Testnet

Тестовая сеть (сокращенно «test network») — это альтернативная среда блокчейна, которая воспроизводит функциональность... консенсуси логику протокола основной сети, но работает с токенами, не имеющими реальной денежной ценности.

Тестовые сети служат изолированными средами, где разработчики, инженеры протоколов, аудиторы смарт-контрактов и конечные пользователи могут экспериментировать с новыми функциями, развертывать и отлаживать смарт-контракты, а также проводить тестирование. децентрализованные приложения (dApps), имитируют обновления сети и проверяют изменения протокола — и все это без риска потери реальных криптовалютных активов или реальных комиссий за транзакции.

Каждая крупная блокчейн-экосистема поддерживает одну или несколько официальных тестовых сетей. Эти сети структурно идентичны или почти идентичны своим основным сетям, работая на том же клиентском программном обеспечении и виртуальной машине (например, Виртуальная машина Ethereum), механизмы консенсуса и форматы транзакций.

Ключевое отличие заключается в том, что тестовые токены (часто называемые «test ETH», «test BTC» или «test SOL») распространяются бесплатно через краны — веб-сервисы, которые выдают небольшие количества тестовых токенов на любой запрашивающий адрес кошелька. Поскольку эти токены не имеют рыночной стоимости, разработчики могут развертывать сотни смарт-контрактов, выполнять тысячи транзакций и намеренно вызывать ошибки без финансовых последствий.

Тестовые сети играют незаменимую роль в жизненном цикле разработки блокчейна. Прежде чем какой-либо смарт-контракт, обновление протокола или децентрализованное приложение будет развернуто в основной сети, где на кону стоят реальные активы, оно проходит тщательное тестирование в одной или нескольких тестовых сетях. Эта практика предотвратила попадание в промышленную среду бесчисленного количества ошибок, уязвимостей и экономических махинаций.

Крупные обновления Ethereum, такие как The Merge (переход от...). Доказательство работы в Доказательство ставки Обновление Shanghai/Capella (позволившее выводить застейканные ETH в апреле 2023 года) и обновление Dencun (вводящее прототип шардинга в марте 2024 года) были тщательно протестированы в нескольких тестовых сетях перед развертыванием в основной сети.

Тестовые сети бывают нескольких типов. Публичные тестовые сети открыты для всех и максимально точно имитируют условия основной сети. Частные тестовые сети (также называемые сетями для разработчиков или локальными тестовыми сетями) работают на локальном компьютере разработчика или в контролируемой инфраструктуре, предлагая более быстрое время создания блоков и полный контроль над параметрами сети. Постоянные тестовые сети работают неограниченно долго и сохраняют состояние с течением времени, в то время как временные тестовые сети запускаются для конкретных тестовых кампаний, а затем прекращают свою работу. Некоторые протоколы также используют стимулирующие тестовые сети, где участники зарабатывают реальные токены основной сети за участие в тестировании, поиске уязвимостей или работе валидаторов на этапах подготовки к запуску.

Происхождение и история

в январе 2009г.Когда Сатоши Накамото запустил Биткоин, концепция отдельной тестовой сети не была сразу формализована. Первые разработчики Биткоина тестировали его в основной сети, поскольку сеть была небольшой, а Биткоин имел незначительную денежную ценность.

2011Первая тестовая сеть Bitcoin (Testnet1) была создана для предоставления разработчикам Bitcoin выделенной среды для экспериментов. Вскоре её заменила Testnet2 из-за проблем с настройкой сложности, а затем и Testnet3, которая с тех пор остаётся основной тестовой сетью Bitcoin.

Июль 2015: Эфириум Запуск осуществлялся одновременно с основной сетью, и необходимость в надежной инфраструктуре тестирования стала очевидной сразу же, поскольку смарт-контракты демонстрировали гораздо более сложные режимы сбоев, чем простые переводы стоимости. Олимпийская тестовая сеть служила полигоном для тестирования Ethereum перед запуском, распределяя вознаграждения участникам, которые проводили стресс-тестирование сети.

