BatPay: Itifaki Bora ya Gesi kwa Malipo Madogo ya Tokeni ERC20

Yaliyomo

1. Utangulizi

BatPay (Malipo ya Kundi) ni suluhisho la kuongeza uwezo lililobuniwa hasa kwa uhamisho wa tokeni ERC20 kwenye mnyororo wa Ethereum. Itifaki hii inashughulikia changamoto muhimu ya gharama kubwa za gesi katika hali ya malipo madogo kwa kuchanganya shughuli nyingi kuwa shughuli moja. Mbinu hii inafaa hasa kwa hali za malipo ya mmoja-kwa-wengi na wachache-kwa-wengi zinazopatikana kwenye masoko ya kidijitali kama Wibson data marketplace.

Itifaki hii inafanya kazi kupitia nyakati tatu muhimu za kundi:

• Usajili wa malipo mengi kutoka kwa Mnunuzi kwenda kwa Wauzaji katika shughuli moja
• Mkusanyiko wa malipo mengi na Mwuza ndani ya pochi yake
• Usajili wa watumiaji wengi kwenye jukwaa la BatPay

2. Kazi Zinazohusiana

2.1 Mabenki ya Malipo

Mabenki ya malipo hutumia miti ya Merkle kuhifadhi taarifa za malipo kwenye majani, ambapo walipwa hupokea matawi ya Merkle nje ya mnyororo kwa ajili ya kutoa fedha. Ingawa inafaa kwa usambazaji mmoja, malipo ya mara kwa mara yanahitaji usasishaji wa mti na hukabili changamoto za upatikanaji wa data na usasishaji bandia.

2.2 BatLog

BatLog hutoa utaratibu bora wa usambazaji wa malipo ambapo jumla ya malipo huhifadhiwa kwenye mikataba na watumiaji hutoa kiasi kilichokusanywa. Hata hivyo, inaweza tu kusambaza malipo ya mara kwa mara na haishughulikii tatizo la jumla la malipo ya mmoja-kwa-wengi.

2.3 Vichaneli vya Malipo

Suluhisho kama Raiden, Perun, na Celer hutumia vichaneli vya nje ya mnyororo na amana zilizofungwa. Ingawa ni bora kwa matumizi ya mara kwa mara ya kichaneli, zinahitaji washiriki kuwa wako mtandaoni wakati wa vipindi vya changamoto na zinafaa hasa kwa malipo ya mmoja-kwa-wachache.

2.4 Mnyororo wa Plasma

Minyororo ya Plasma huchukua nafasi ya mpatanishi kati ya mnyororo mkuu na wa mtoto, ikiwapa watumiaji uwezo wa kutoka wakati wa shughuli bandia. Hata hivyo, hukabiliwa na udhaifu wa kutoka kwa wingi na hutegemea upatikanaji wa mwendeshaji mnyororo.

2.5 Malipo ya Kundi ya zk-SNARKs

Mbinu hii hutumia miti ya Merkle kwa usajili wa anwani na usawa na uthibitisho wa kutokuwa na ujuzi. Ingawa inatoa dhamana kubwa ya faragha, inahusisha mzigo mkubwa wa hesabu na utata.

3. Ubunifu wa Itifaki ya BatPay

3.1 Muundo Msingi

BatPay inatumia utaratibu wa kisasa wa kundi unaokusanya shughuli nyingi za malipo kuwa shughuli moja za mnyororo. Muundo huu una sehemu tatu kuu: usajili wa malipo, utatuzi wa changamoto, na utaratibu wa kutoa fedha.

3.2 Shughuli za Kundi

Itifaki hii hutambua fursa tatu muhimu za kundi: usajili wa malipo, ukusanyaji wa fedha, na uandikishaji wa watumiaji. Kila shughuli ya kundi hupunguza kwa kiasi kikubwa gharama za gesi kwa kila shughuli kwa kugawanya gharama zisizobadilika kwenye shughuli nyingi.

3.3 Utaratibu wa Mchezo wa Changamoto

BatPay inabadilisha uthibitisho wa gharama kubwa kwenye mnyororo na mchezo bora wa changamoto. Utaratibu huu husukuma mzigo mwingi wa hesabu nje ya mnyororo huku ukidumisha dhamana za usalama kupitia motisha za kiuchumi na uthibitisho wa kisiri.

