Čo je škálovateľnosť v blockchaine? Jednoduché vysvetlenie

Čím viac jednotlivcov a organizácií používa blockchainovú technológiu, škálovateľnosť sa stala výraznejšou. Pravdepodobne ste sa s týmto pojmom stretli ako s najväčším problémom kryptopriemyslu.

Ale čo presne znamená „škálovateľnosť“, najmä pokiaľ ide o technológiu blockchain, a prečo na tom tak záleží?

Čo je škálovateľnosť blockchainu?

"Škálovateľnosť" sa vzťahuje na schopnosť systému alebo procesu pokračovať vo fungovaní napriek zmenám objemu alebo rozsahu. Podobne škálovateľnosť blockchainu sa vzťahuje na schopnosť protokolu blockchain naďalej optimálne fungovať – bez zvýšených nákladov – keď existuje viac transakcií, údajov a používateľov.

Vitalik Buterin navrhuje [PDF], že protokoly blockchainu sa snažia byť decentralizované, bezpečné a škálovateľné, ale dosahujú len dve z týchto vlastností. A najčastejšie obetovanou funkciou je škálovateľnosť.

Keď blockchain nie je škálovateľný, spracováva transakcie pomaly, čo môže viesť k preťaženiu siete (nevybavené platby) a vyšším poplatkom. Medzitým dokáže škálovateľný blockchain spracovať veľký objem transakcií za sekundu (TPS) bez poklesu bezpečnosť, používateľská skúsenosť a poplatky alebo rozhodovanie (dosiahnutie konsenzu s rozsiahlou sieťou peer-to-peer herci).

Tri kľúčové metriky určujú škálovateľnosť protokolu blockchain:

1. Latencia: Čas potrebný na vysielanie transakcií do sieťových uzlov a porovnávanie ich odpovedí na dosiahnutie konsenzu ovplyvňuje škálovateľnosť. Nižšia latencia má za následok škálovateľnejšiu sieť.
2. Priepustnosť: Škálovateľnosť protokolu blockchain závisí aj od počtu transakcií, ktoré dokáže spracovať za sekundu. Vyššia priepustnosť vedie k škálovateľnejšej sieti.
3. náklady: Zdroje (výpočtový výkon, šírka pásma atď.) potrebné na spustenie blockchainu určujú jeho škálovateľnosť. Viac zdrojov by znamenalo vyššie sieťové stimuly, najmä pre viac účastníkov siete. Ak stimuly nie sú úmerné nákladom na účasť, nemusia existovať žiadni účastníci siete.

Väčšina novších blockchainových protokolov ako Solana je škálovateľnejšia ako staršie protokoly ako Bitcoin; zvyčajne to však dosahujú za cenu slabšieho bezpečnostného systému alebo väčšej centralizácie.

Aby blockchainy podporovali obrovské ekonomiky a užívateľské základne, musia byť škálovateľné. Ľudia si neprijmú protokoly blockchainu, ak sú pomalé a drahé, najmä ak existujú rýchle a lacné tradičné možnosti. Napríklad je rýchlejšie a lacnejšie použiť VISA na zaplatenie pizze, ako použiť bitcoiny. Preto je dôležitá škálovateľnosť blockchainu.

3 kľúčové metódy škálovania blockchainu

Niekoľko blockchainových protokolov implementovalo množstvo techník na zlepšenie latencie, priepustnosti a nákladov bez obetovania bezpečnosti a decentralizácie. Žiadne riešenie sa však nepodarilo vyriešiť blockchainová trilemanajmä preto, že mnohé z nich obetujú decentralizáciu alebo bezpečnosť.

Výsledkom je, že protokoly blockchainu zvyčajne využívajú viacero riešení na zlepšenie škálovateľnosti blockchainu.

Tieto techniky možno kategorizovať do troch širokých riešení.

1. Riešenia vrstvy 1

Tu je cieľom zlepšiť primárnu blockchainovú sieť tak, aby zvládala opotrebované transakcie. To môže zahŕňať riešenia, ako je zväčšenie blokov, skrátenie času transakcie alebo rýchlejšie porovnávanie odpovedí na dosiahnutie konsenzu.