Март 2016Тестовая сеть Morden стала первой долгосрочной публичной тестовой сетью Ethereum. Однако она страдала от чрезмерного размера состояния и проблем с синхронизацией, что привело к её устареванию.

Ноябрь 2017: Ropsten Тестовая сеть (Proof of Work) стала основной средой тестирования Ethereum, во многом имитируя механизм консенсуса основной сети. Ropsten широко использовался, но иногда его работу нарушали спам-атаки, которые использовали нулевую стоимость токенов тестовой сети для перегрузки сети.

апреля 2017: Rinkeby Тестовая сеть Rinkeby запущена как сеть с доказательством полномочий (PoA), обеспечивающая более стабильное и предсказуемое создание блоков. Для получения тестовых ETH в Rinkeby требовалась социальная аутентификация (привязка учетной записи GitHub или другой социальной сети), что снижало уровень спама.

2018: Кован Тестовая сеть была запущена командой Parity как еще одна альтернатива PoA, и Гёрли Тестовая сеть была предложена Афри Шёдоном как кросс-клиентская, управляемая сообществом тестовая сеть PoA, которая будет работать со всеми основными клиентами Ethereum.

в январе 2019г.Тестовая сеть Goerli была запущена как первая кросс-клиентская тестовая сеть Proof of Authority, поддерживаемая Geth, Nethermind, Besu и Erigon. Благодаря своей стабильности и поддержке нескольких клиентов она быстро стала самой популярной тестовой сетью Ethereum.

Сентябрь 2022: Объединение Ethereum было впервые протестировано в тестовых сетях Ropsten, Sepolia и Goerli, прежде чем было развернуто в основной сети. Эти репетиции в тестовых сетях имели решающее значение для выявления проблем совместимости клиентов и подтверждения перехода от Proof of Work к Proof of Stake.

2023Тестовая сеть Гёрли была устарела в пользу другой. Сеполия (для тестирования на уровне приложения) и Холески (для тестирования на уровне протокола и стейкинга). Holesky был запущен в сентябре 2023 года с примерно 1.6 миллиардами тестовых ETH для имитации набора валидаторов, превышающего набор валидаторов в основной сети.

2024-2025Тестовые сети стали стандартной инфраструктурой для всех основных блокчейнов. Solana поддерживает сети для разработчиков и тестовые сети, Polygon управляет сетью Mumbai (позже Amoy), Arbitrum использует тестовые сети на основе Sepolia, а сети Cosmos используют выделенные тестовые сети. Стимулируемые тестовые сети стали важной стратегией для новых проектов уровня 1 и уровня 2, позволяющей привлечь участие сообщества на ранних этапах до запуска основной сети.

«Тестовые сети — это незамеченные герои разработки блокчейна. Каждому успешному развертыванию основной сети предшествуют сотни часов экспериментов в тестовой сети. Стоимость обнаружения ошибки в тестовой сети равна нулю; стоимость ее обнаружения в основной сети может составлять сотни миллионов долларов». — Тим Бейко, основной разработчик Ethereum и координатор AllCoreDevs

Простыми словами

1. Представьте себе тестовую сеть как авиасимулятор для пилотов. Точно так же, как пилоты отрабатывают взлеты, посадки и действия в аварийных ситуациях на симуляторе перед полетом на реальном самолете с реальными пассажирами, разработчики блокчейна Перед запуском в реальной сети, где задействованы реальные деньги, потренируйтесь в развертывании смарт-контрактов и проведении транзакций в тестовой сети.
2. Представьте себе настольную игру, имитирующую фондовый рынок, где вы торгуете виртуальными деньгами. Вы изучаете, как работает рынок, тестируете свои стратегии и совершаете ошибки, не теряя при этом своих сбережений. Тестовая сеть — это эквивалент в блокчейне: она использует виртуальные деньги (токены тестовой сети), позволяя разработчикам свободно экспериментировать без финансового риска.
3. Тестовая сеть — это как генеральная репетиция театральной постановки. Актеры разыгрывают весь спектакль в полных костюмах и с использованием освещения, но зрителей нет, и билеты не продаются. Если что-то пойдет не так, это исправят до премьерного показа (запуска основной сети).
4. Представьте себе песочницу на строительной площадке, где архитекторы создают уменьшенную модель небоскреба, прежде чем начать строительство реального здания. Тестовая сеть — это песочница, где разработчики создают и тестируют свои блокчейн-приложения в полномасштабном режиме, но без каких-либо реальных последствий.
5. Представьте это как тренировочный режим в видеоигре. Вам доступны все те же виды оружия, карты и механика, что и в реальной игре, но ваш результат не засчитывается, и нет никаких штрафов за проигрыш. Разработчики используют тестовые сети в качестве тренировочного режима для своих блокчейн-приложений.

