Državni kanali za mikroplaćanja u P2P mrežama protoka

Problem sa tradicionalnim blokčejnovima u svetu propusnog opsega

Da li ste ikada pokušali da platite kafu polugom zlata i tražite kusur? Upravo tako izgleda pokušaj upravljanja P2P tržištem propusnog opsega na standardnom blokčejnu.

Matematika se jednostavno ne poklapa kada su u pitanju mali paketi podataka. Ako kupujem 10 MB protoka od komšije, to može koštati delić centa. Međutim, na Ethereum mreži, pa čak i na nekim bržim lancima, naknada za gas (gas fee) za slanje te uplate mogla bi iznositi 2 ili 5 dolara. (Šta su naknade za gas u kriptovalutama? Objašnjenje ETH naknada)

• Neuspeh mikro-transakcija: Ne možete platiti 1,00 dolar naknade da biste preneli vrednost od 0,01 dolara; to je apsolutna prepreka za aplikacije poput decentralizovanih VPN-ova (dVPN).
• Problem sa latencijom: Čekanje od 30 sekundi da se blok potvrdi dok vaš video strim baferuje predstavlja užasno korisničko iskustvo. (YouTube sada veštački usporava platformu za korisnike... - Reddit)
• Usko grlo propusne moći: Većina blokčejnova ne može da obradi hiljade sitnih „plati-po-paketu“ (pay-per-packet) poruka koje istovremeno pogađaju glavnu knjigu (ledger).

Prema izveštaju kompanije CoinMetrics (2023), visoki troškovi transakcija često čine mikro-plaćanja neisplativim, primoravajući developere da traže rešenja van glavnog lanca (off-chain).

Jasno je da nam je potreban način plaćanja koji ne zahteva interakciju sa glavnim lancem za svaku pojedinačnu operaciju. U nastavku ćemo istražiti kako državni kanali (state channels) zapravo rešavaju ovaj problem.

Razumevanje državnih kanala (State Channels) u dVPN kontekstu

Zamislite da morate da zovete banku i plaćate proviziju za transfer svaki put kada kupite žvaku. Upravo taj košmar rešavaju državni kanali za korisnike dVPN-a koji žele da pretražuju internet bez da ih „sažvaku“ visoke naknade za gas (gas fees).

Posmatrajte državni kanal kao otvoren račun u kafiću. Vi i provajder čvora (node provider) zaključate određenu količinu tokena u pametni ugovor (transakcija „otvaranja“), a nakon toga možete da razmenite milion sitnih ažuriranja bez ponovnog dodirivanja glavnog blokčejna sve dok ne završite sesiju.

• Otvaranje kanala: Svoj budžet „deponujete“ u sigurni sef na samom lancu (on-chain). Ovo je jedan od retkih trenutaka kada zapravo plaćate mrežnu naknadu.
• Potpisivanje digitalnih čekova: Dok strimujete podatke, vaš klijent šalje sićušna, potpisana „obećanja o plaćanju“ za svaki utrošeni megabajt. Ovi podaci ostaju van lanca (off-chain), pa su trenutni i besplatni.
• Poravnanje računa: Kada se diskonektujete, konačni saldo se šalje na blokčejn. Provajder dobija svoju ukupnu zaradu, a vama se vraća kusur.

Možda se brinete: „Šta ako čvor uzme moj novac i nestane?“ Srećom, pametni ugovor deluje kao neutralni sudija. Ako provajder pokuša da prevari sistem ili postane nedostupan, možete iskoristiti svoj poslednji potpisani status da pokrenete „period izazova“ (challenge period) i povratite svoja sredstva.

Prema istraživanju organizacije L4 Research (2018), državni kanali su sistemi sa „minimalnim poverenjem“ (trust-minimized) jer glavni lanac interveniše samo u slučaju spora. Ovo omogućava izuzetnu brzinu na tržištima propusnog opsega (bandwidth markets) — koja dele istu osnovnu arhitekturu kao i drugi sistemi za visokofrekventna plaćanja.

Ovo je elegantan način da se zaobiđe problem skalabilnosti, ali kako zapravo dokazujemo da provajder šalje stvarne podatke? Tu stvari postaju zaista zanimljive.

Uloga mikro-plaćanja u rudarenju propusnog opsega

Da li ste se ikada zapitali zašto bi neko ostavio svoj računar uključen celu noć samo da bi omogućio strancu iz druge zemlje da koristi njegov internet? Nije reč samo o ljubaznosti – poenta je u zaradi. Upravo mikro-plaćanja omogućavaju da taj koncept „Airbnb-a za internet saobraćaj“ zaista funkcioniše, i to bez ogromnih provizija.

Kada pokrenete čvor (node), vi zapravo rudarite tako što delite svoj neiskorišćeni kapacitet mreže. Savremene aplikacije za decentralizovane virtuelne privatne mreže (dVPN) sada vam omogućavaju da sami odredite cene, čime praktično upravljate sopstvenom „digitalnom prodavnicom“. Prema izveštaju kompanije Messari o stanju ekosistema za 2024. godinu, decentralizovane mreže fizičke infrastrukture (DePIN) doživljavaju procvat jer pretvaraju pasivni hardver u imovinu koja donosi prinos.

• Pasivne kripto nagrade: Zarađujete tokene za svaki megabajt podataka koji prođe kroz vašu kućnu mrežu. To je slično solarnim panelima koji prodaju višak struje nazad u mrežu, samo što se ovde radi o internetu.
• Bezbednost operatera čvorova: Nove funkcije u alatima kao što su Sentinel ili Mysterium omogućavaju vam da kreirate „bele liste“ (whitelist) za određene tipove saobraćaja. Ovo vas štiti od potencijalnih pravnih problema dok zarađujete.
• Isplate u realnom vremenu: Zahvaljujući kanalima stanja (state channels) o kojima smo govorili, ne morate da čekate mesec dana na isplatu. Svoj balans možete pratiti kako raste u realnom vremenu dok neko drugi strimuje sadržaj preko vašeg čvora.

