계층적 구조

​

확장성 도전

전통적인 블록체인들은 불가능한 선택에 직면합니다: 작고 안전하게 유지할 것인가, 아니면 크지만 취약하게 성장할 것인가. Quai의 계층적 구조는 이러한 제한을 깨뜨립니다. 혁신: 모든 가지가 독립적으로 트랜잭션을 처리하지만 줄기가 모든 가지의 보안을 보장하는 나무를 상상해보세요. 그것이 Quai의 계층적 구조입니다 - 여러 블록체인 “가지들”이 전체 “나무”의 보안을 공유하면서 병렬로 작동합니다.

​

작동 방식

세 단계의 조직:

1. 프라임 체인 (줄기): 전체 네트워크를 조정
2. 리전 체인 (주요 가지): 지리적 영역을 조직
3. 존 체인 (잎): 실제 트랜잭션을 처리

핵심 돌파구:

• 전통적 샤딩: 보안을 분할 (위험함)
• Quai의 접근법: 작업량만 분할 (안전함)

각 존은 병합 마이닝을 통해 전체 네트워크의 완전한 보안을 유지하면서 독립적으로 트랜잭션을 처리합니다.

​

이것이 중요한 이유

사용자를 위해:

• 50,000+ TPS: 비자보다 더 많은 트랜잭션 처리
• 페니 이하 수수료: 대규모 확장에서도 지속 가능
• 5초 블록: 거의 즉시 트랜잭션 확인
• 글로벌 규모: 수십억 사용자를 위한 준비

네트워크를 위해:

• 무제한 성장: 수요 증가에 따라 새로운 존 추가
• 유지된 보안: 모든 존이 완전한 네트워크 보호를 받음
• 최적화된 성능: 마이너들이 최고 효율을 위해 자체적으로 조직화

​

보안 혁신

전통적 샤딩 문제: 블록체인이 샤드로 분할될 때, 각 샤드는 일반적으로 보안의 일부분만 받습니다. 10개의 샤드가 있는 네트워크는 각 샤드에 총 보안의 10%만 제공할 수 있어 - 공격에 취약하게 만듭니다. Quai의 해결책: 병합 마이닝을 통해, 모든 존의 모든 트랜잭션이 네트워크 보안의 100%를 받습니다. 이는 무제한 병렬 처리를 허용하면서 완전한 해시 기반 보안 보장을 유지합니다.

​

자체 최적화 성능

지연 문제: 네트워크 지연 - 노드 간 데이터 이동에 걸리는 시간 - 은 블록체인 성능의 주요 병목현상입니다. Quai의 독특한 해결책: 마이너들이 자연스럽게 최적 성능을 위해 스스로를 조직화하는 이유:

1. 높은 지연 = 낮은 수익 (더 많은 엉클 블록)
2. 마이너들이 자신의 존을 선택 최고 연결에 기반하여
3. 결과: 중앙 계획 없는 지리적 자체 조직화

개선의 수학적 근거: 이 관계는 t = pnlog_m(n)로 설명됩니다. 여기서:

• t = 전파까지의 시간
• p = 노드 간 핑 시간
• n = 네트워크의 노드 수
• m = 연결된 피어의 평균 수

실제 예시:

• 비트코인: 8홉 × 100ms 핑 = 800ms 총 전파 시간
• Quai 존들: 3홉 × 10ms 핑 = 30ms 총 전파 시간
• 개선: 25배 빠른 데이터 전파

이 자체 조직화 시스템은 중앙 조정 없이 자연스럽게 최적화된 지역 네트워크를 만듭니다.

​

병렬 처리 능력

Quai를 블록체인을 위한 멀티코어 프로세서로 생각해보세요. 각 존 체인은 독립적인 CPU 코어처럼 작동하며, 완벽하게 동기화된 상태로 트랜잭션을 병렬로 처리합니다. 체인들의 협력 방식:

• 독립적 운영: 각 존이 자체 스케줄에 따라 블록 생성
• 완벽한 조정: 해시 링크된 참조가 모든 체인을 동기화
• 원자적 연산: 크로스체인 트랜잭션이 완전히 완료되거나 전혀 완료되지 않음

3계층 아키텍처: † Quai 네트워크의 블록 생성은 확률론적 과정으로, 실제 블록 시간은 약간의 변동이 있을 것입니다. 이 시간들은 2×2 네트워크 구성(2개 리전, 리전당 2개 존, 총 4개 존)에 대해 계산되었습니다.

​

간단하게 시작: 단일 샤드 런칭

왜 하나로 시작하나? Quai 네트워크는 불필요한 샤드를 추가하는 것이 다음과 같은 문제를 일으키기 때문에 단일 존 체인으로 시작합니다:

• 집계 보안 감소: 필요하지 않을 때 해시레이트 분할
• 정산 시간 증가: 혜택 없는 복잡성
• 자원 낭비: 사용되지 않는 용량을 위한 인프라 운영

자동 확장 트리거: 지속된 수요로 인해 엉클 비율이 연장된 기간 동안 20%를 초과하면, 네트워크는 새로운 샤드를 추가하여 자동으로 확장됩니다. 이는 성장의 모든 단계에서 최적의 보안과 성능을 보장합니다.

​

프라임 체인: 글로벌 조정자

목적: 네트워크의 백본 역할을 하여, 모든 리전이 동기화된 상태를 유지(여러 개가 존재할 때)

• 보안: 최대 보안을 위해 네트워크 해시레이트의 100%로 마이닝
• 기능: 순수한 조정 - 트랜잭션이나 계정 없음
• 역할: 네트워크가 단일 샤드를 넘어 확장될 때 활성화

​

리전 체인: 지리적 조직

목적: 최적 성능을 위해 지리적 영역 내의 존들을 조직(확장 중 활성화)

• 보안: 각 리전이 총 해시레이트의 ~1/N을 받음 (N = 리전 수)
• 기능: 자신의 리전 내 존 체인들을 조정
• 활성화: 네트워크 수요가 확장을 트리거할 때 생성

​

존 체인: 트랜잭션이 발생하는 곳

목적: 실제 작업자들 - 모든 사용자 트랜잭션을 처리

• 속도: 거의 즉시 확인을 위한 5초 평균 블록 시간
• 기능: 계정을 저장하고 트랜잭션을 처리하는 유일한 체인
• 초기 상태: 네트워크가 하나의 존 체인으로 런칭
• 확장: 수요에 기반하여 추가 존들이 추가됨

각 존은 독립적인 실행 스레드로 작동합니다. 네트워크가 성장함에 따라, 이는 진정한 멀티스레드 블록체인 환경을 만듭니다.

​

크로스체인 통신

혁신: 일치 블록을 통해, Quai는 네트워크의 모든 체인 간에 자연스러운 브리지를 만듭니다. 이러한 해시 링크된 참조들은 추가 인프라 없이 무신뢰 크로스체인 트랜잭션을 가능하게 합니다. 작동 방식:

• 자동 생성: 병합 마이닝이 자연스럽게 이러한 연결을 생성
• 제로 오버헤드: 마이너들로부터 추가 작업이 필요 없음
• 무신뢰 전송: 중개자 없이 체인 간 자산 이동
• 원자적 연산: 크로스체인 트랜잭션이 완전히 완료되거나 전혀 완료되지 않음

이는 해시 기반 블록체인 간의 최초의 진정으로 탈중앙화된 브리지를 나타내며, 전체 네트워크에서 원활한 상호 운용성을 가능하게 합니다.