Важно: Тестовые токены не имеют денежной ценности и никогда не должны покупаться или продаваться. Краны распространяют их бесплатно. Любая торговая площадка или частное лицо, пытающееся продать тестовые токены, либо занимается мошенничеством, либо нарушает дух тестовой экосистемы. Кроме того, поведение тестовой сети не всегда идеально воспроизводит условия основной сети — различия в количестве валидаторов, времени создания блоков, ценах на газ и загруженности сети могут приводить к результатам, отличающимся от основной сети.

Основные технические характеристики

Сетевая архитектура

• Тестовые сети используют то же клиентское программное обеспечение, что и основная сеть (например, Geth, Nethermind, Besu для Ethereum), с идентичными правилами протокола и форматами транзакций.
• Создание блоков осуществляется с использованием того же механизма консенсуса или его упрощенного варианта (для обеспечения стабильности часто используется доказательство полномочий).
• Параметры сети, такие как лимиты газа для блоков, время создания блоков и форматы транзакций, соответствуют спецификациям основной сети.
• Идентификаторы цепочек уникальны для каждой тестовой сети, чтобы предотвратить повторное воспроизведение транзакций между тестовой и основной сетями (например, Sepolia использует идентификатор цепочки 11155111, Holesky — 17000).
• Тестовые сети поддерживают собственное независимое состояние, включая остатки на счетах, хранилище контрактов и историю транзакций.

Система распределения крана

• Краны — это веб-сервисы или смарт-контракты, которые распределяют бесплатные токены тестовой сети на адреса кошельков разработчиков.
• Ограничение скорости запросов предотвращает злоупотребления (обычно 0.1-1.0 тестовых ETH за запрос, с периодами ожидания от 24 до 72 часов).
• Для некоторых кранов требуется аутентификация через социальные сети (GitHub, Twitter/X) или проверка CAPTCHA, чтобы предотвратить злоупотребление ботами.
• Для использования технологии Proof-of-Work пользователям необходимо решить небольшую вычислительную задачу, прежде чем получить токены.
• Среди популярных моделей смесителей можно выделить Alchemy Sepolia Faucet, Infura Faucet и Google Cloud Web3 Faucet.

Как работает развертывание тестовой сети

1. Разработчик пишет смарт-контракт на Solidity (или другом языке, специально предназначенном для блокчейна) и компилирует его локально.
2. Разработчик настраивает свою среду разработки (Hardhat, Foundry или Remix) для подключения к целевой тестовой сети через конечную точку RPC.
3. Разработчик получает токены тестовой сети из крана и пополняет свой кошелек для развертывания.
4. Смарт-контракт развертывается в тестовой сети и потребляет токены газа тестовой сети (которые не имеют реальной ценности).
5. Разработчик взаимодействует с развернутым контрактом — вызывает функции, имитирует рабочие процессы пользователей и тестирует граничные случаи.
6. Автоматизированные наборы тестов (с использованием таких фреймворков, как Hardhat, Foundry или Brownie) запускаются на тестовой сети для проверки поведения.
7. После успешного прохождения всех тестов и аудита контракта, идентичный байт-код развертывается в основной сети с использованием реальных токенов.

