch Testen gewonnen haben, werden das Protokoll und zukünftige Implementierungen weiter verbessern.

Konkret werden wir:

• Optimieren der Parameter
• Verbesserung der Software-Implementierungen des Protokolls in Verbindung mit der Entwicklung der Bee- und Hornet-Nodes
• Identifizierung und Beseitigung potenzieller Leistungsengpässe
• Optimieren der Leistung jedes Moduls
• Vereinfachung des Protokolls durch Eliminierung aller Elemente, die sich als unnötig erweisen

Während wir diese Verbesserungen am Protokoll vornehmen, werden sich diese Spezifikationen ändern.

Jedes Protokoll, das die Verabschiedung erreicht, entwickelt sich ständig weiter und verbessert sich, und das IOTA-Protokoll wird nicht anders sein. Die IOTA-Forschungsabteilung wird immer danach streben, neue Entdeckungen zu machen, um das Protokoll zu perfektionieren, und wir werden auch immer eine Art von Forschungsspezifikationen pflegen, um die vorgeschlagenen Änderungen zu verfolgen.

Nectar-Dokumentation vs. Forschungsspezifikationen

Der Leser wird feststellen, dass das GoShimmer-Repository auf GitHub eine eigene Dokumentation enthält, die das Protokoll beschreibt. Wie verhält sich diese Dokumentation zu diesen Spezifikationen? Wie ist die Beziehung zwischen Nectar und diesen Spezifikationen?

Die Nectar-Dokumentation beschreibt, wie das Protokoll im IOTA 2.0 DevNet funktioniert, während die IOTA 2.0 Forschungsspezifikationen beschreiben, wie das IOTA 2.0 Protokoll aussehen sollte. Theoretisch sollten diese gleich sein (und eines Tages werden sie es auch sein), aber derzeit gibt es einige Unterschiede.

Die Nectar-Dokumentation wurde für zwei Zwecke entwickelt. Erstens sollte sie unseren Forschungsingenieuren helfen, herauszufinden, wie bestimmte Module zu kodieren sind, da Teile des Prototyps vor der Spezifikation geschrieben wurden. Zweitens hilft die Dokumentation anderen, sowohl intern als auch extern, sich in der Codebasis zurechtzufinden. Daher ist die Nectar-Dokumentation nicht vollständig und deckt nur die Kernbereiche des Protokolls ab.

Da es sich bei Nectar um einen Prototyp handelt, wurden bei der Implementierung auch einige Abkürzungen genommen. Zum Beispiel ist das dRNG-Komitee feststehend, anstatt auf Basis des Konsens-Manas zu rotieren. Dies vereinfacht die Implementierung und erlaubt es uns, die erforderliche Forschung durchzuführen. Die Forschungsspezifikationen sagen, wie das Komitee ausgewählt werden soll.

Protokoll vs. Implementierungsspezifikationen

Ein Protokoll ist eine Vereinbarung zwischen mehreren Knoten, wie Daten ausgetauscht und interpretiert werden sollen. Die Implementierung des Protokolls ist die Software, die die tatsächlichen Operationen ausführt, die durch das Protokoll vorgegeben sind. Das Protokoll ist eindeutig und fest, während die Implementierung variiert. Zum Beispiel schreibt HTTP (HyperText Transfer Protocol) vor, wie Ihr Browser mit Internetservern kommunizieren soll. Es gibt verschiedene Browser (Firefox, Chrome, Safari, usw.), die dieses Protokoll ausführen. Intern arbeiten diese Browser sehr unterschiedlich und haben verschiedene Funktionen und Designs, aber sie kommunizieren alle auf die gleiche Weise mit einem Server.

IOTA 2.0 ist ein standardisiertes Protokoll und wird daher spezielle Protokollspezifikationen haben, die vorschreiben, wie sich IOTA-Knoten zu verhalten haben. Die IOTA Foundation wird zwei Software-Implementierungen dieses Protokolls erstellen: Bee und Hornet, geschrieben in Rust bzw. Go. Jede dieser Implementierungen wird jedoch Implementierungsspezifikationen haben, die genau beschreiben, wie die Software funktioniert. Mit Hilfe der Protokollspezifikationen kann (und wird hoffentlich irgendwann) jeder seine eigenen Softwareimplementierungen mit eigenen Implementierungsspezifikationen schreiben.

Diese Forschungsspezifikationen sind eine Mischung aus den Protokollspezifikationen und den Implementierungsspezifikationen. Warum ist dies der Fall? Da alle unsere Ideen in Code getestet werden müssen, müssen wir gleichzeitig das Protokoll und eine Implementierung des Protokolls entwickeln. Alle Ideen, die nicht effizient implementiert werden können, müssen verworfen werden. Jetzt, wo wir einen funktionierenden Prototyp haben, können wir damit beginnen, das Protokoll von diesen Spezifikationen zu trennen, während die Entwicklungsabteilung an der Implementierung arbeitet.

Wir hoffen, dass dieser Beitrag informativ war, und wir hoffen, dass auch die nicht so technisch interessierten Leser sich die Zeit nehmen, die Forschungsspezifikationen durchzusehen oder sie sogar im Detail zu lesen, wenn Sie dazu geneigt sind. Natürlich sind wir sehr stolz auf unsere Rolle bei der Entwicklung des Protokolls bis zu diesem Punkt, und es ist wunderbar, dass eine gut informierte Gemeinschaft Interesse an unserer Arbeit zeigt.

Original by William Sanders: https://blog.iota.org/iota-2-0-research-specifications/