Kanali stanja za mikroplaćanja u P2P tržištu propusnosti

Problem s tradicionalnim blockchainom u sustavima za razmjenu propusnosti

Jeste li ikada pokušali platiti kavu polugom zlata i tražiti ostatak novca? Upravo tako izgleda pokušaj pokretanja P2P tržišta propusnosti (bandwidth) na standardnom blockchainu.

Matematika jednostavno ne funkcionira za male pakete podataka. Ako od susjeda kupujem 10 MB propusnosti, to bi moglo koštati tek djelić centa. Međutim, na Ethereum mreži, pa čak i na nekim bržim lancima, naknada za transakciju (gas fee) za slanje te uplate mogla bi iznositi 2 ili 5 dolara. (Što su naknade za plin u kriptovalutama? Objašnjenje ETH naknada)

• Neuspjeh mikrotransakcija: Ne možete potrošiti 1,00 $ na naknade kako biste prenijeli vrijednost od 0,01 $; to je nepremostiva prepreka za aplikacije poput decentraliziranog VPN-a (dVPN).
• Kašnjenje (Latencija): Čekanje od 30 sekundi na potvrdu bloka dok vaš video prijenos zastajkuje (buffering) predstavlja užasno korisničko iskustvo. (YouTube sada umjetno usporava platformu korisnicima... - Reddit)
• Uskas grla propusnosti mreže: Većina blockchain mreža ne može podnijeti tisuće sitnih "plaćanje-po-paketu" (pay-per-packet) poruka koje istovremeno pristižu u glavnu knjigu.

Prema izvješću CoinMetricsa (2023.), visoki transakcijski troškovi često čine mikroplaćanja neisplativima, prisiljavajući programere da traže rješenja izvan glavnog lanca (off-chain).

Jasno je da nam je potreban način plaćanja koji ne zahtijeva interakciju s glavnim lancem za svaku pojedinačnu transakciju. U nastavku ćemo istražiti kako državni kanali (state channels) zapravo rješavaju ovaj problem.

Razumijevanje državnih kanala (State Channels) u dVPN kontekstu

Zamislite da morate zvati banku i plaćati naknadu za bankovni prijenos svaki put kada kupite žvakaću gumu. Upravo je to noćna mora koju državni kanali rješavaju za korisnike decentraliziranih VPN-ova (dVPN) koji žele surfati internetom bez da ih opterete visoke naknade za mrežne transakcije (gas fees).

Državni kanal možete zamisliti kao otvoreni račun u baru. Vi i pružatelj usluge (čvor) zaključate određeni iznos tokena u pametni ugovor (transakcija "otvaranja"), a nakon toga možete razmijeniti milijun malih ažuriranja bez ponovnog doticaja s glavnim blockchainom sve dok ne završite s korištenjem.

• Otvaranje kanala: Svoj budžet "polažete" u sigurni trezor na lancu (on-chain). Ovo je jedan od rijetkih trenutaka kada doista plaćate mrežnu naknadu.
• Potpisivanje digitalnih čekova: Dok prenosite podatke, vaš klijent šalje sitna, potpisana "obećanja o plaćanju" za svaki potrošeni megabajt. Ti podaci ostaju izvan lanca (off-chain), što ih čini trenutnim i besplatnim.
• Konačni obračun: Kada se odspojite, konačni saldo šalje se na blockchain. Pružatelj usluge dobiva svoju ukupnu zaradu, a vama se vraća ostatak sredstava.

Možda se brinete: "što ako čvor uzme moj novac i nestane?" Tu nastupa pametni ugovor koji djeluje kao neutralni sudac. Ako pružatelj pokuša varati ili postane nedostupan, možete iskoristiti svoje posljednje potpisano stanje kako biste pokrenuli "razdoblje osporavanja" (challenge period) i povratili svoja sredstva.

Prema istraživanju organizacije L4 Research (2018.), državni kanali su sustavi s "minimalnim povjerenjem" (trust-minimized) jer glavni lanac intervenira samo u slučaju spora. To omogućuje iznimnu brzinu na tržištima propusnosti (bandwidth markets) — koja dijele istu osnovnu arhitekturu kao i ostali sustavi za visokofrekventna plaćanja.