Типы тестовых сетей и варианты их использования

• Публичные постоянные тестовые сети (Сеполия, Холески): Долгосрочные сети для непрерывного тестирования, интеграционного тестирования и создания сред для тестирования децентрализованных приложений.
• Местные сети развития (Hardhat Network, Anvil, Ganache): Мгновенные одноузловые блокчейны, работающие на компьютере разработчика, для быстрой итерации и модульного тестирования.
• Форкнутые тестовые сетиЛокальные сети, которые клонируют состояние основной сети на определенном блоке, позволяют разработчикам тестировать реальные развертывания контрактов и балансы токенов, не затрагивая основную сеть.
• Временные тестовые сети (devnets): Временные сети, создаваемые для конкретных кампаний тестирования обновлений и впоследствии устаревающие.
• Стимулированные тестовые сети: Предварительные сети, в которых участники получают реальные токены за участие в тестировании, валидации и сообщении об ошибках.

Управление состоянием и перезагрузка

• В некоторых тестовых сетях периодически происходит сброс состояния для управления раздуванием блокчейна и поддержания производительности.
• Разработчики должны учитывать возможность сброса состояния при использовании тестовых сетей для длительного интеграционного тестирования.
• В постоянных тестовых сетях состояние накапливается со временем, что может создавать проблемы синхронизации для новых узлов.
• Прекращение поддержки Goerli и запуск Holesky в 2023 году стали наглядным примером практики вывода из эксплуатации раздутых тестовых сетей в пользу новых.

Преимущества недостатки

Управление рисками

Риски, связанные с рабочим процессом разработки.

• После локального тестирования и перед развертыванием в основной сети всегда развертывайте приложение как минимум в одной общедоступной тестовой сети — локальные сети не позволяют выявить проблемы совместимости между клиентами, задержки сети или реальную динамику пула памяти.
• По возможности используйте несколько тестовых сетей: одну для тестирования на прикладном уровне (Sepolia) и одну для тестирования на уровне протокола (Holesky).
• Укажите, какая версия тестовой сети и состояние цепочки блоков использовались для проверки ваших тестов, поскольку состояние тестовой сети может изменяться или сбрасываться.

Анализ разрыва между тестовой и основной сетью

• Учитывайте разницу в ценах на газ: газ в тестовой сети бесплатный, поэтому разработчики могут не оптимизировать потребление газа до тех пор, пока развертывание основной сети не выявит высокие затраты.
• Проведите тестирование с использованием реалистичных сумм токенов и десятичной точности, чтобы выявить ошибки переполнения/недополнения в арифметических операциях, которые могут не проявиться при использовании небольших объемов токенов в тестовой сети.
• Тщательно проверяйте интеграцию с Oracle, поскольку потоки цен и внешние источники данных могут работать по-разному (или отсутствовать) в тестовых сетях.
• Имитация враждебных условий, таких как опережающая торговля, сэндвич-атаки и эксплойты с мгновенными займами, которые встречаются в основной сети, но редко — в тестовых сетях.

Надежность инфраструктуры

• Не полагайтесь на одного RPC-провайдера для доступа к тестовой сети; используйте несколько провайдеров (Alchemy, Infura, QuickNode, общедоступные RPC-терминалы), чтобы обеспечить доступность.
• Отслеживайте объявления о прекращении поддержки тестовой сети от основных команд разработчиков и планируйте миграции заблаговременно.
• Для облегчения миграции в новые тестовые сети необходимо создавать резервные копии адресов контрактов, ABI и скриптов развертывания тестовых сетей.

Вопросы тестирования безопасности

• Перед запуском основной сети необходимо провести формальные проверки безопасности тестовых развертываний, но следует помнить, что одних только проверок тестовой сети недостаточно — основная сеть вводит экономические стимулы, которые изменяют поверхность атаки.
• Используйте форкинг тестовой сети (например, функцию `mainnet forking` в Hardhat) для тестирования на реальном состоянии основной сети, включая реальные балансы токенов и взаимодействие с контрактами, без развертывания в основной сети.
• Запускайте программы поиска уязвимостей (bug bounty) на тестовых развертываниях, чтобы выявлять уязвимости до их распространения в основной сети.