4. Utekelezaji wa Kiufundi

4.1 Msingi wa Kihisabati

Uboreshaji wa gesi hufuata fomula: $G_{jumla} = G_{msingi} + n \times G_{nyongeza}$ ambapo $G_{msingi}$ inawakilisha gharama zisizobadilika za shughuli na $G_{nyongeza}$ ni gharama ya nyongeza kwa kila malipo. BatPay inafanikiwa kwa kupunguza $G_{nyongeza}$ kupitia kundi.

4.2 Msimbo wa Mkataba Smart

function batchTransfer(
    address[] memory recipients,
    uint256[] memory amounts,
    bytes32 merkleRoot
) public payable {
    require(recipients.length == amounts.length, "Arrays length mismatch");
    
    for (uint i = 0; i < recipients.length; i++) {
        _pendingBalances[recipients[i]] += amounts[i];
    }
    
    emit BatchTransfer(merkleRoot, recipients.length, msg.sender);
}

4.3 Fomula za Uboreshaji Gesi

Akiba ya gesi huhesabiwa kama: $S = \frac{G_{kawaida} \times n}{G_{kundi} + n \times G_{kwaMalipo}}$ ambapo $n$ ni ukubwa wa kundi, ikionyesha faida kubwa ya kuongeza uwezo.

5. Matokeo ya Majaribio

5.1 Vipimo vya Utendaji

BatPay inafikia utendaji wa kushangaza na gesi 300-1000 kwa kila malipo, ikiwakilisha uboreshaji wa mara 1000 kuliko uhamisho wa kawaida wa ERC20. Mfumo huu hudumia takriban shughuli 1700 kwa sekunde kwenye mtandao mkuu wa Ethereum.

5.2 Uchambuzi wa Gharama ya Gesi

Uchambuzi wa kulinganisha unaonyesha uhamisho wa kawaida wa ERC20 hutumia ~50,000 gesi, wakati BatPay inapunguza hii hadi 300-1000 gesi kulingana na ukubwa wa kundi na vigezo vya shughuli.

5.3 Ulinganisho wa Uwezo

Ikilinganishwa na vichaneli vya malipo na suluhisho zingine za Tabaka la 2, BatPay inaonyesha uwezo bora kwa hali ya malipo ya mmoja-kwa-wengi huku ikidumisha dhamana kubwa za upatikanaji wa data.

6. Vipengele Muhimu

• Shughuli za ziada: Wezesha shughuli zisizo na ether kwa watumiaji wa mwisho
• Malipo yaliyofungwa kwa ufunguo: Saidizia ubadilishanaji wa bidhaa za kidijitali
• Kutoa fedha mara moja: Hakuna vipindi vya kusubiri kwa kupata fedha
• Usajili wa wingi: Uandikishaji wa watumiaji wenye gharama nafuu
• Hakuna matatizo ya upatikanaji wa data: Taarifa zote muhimu ziko kwenye mnyororo

7. Uchambuzi wa Asili

BatPay inawakilisha maendeleo makubwa katika suluhisho za malipo madogo ya mnyororo, ikishughulikia changamoto za msingi za kuongeza uwezo ambazo zimezuia matumizi ya Ethereum kwa shughuli za thamani ndogo. Mbinu mpya ya itifaki hii ya kuchanganya kundi la shughuli na michezo ya changamoto inaunda usawa bora kati ya uthibitisho kwenye mnyororo na hesabu nje ya mnyororo. Falsafa hii ya ubunifu inalingana na utafiti uliothibitishwa wa kuongeza uwezo kutoka kwa taasisi kama Ethereum Foundation na Stanford Blockchain Research.

Ikilinganishwa na vichaneli vya malipo vya kitamaduni kama ilivyorekodiwa kwenye karatasi nyeupe ya Raiden Network, BatPay inatoa uwezo bora wa kuongeza uwezo kwa hali ya malipo ya mmoja-kwa-wengi bila kuhitaji uwepo wa mara kwa mara wa washiriki. Ufanisi wa gesi wa 300-1000 gesi kwa kila malipo unawakilisha uboreshaji wa agizo tatu la ukubwa kuliko uhamisho wa kawaida wa ERC20, na kuifanya iwe na ushindani na suluhisho zinazoibuka za Tabaka la 2 huku ikidumisha dhamana kubwa za usalama.