Ovo je elegantan način zaobilaženja problema skalabilnosti, ali kako zapravo dokazati da pružatelj usluge šalje stvarne podatke? Tu stvari postaju doista zanimljive.

Uloga mikro-plaćanja u rudarenju propusnosti

Jeste li se ikada zapitali zašto bi itko ostavio svoje računalo uključeno cijelu noć samo kako bi neznancu u drugoj zemlji omogućio korištenje svog Wi-Fi-ja? Nije stvar samo u ljubaznosti – stvar je u zaradi, a mikro-plaćanja su upravo ono što omogućuje da ovaj "Airbnb za internetsku propusnost" funkcionira bez golemih bankovnih naknada.

Kada pokrenete čvor (node), vi zapravo rudarite tako što dijelite svoj neiskorišteni kapacitet. Moderne dVPN aplikacije sada vam omogućuju da sami postavite cijene, što znači da imate potpunu kontrolu nad svojom "digitalnom trgovinom". Prema pregledu ekosustava za 2024. godinu koji je objavio Messari, decentralizirane mreže fizičke infrastrukture (DePIN) cvjetaju jer pretvaraju neaktivni hardver u imovinu koja generira prinos.

• Pasivne kripto nagrade: Zarađujete tokene za svaki megabajt (MB) koji prođe kroz vašu kućnu mrežu. To je poput solarnih panela koji prodaju višak struje natrag u mrežu, ali za internet.
• Sigurnost operatera čvora: Nove značajke u alatima kao što su Sentinel ili Mysterium omogućuju vam sastavljanje popisa dopuštenog prometa (whitelist). To vas štiti od potencijalnih pravnih problema dok zarađujete.
• Isplate u stvarnom vremenu: Zahvaljujući kanalima stanja (state channels) o kojima smo ranije govorili, ne morate čekati mjesec dana na isplatu. Vidite kako se vaš saldo povećava u stvarnom vremenu dok netko drugi koristi vašu vezu za streaming.

Ovo je situacija u kojoj svi dobivaju, ali iskreno, sustav funkcionira samo ako možemo dokazati da su podaci doista preneseni. To nas dovodi do problema "dokaza o propusnosti" (proof of bandwidth).

Dokazivanje podataka: Protokol o dokazu propusnosti (Proof of Bandwidth)

Dakle, kako spriječiti manipulacije i lažno prikazivanje količine prenesenih podataka? Odgovor leži u mehanizmu koji nazivamo Proof of Bandwidth (dokaz o propusnosti). Pojednostavljeno rečeno, klijent i čvor izvode neprestanu interakciju po principu "izazov-odgovor" (challenge-response). Klijent šalje minijaturni dio kriptiranih podataka (izazov), a čvor ga mora vratiti ili digitalno potpisati kako bi dokazao da doista posjeduje potrebnu propusnost za obradu tog prometa.

U naprednijim sustavima koristimo atestaciju prometa. Čvor generira kriptografski dokaz — ponekad čak i dokaz s nultim znanjem (zero-knowledge proof) — koji potvrđuje da je prenesena točna količina bajtova (X), a da pritom ne otkriva sadržaj tih podataka. Na taj način vaša privatnost ostaje netaknuta, dok se istovremeno osigurava da pružatelj usluge ne "rudari" tokene bez stvarnog rada. Ako se dokaz ne podudara sa zahtjevom za plaćanje unutar stanja kanala (state channel), pametni ugovor neće dopustiti pružatelju usluge povlačenje sredstava.

Tehničke implementacije i protokoli

Izgradnja P2P tržišta je jedna stvar, ali osigurati skalabilnost za tisuće korisnika koji istovremeno razmjenjuju podatke? Tu na scenu stupa ozbiljna "magija" protokola kako bi se osigurao nesmetan protok – u ovom slučaju, mrežnih paketa.

Kada bi svaki korisnik trebao izravan kanal sa svakim čvorom, vratili bismo se na početak s ogromnim troškovima postavljanja. Umjesto toga, koristimo mreže platnih kanala (Payment Channel Networks). To vam omogućuje usmjeravanje plaćanja putem "posredničkih" čvorova do vašeg pružatelja usluge, čak i ako s njim nemate izravnu vezu.