Культурная значимость

Тестовые сети играют основополагающую роль в культуре разработки блокчейна, служа полигоном, где каждое крупное нововведение проходит проверку в реальных условиях, прежде чем попасть в производство. Фраза «сначала развертывайте в тестовой сети» — один из самых распространенных лозунгов в сообществе разработчиков блокчейна, по степени своей распространенности соперничающий с «не ваши ключи — не ваши монеты».

Разработчиков, которые пропускают развертывание в тестовой сети и сразу переходят к основной сети, часто критикуют за безрассудство, а задокументированный сообществом список дорогостоящих ошибок в основной сети, которые можно было бы обнаружить в тестовой сети, служит своего рода предостережением.

Подход сообщества Ethereum к тестовым сетям отражает его более широкие ценности децентрализации и открытого сотрудничества. Отказ от Goerli в пользу Sepolia и Holesky в 2023 году широко обсуждался на форумах управления Ethereum, где сообщество учитывало такие факторы, как размер состояния, доступность валидаторов и поддержка между клиентами.

Тим Бейко и команда AllCoreDevs обеспечили публичный переход, продемонстрировав прозрачность управления Ethereum.

Стимулируемые тестовые сети стали мощным инструментом для новых блокчейн-проектов, позволяющим быстро создавать свои сообщества. Такие проекты, как Celestia, Sui, Aptos и Sei, использовали стимулируемые тестовые сети для привлечения десятков тысяч первых участников, которые получали распределение токенов в основной сети в обмен на запуск валидаторов, сообщение об ошибках и стресс-тестирование сети.

Эта практика породила субкультуру «охотников за тестовыми сетями» — участников, которые систематически присоединяются ко всем стимулируемым тестовым сетям в надежде получить выгодные аирдропы токенов при запуске основной сети.

Концепция «отсутствия ценности» тестовых токенов периодически подвергалась сомнению. В 2023 году на короткое время возник вторичный рынок для ETH в тестовой сети Goerli, поскольку ограничения кранов затрудняли разработчикам получение достаточного количества токенов для тестирования.

Это явление привело к дискуссиям об экономике токенов в тестовой сети и в конечном итоге повлияло на решение о запуске Holesky с объемом предложения в 1.46 миллиарда тестовых ETH, что обеспечило широкую доступность токенов.

Примеры из реального мира

1. Слияние Ethereum — Репетиции тестовой сети

• Сценарий: Переход сети Ethereum от алгоритма Proof of Work к Proof of Stake в сентябре 2022 года стал самым значительным обновлением в истории сети, потребовавшим плавного перехода без простоев и потери средств.
• Реализация: Процесс слияния отрабатывался последовательно на трех публичных тестовых сетях: Ropsten (июнь 2022 г.), Sepolia (июль 2022 г.) и Goerli (август 2022 г.). Каждое слияние в тестовой сети позволяло командам разработчиков (Geth, Nethermind, Besu, Prysm, Lighthouse, Teku, Lodestar) выявлять и исправлять проблемы совместимости, ошибки финализации и граничные случаи в логике перехода к консенсусу. В каждой тестовой сети участвовали сотни валидаторов.
• Результат: Слияние с основной сетью 15 сентября 2022 года прошло безупречно, без простоев и потерь средств. Основной причиной плавного перехода были названы репетиции в тестовой сети, выявившие множество критических ошибок, включая проблему с клиентом Prysm на сервере Ropsten и задержку финализации на сервере Goerli.

Uniswap V3 — Запуск тестовой сети и обнаружение ошибок

• Сценарий: Перед запуском основной сети в мае 2021 года компания Uniswap Labs развернула Uniswap V3, отличающуюся концентрированными позициями ликвидности, в тестовых сетях Ropsten и Kovan.
• Реализация: Разработчики и члены сообщества взаимодействовали с тестовой сетью, создавая позиции ликвидности, совершая свопы и тестируя граничные случаи, связанные с тиковыми границами, накоплением комиссий и управлением позициями. Также были запущены автоматизированные инструменты фаззинга для проверки контрактов тестовой сети.
• Результат: В ходе тестирования в тестовой сети были выявлены и исправлены несколько ошибок, связанных с округлением тиков и расчетом комиссий. Запуск основной сети прошел гладко, и Uniswap V3 стала крупнейшей децентрализованной биржей по объему торгов.

