Arquitetura

A arquitetura da Cartesi preenche inteligentemente a lacuna entre o desenvolvimento de software tradicional e a tecnologia blockchain, implementando cálculos off-chain no ambiente Linux. Essa arquitetura inovadora é composta por vários componentes principais:

Máquina Cartesi

Arquitetura RISC-V

A Máquina Cartesi simula uma CPU RISC-V, que é uma arquitetura de conjunto de instruções (ISA) simples e modular, ideal para verificação formal e cálculos de baixo nível. Este ISA é a base do hardware virtual da Máquina Cartesi.

Integrado ao kernel Linux

A Cartesi Machine executa um sistema operacional Linux completo, permitindo que os desenvolvedores usem ferramentas, bibliotecas e linguagens de programação Linux padrão. Essa integração é alcançada compilando software Linux para a arquitetura RISC-V. Isso efetivamente transforma a Cartesi Machine em um computador virtual baseado em Linux, que opera off-chain.

Execução determinística

A Máquina Cartesi tem a característica de execução determinística, o que significa que, em qualquer ambiente de execução, a mesma entrada sempre produz a mesma saída. Essa determinação é fundamental para a reprodutibilidade do cálculo off-chain, permitindo que outros verifiquem os resultados sem a necessidade de confiança.

Interação fora da cadeia e na cadeia

A Máquina Cartesi interage com uma série de contratos inteligentes e componentes on-chain. Esses contratos são responsáveis por enviar dados para a Máquina Cartesi, desencadear cálculos e recuperar resultados. Essa arquitetura permite a execução de cálculos complexos off-chain, ancorando apenas os dados necessários on-chain, o que reduz significativamente as taxas de gás e melhora a eficiência geral.

Noether Sidechain

Noether é uma sidechain dedicada a garantir a disponibilidade de dados usados em computação off-chain. Esta camada de disponibilidade de dados é crucial, pois a computação da Máquina Cartesi depende do acesso aos dados por todas as partes relevantes. Noether utiliza um mecanismo de prova de participação para manter sua rede, onde os participantes fornecem e verificam o armazenamento de dados.

Ao contrário do armazenamento de dados permanentes da blockchain tradicional, o Noether é otimizado para armazenamento temporário. Este projeto é particularmente adequado para aplicações que necessitam de armazenamento temporário de grandes conjuntos de dados, como tarefas de computação off-chain. Os dados podem ser descartados após o uso, o que reduz significativamente os custos de armazenamento.

Em resumo, a Noether está empenhada em gerir a disponibilidade de dados de forma descentralizada, garantindo que os dados não sejam controlados por uma única entidade. Isso é alcançado através de uma rede de nós: esses nós armazenam e fornecem conjuntamente os dados necessários para as aplicações da Cartesi.

protocolo

O protocolo Cartesi implementa cálculos seguros e verificáveis fora da cadeia, ao mesmo tempo que mantém a integridade e segurança da blockchain.

Quadro de Descartes

O framework Descartes permite aos desenvolvedores executar cálculos complexos fora da cadeia usando a Máquina Cartesi. Ele garante que os resultados desses cálculos sejam reproduzíveis e verificáveis. O Descartes lida com o ambiente de execução, onde a entrada é processada na Máquina Cartesi e os resultados são submetidos de volta à blockchain.

Descartes contém um mecanismo de resolução de disputas onde o protocolo Cartesi pode dividir os cálculos em etapas menores que podem ser verificadas individualmente on-chain se os participantes desafiarem os resultados do cálculo. Esse processo garante que quaisquer resultados incorretos possam ser detetados e corrigidos sem ter que executar novamente todo o cálculo on-chain.

Cálculo verificável

Os resultados gerados pela Máquina Cartesi são ancorados na blockchain por meio de provas criptográficas. Essas provas permitem que qualquer parte verifique se o cálculo foi executado corretamente sem precisar confiar no executor original.

Rollups (汇总)

Cartesi utiliza a tecnologia rollup para agregar várias transações ou cálculos em uma única transação na cadeia. Isso reduz a carga da blockchain e permite uma maior throughput. O rollup ajuda a manter a segurança da camada base (como Ethereum) enquanto descarrega o trabalho de cálculo para a Máquina Cartesi.

Cartesi suporta Rollup otimista e Rollup de conhecimento zero (ZK). O Rollup otimista pressupõe que todas as transações são válidas e só as verifica na cadeia em caso de disputa. Já o Rollup ZK usa provas criptográficas para garantir a validade de cada lote de transações. Ambas as tecnologias Rollup oferecem soluções para problemas de escalabilidade, reduzindo a quantidade de dados processados e armazenados na cadeia.

Destaque

• Cartesi Machine: Simula um CPU RISC-V com sistema operacional Linux, permitindo que os desenvolvedores realizem computação off-chain usando linguagens de programação e ferramentas padrão.
• Execução determinística: Garante a reprodutibilidade dos cálculos, permitindo resultados verificáveis e confiáveis sem a necessidade de confiança.
• Interação fora da cadeia e na cadeia: gerenciamento de dados e resultados de cálculos de contratos inteligentes, otimização do uso de gás e eficiência.
• Noether sidechain: gerencie a disponibilidade de dados usando uma rede descentralizada, otimizada para armazenamento de dados efêmeros para reduzir custos.
• Rollups: Suporte para rollups otimistas e rollups de conhecimento zero, que melhoram a escalabilidade agregando várias transações em uma única transação on-chain.