• Atomski swapovi i HTLC: Koristimo ugovore s vremenskim zaključavanjem i hashiranjem (Hashed Timelock Contracts – HTLC) kako bismo osigurali da nitko ne otuđi sredstva usred rute. To je princip "sve ili ništa" – plaćanje se otključava samo ako krajnji čvor dokaže da je primio podatke.
• Skalabilnost kroz više skokova (Multi-hop): Ova tehnologija omogućuje milijunima korisnika pregledavanje mreže bez potrebe da svaka osoba otvara novi kanal izravno na blockchainu (on-chain).
• Upravljanje likvidnošću: Čvorovi moraju održavati dovoljno tokena u svojim "cijevima" kako bi podržali protok. Ako je određena ruta "suha", protokol automatski pronalazi drugi put kroz mrežu.

Evo krajnje pojednostavljenog prikaza kako pametni ugovor može upravljati pologom i konačnom namirom. Vidio sam previše programera koji ovo nepotrebno kompliciraju, ali jezgra logike mora ostati jednostavna kako bi se uštedjelo na troškovima transakcija (gas fees).

// Jednostavan polog i namira za kanal propusnosti
contract BandwidthChannel {
    mapping(address => uint256) public balances;

    function openChannel() public payable {
        require(msg.value > 0, "potrebni su tokeni");
        balances[msg.sender] += msg.value;
    }

    function closeChannel(bytes32 _hash, bytes memory _sig, uint256 _amount) public {
        address signer = recoverSigner(_hash, _sig);
        require(signer != address(0), "nevažeći potpis");
        // Logika za isplatu pružatelju i povrat ostatka korisniku
        balances[signer] -= _amount;
        payable(msg.sender).transfer(_amount);
    }

    function recoverSigner(bytes32 _hash, bytes memory _sig) internal pure returns (address) {
        (uint8 v, bytes32 r, bytes32 s) = splitSignature(_sig);
        return ecrecover(_hash, v, r, s);
    }

    function splitSignature(bytes memory _sig) internal pure returns (uint8, bytes32, bytes32) {
        require(_sig.length == 65);
        bytes32 r; bytes32 s; uint8 v;
        assembly {
            r := mload(add(_sig, 32))
            s := mload(add(_sig, 64))
            v := byte(0, mload(add(_sig, 96)))
        }
        return (v, r, s);
    }
}

Ovakva arhitektura zadržava kompleksne operacije izvan glavnog lanca (off-chain), gdje im je i mjesto. Iskreno, to je jedini način da internet ostane slobodan i brz, a da vam pritom naknade ne pojedu svu zaradu.

Budućnost decentraliziranog pristupa internetu

Internet se polako udaljava od korporativnih silosa i kreće prema modelu koji više nalikuje zajedničkom vrtu. Iskreno, krajnje je vrijeme da prestanemo biti proizvod i počnemo posjedovati samu infrastrukturu.

Ova promjena više nije samo pitanje skrivanja IP adrese; radi se o izgradnji mreže koju nitko ne može jednostavno „ugasiti“.

• Univerzalni tokeni za propusnost: U budućnosti bi jedan jedini token mogao plaćati vaš dVPN, dohvaćati datoteke s decentralizirane pohrane ili ubrzavati video putem P2P CDN-a.
• Infrastruktura otporna na cenzuru: Raspoređivanjem čvorova (nodeova) u milijune domova, stvaramo mrežu koju je praktički nemoguće blokirati — što je izvrsno za aktiviste, ali i za jednostavno izbjegavanje dosadnih geografskih ograničenja (geo-fencing).

"State kanali i DePIN pretvaraju viziju weba u vlasništvu korisnika iz snova na papiru u svakodnevnu stvarnost," kao što je ranije istaknuto u izvješćima Messarija i CoinMetricsa o tržišnim trendovima.

Napokon vidimo kako tehnološki stog — od HTLC-a do state kanala — doista izdržava pritisak u praksi. Ovo je kaotičan, ali uzbudljiv prijelaz čije je rezultate teško osporiti. Prelazak na „off-chain“ rješenja jedini je način da tamo stignemo bez da bankrotiramo na mrežnim naknadama.