Solana Testnet — стресс-тестирование сети

• Сценарий: Компания Solana Labs использует свою публичную тестовую сеть для стресс-тестирования пропускной способности сети и выявления узких мест в производительности перед развертыванием обновлений в основной сети.
• Реализация: Тестовая сеть Solana регулярно обрабатывает транзакционные нагрузки, превышающие объем основной сети, при этом автоматизированные боты генерируют тысячи транзакций в секунду. Операторы валидаторов тестируют новые версии клиентов в тестовой сети перед обновлением валидаторов основной сети. В тестовой сети проводились преднамеренные стресс-тесты, в результате которых пропускная способность превысила 50 000 транзакций в секунду.
• Результат: Стресс-тестирование в тестовой сети помогло Solana выявить и устранить многочисленные проблемы, связанные с перегрузкой сети, включая миграцию протокола QUIC и механизмы приоритетной платы, которые тестировались в тестовой сети в течение 2023-2024 годов перед развертыванием в основной сети.

Тестовая сеть Celestia с системой поощрения — самоорганизация сообщества

• Сценарий: Celestia, модульный уровень доступности данных, перед запуском основной сети в октябре 2023 года провела несколько этапов стимулирующего тестирования сети (Mamaki, Mocha, Arabica).
• Реализация: Более 200 000 участников присоединились к программе стимулирования тестовой сети Celestia, запуская облегченные узлы, полные узлы и валидаторы. Участники отправляли блоки данных, тестировали модульную архитектуру и сообщали об ошибках в рамках структурированной программы вознаграждений. Участникам тестовой сети была выделена часть токенов TIA при запуске основной сети.
• Результат: Программа стимулирования тестирования сети позволила создать надежный набор валидаторов и сообщество еще до запуска основной сети, способствовала обнаружению многочисленных ошибок на уровне протокола и сформировала одно из самых активных сообществ в день запуска в 2023 году. Многие участники ранней тестовой сети получили средства в рамках программы TIA на тысячи долларов.

Сравнительная таблица

Источники

• Фонд Ethereum — Документация по сетям — Официальная документация Ethereum, объясняющая работу основной сети, тестовых сетей и сетей разработки, с подробными сведениями о конфигурации каждой поддерживаемой тестовой сети.
• Сеполия Тестнет — Официальная документация и ресурсы для тестовой сети Sepolia, включая ссылки на краны, RPC-конечные точки и справочник по обозревателю блоков.
• Тестовая сеть Холески — Официальная информация о тестовой сети Holesky, запущенной в сентябре 2023 года в качестве основной тестовой сети протокольного уровня для стейкинга Ethereum и тестирования валидаторов.
• Документация по защитной каске — Сети — Документация по настройке развертывания тестовой сети с использованием среды разработки Hardhat, включая Sepolia и пользовательские сетевые конфигурации.
• Foundry Book — Развертывание — Документация по фреймворку Foundry, описывающая развертывание смарт-контрактов в тестовых сетях с использованием инструментов командной строки forge и cast.
• Документация по кластерам Solana — Официальная документация Solana, описывающая конфигурации кластеров Devnet, Testnet и Mainnet Beta, а также сценарии их использования.
• Алхимический кран Сеполия — Один из наиболее широко используемых кранов в тестовой сети Ethereum, предоставляющий разработчикам бесплатные ETH Sepolia для тестирования.
• Тим Бейко — Протокол совещания AllCoreDevs — Репозиторий Ethereum Protocol Meeting, содержащий заметки с совещаний AllCoreDevs, где координируются запуски тестовой сети, устаревание существующих функций и репетиции обновлений.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Данная статья содержит образовательную информацию о технологии блокчейн и не является инвестиционной рекомендацией.