Ovaj sistem je koristan za sve učesnike, ali iskreno, on funkcioniše samo ako možemo da dokažemo da su podaci zaista preneti. To nas dovodi do izazova poznatog kao „dokaz o propusnom opsegu“ (proof of bandwidth).

Dokazivanje podataka: Protokol za dokazivanje propusnog opsega (Proof of Bandwidth)

Dakle, kako sprečiti korisnike da daju lažne podatke o količini prenetog saobraćaja? Rešenje leži u mehanizmu koji nazivamo Proof of Bandwidth (dokaz o propusnom opsegu). Jednostavno rečeno, klijent i čvor (node) neprestano izvode neku vrstu "izazov-odgovor" (challenge-response) interakcije. Klijent šalje mali paket šifrovanih podataka (izazov), a čvor mora da ga vrati ili digitalno potpiše kako bi dokazao da zaista poseduje neophodnu propusnu moć za obradu tog saobraćaja.

U naprednijim sistemima koristimo atestaciju saobraćaja. Čvor generiše kriptografski dokaz — ponekad čak i dokaz sa nultim znanjem (zero-knowledge proof) — koji potvrđuje da je preneto tačno X bajtova, a da pritom ne otkriva sadržaj tih podataka. Na ovaj način vaša privatnost ostaje potpuno zaštićena, dok se istovremeno osigurava da pružalac usluge ne "rudari" tokene bez stvarnog rada. Ako se dokaz ne podudara sa zahtevom za isplatu u državnom kanalu (state channel), pametni ugovor neće dozvoliti pružaocu usluge da povuče sredstva.

Tehnička implementacija i protokoli

Izgradnja P2P tržišta je jedna stvar, ali učiniti ga skalabilnim za hiljade ljudi koji istovremeno razmenjuju podatke? Tu na scenu stupa ozbiljna „magija“ protokola koja omogućava da sve teče glatko – u ovom slučaju, protok mrežnih paketa.

Kada bi svaki korisnik morao da ima direktan kanal sa svakim čvorom (node), vratili bismo se na nulu sa ogromnim troškovima podešavanja. Umesto toga, koristimo mreže platnih kanala (Payment Channel Networks). Ovo vam omogućava da usmerite plaćanje kroz „posredničke“ čvorove kako biste stigli do svog provajdera, čak i ako nemate direktnu vezu sa njim.

• Atomski svopovi i HTLC: Koristimo ugovore sa vremenskim zaključavanjem i heširanjem (Hashed Timelock Contracts - HTLC) kako bismo osigurali da niko ne može da ukrade sredstva tokom prenosa. To je princip „sve ili ništa“ – isplata se otključava samo ako krajnji čvor dokaže da je primio podatke.
• Skalabilnost kroz više skokova (Multi-hop): Ova tehnologija omogućava milionima korisnika da surfuju internetom bez potrebe da svaka osoba otvara novi kanal direktno na blokčejnu.
• Upravljanje likvidnošću: Čvorovi moraju da održavaju dovoljno tokena u svojim „cevima“ kako bi podržali protok. Ako je određena ruta prazna, protokol automatski pronalazi drugu putanju kroz mrežu.

Ispod je krajnje pojednostavljen prikaz kako pametni ugovor (smart contract) može da obrađuje depozit i konačno poravnanje. Video sam previše programera koji ovo nepotrebno komplikuju, ali suština logike mora biti jednostavna kako bi se uštedelo na troškovima gasa.

// Jednostavan depozit i poravnanje za kanal propusnog opsega
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), "nevalidan potpis");
        // logika za isplatu provajderu i povraćaj kusura 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 postavka zadržava kompleksne operacije van lanca (off-chain), tamo gde im je i mesto. Iskreno, to je jedini način da internet ostane slobodan i brz, a da pritom provizije ne „pojedu“ svu vašu zaradu.

Budućnost decentralizovanog pristupa internetu

Internet se polako udaljava od korporativnih silosa i kreće se ka nečemu što više podseća na zajedničku baštu. Iskreno, krajnje je vreme da prestanemo da budemo proizvod i počnemo da posedujemo samu infrastrukturu.

Ova promena se više ne odnosi samo na skrivanje IP adrese; reč je o izgradnji mreže koju niko ne može jednostavno da "isključi".

• Univerzalni tokeni za protok podataka: U budućnosti bi jedan jedini token mogao da plaća vaš dVPN, preuzima datoteke sa decentralizovanog skladišta ili ubrzava video striming putem P2P mreže za isporuku sadržaja (CDN).
• Infrastruktura otporna na cenzuru: Raspoređivanjem čvorova (nodova) u milione domova, stvaramo mrežu koju je praktično nemoguće blokirati — što je od ključnog značaja za aktiviste, ali i za obično izbegavanje dosadnih geografskih ograničenja (geo-fencing).

"Državni kanali (state channels) i DePIN pretvaraju viziju interneta u vlasništvu korisnika iz sna na papiru u svakodnevnu stvarnost," kao što je ranije istaknuto u izveštajima kompanija Messari i CoinMetrics povodom tržišnih trendova.

Konačno vidimo da tehnološki niz — od HTLC protokola do državnih kanala — zaista izdržava pritisak u realnim uslovima. Ovo je buran i uzbudljiv prelazni period, ali rezultati su neosporni. Prelazak na rešenja van glavnog lanca (off-chain) je jedini način da stignemo do cilja, a da pritom ne bankrotiramo na mrežnim naknadama.