Utaratibu wa mchezo wa changamoto unaonyesha ubunifu wa kisasa wa kriptuchumi, ukikumbusha mbinu za kusanya zenye matumaini lakini ulioboreshwa hasa kwa matumizi ya malipo. Mbinu hii inapunguza mzigo wa hesabu kwenye mnyororo mkuu huku ikiihakikishia uadilifu wa itifaki kupitia motisha za kiuchumi. Msingi wa kihisabati $G_{jumla} = G_{msingi} + n \times G_{nyongeza}$ unatoa faida wazi za kuongeza uwezo ambazo huongezeka kwa kasi zaidi na ukubwa wa kundi.

Usaidizi wa BatPay kwa shughuli za ziada unashughulikia kikwazo muhimu cha utumiaji katika programu za Ethereum, ukiwawezesha watumiaji kuingiliana na itifaki hii bila kushikilia ETH ya asili kwa ajili ya gharama za gesi. Kipengele hiki, pamoja na malipo yaliyofungwa kwa ufunguo kwa ubadilishanaji, kinaweka BatPay kama suluhisho kamili kwa masoko ya kidijitali na programu zisizo na kituo cha udhibiti zinazohitaji uwezo wa malipo madogo.

Vipimo vya utendaji vya BatPay vya TPS 1700 vinazidi kwa kiasi kikubwa uwezo wa tabaka la msingi la Ethereum na vinalinganishwa vyema na suluhisho zingine za kuongeza uwezo huku zikidumisha upatikanaji kamili wa data kwenye mnyororo. Uchaguzi huu wa kubuni unaepuka matatizo ya upatikanaji wa data yanayowakabili baadhi ya suluhisho za Tabaka la 2 na kuhakikisha ukaguzi wa kudumu wa shughuli zote.

8. Matumizi ya Baadaye & Mwelekeo

Muundo wa BatPay unawezesha matumizi mengi ya baadaye ikiwemo:

• Usambazaji wa Mavuno Madogo ya DeFi: Usambazaji bora wa malipo madogo ya mavuno kwa maelfu ya watoa uokoaji
• Upatikanaji wa Mapato kwa Maudhui: Malipo madogo kwa huduma za utiririshaji na maudhui ya kidijitali
• Malipo ya Vifaa vya IoT: Shughuli za mashine-kwa-mashine katika mitandao ya IoT
• Uchumi wa Michezo: Shughuli ndogo ndani ya michezo na usambazaji wa malipo
• Ushirikiano wa Mnyororo Mwingine: Upanuzi kwa mazingira ya minyororo mingi na mitandao ya Tabaka la 2

Mwelekeo wa maendeleo ya baadaye unajumuisha ushirikiano na uthibitisho wa kutokuwa na ujuzi kwa ajili ya faragha bora, utangamano wa mnyororo mwingine, na uboreshaji wa uzoefu wa mtumiaji kupitia ushirikiano wa pochi na zana za watengenezaji programu.

9. Marejeo

1. Wibson Data Marketplace Whitepaper (2018)
2. Ethereum Foundation. "Ethereum Whitepaper" (2014)
3. Utafiti wa Benki ya Malipo - Ethereum Research
4. Matumizi ya Miti ya Merkle kwenye Mnyororo - IEEE Symposium
5. BatLog: Usambazaji Bora wa Malipo - Proceedings of Blockchain Conference
6. Raiden Network: Malipo ya Haraka na Yenye Kuongezeka Uwezo - Karatasi Nyeupe
7. Plasma: Mikataba Smart Yenye Kujidhibiti na Kuongezeka Uwezo - Buterin & Poon
8. zk-SNARKs kwa Kuongeza Uwezo kwa Mnyororo - Uainishaji wa Itifaki ya Zcash
9. Mbinu za Uboreshaji Gesi - Karatasi Njano ya Ethereum
10. Mitandao ya Vichaneli vya Malipo Madogo - ACM Computing Surveys