Riešenia vrstvy 1 sú implementované v reťazci, pričom sa zameriavajú na zlepšenie základného blockchain protokolu bez zapojenia akéhokoľvek sekundárneho rámca. Tieto vylepšenia sa zvyčajne vykonávajú pomocou blockchainovej vidlice.

napr. Bitcoin aktivovaný Segregated Witness (SegWit) cez soft fork v roku 2017. Táto zmena zvýšila limity veľkosti blokov protokolu a efektivitu transakcií. Neskôr v tom istom roku hard fork viedol k vytvoreniu Bitcoin Cash (BCH), alternatívny blockchain s väčšími veľkosťami blokov, kratšími transakčnými časmi a nižšími transakčnými poplatkami.

Ethereum blockchain tiež dokončil hard fork v roku 2022. Toto prešlo z konsenzuálneho algoritmu protokolu z doklad o práci na doklad o vklade. Bola to prvá fáza pri zavádzaní shardingu, ktorá Buterin verí rozšíri sieť ďalej.

Zdieľanie blockchainu je riešením vrstvy 1, hoci nevyžaduje vidličku. Namiesto toho ide o rozdelenie siete na menšie oddiely – úlomky – na rozloženie a zlepšenie spracovania transakcií. Zatiaľ čo Ethereum plánuje implementovať sharding niekedy v roku 2023, blockchain Zilliqa už má štyri časti, čím sa skracuje čas transakcií, znižujú sa transakčné poplatky a zvyšuje sa spokojnosť používateľov.

2. Layer 2 Solutions

Na rozdiel od riešení vrstvy 1 implementovaných na základnom blockchain protokole, riešenia vrstvy 2 zvyšujú škálovateľnosť blockchainu presunom niektorých transakcií alebo procesov mimo reťazec. Sú to sekundárne rámce – štátne kanály a súhrny – postavené na základnom blockchain protokole na zvládnutie zvýšených objemov transakcií.

• Štátne kanály: So štátnym kanálom môžu dve alebo viac strán vykonávať transakcie rýchlo, mimo reťazec, pričom stále umožňuje, aby sa konečnosť transakcie vyrovnala v reťazci. napr. Lightning Network funguje nad bitcoinovým blockchainom a umožňuje bitcoinové transakcie mimo hlavného blockchainu. Pomocou inteligentných zmlúv sú transakcie uzavreté. Potom sa transakcia a jej finalita pridajú do primárneho blockchainu, čo umožní riešenie sporov a uzavretie kanála. Ďalším príkladom štátneho kanála je sieť Raiden postavená na Ethereu.
• Súhrny: Medzitým súhrny – napríklad optimistické alebo s nulovými znalosťami – vykonávajú transakcie mimo reťazca a potom odovzdať údaje o transakcii alebo dôkaz o platnosti hlavnému protokolu blockchainu, kde sa dosiahne konsenzus dosiahnuté. Loopring a Aztec sú dobrými príkladmi súhrnov s nulovými znalosťami Arbitrium jedna a optimizmus sú príklady optimistických zhrnutí.

Okrem toho existujú ďalšie rozdiely medzi blockchainmi vrstvy 1 a 2.

3. Nové reťaze

Na podporu efektívneho spracovania transakcií môžu byť vytvorené rôzne formy nových reťazcov – bočné reťazce, plazmové reťazce a reťazce Valídium. Napríklad Polygon je vedľajší reťazec Etherea s prispôsobenými špecifikáciami, aby vyhovoval špecifickým potrebám, ale stále ťaží z robustného základu Etherea a spolieha sa naň.

Aj keď sa tieto riešenia niekedy označujú ako riešenia vrstvy 2, sú dosť odlišné. Riešenia vrstvy 2 sú rozšíreniami ich náprotivku na vrstve 1 a zvyčajne fungujú v súlade s hlavným blockchainom. Postranné reťazce, plazmové reťazce a reťazce Valídium sú však nezávislejšie blockchainy s prepojeniami na ich náprotivok na vrstve 1. Zvyčajne preberajú zodpovednosť za svoju bezpečnosť, konsenzuálne algoritmy alebo parametre bloku.

Žiadna škálovateľnosť blockchainu, žiadne hromadné prijatie

Technológia blockchain má potenciál zmeniť svet, ako ho poznáme. Svet to však nezmení, ak škálovateľnosť zostane obmedzením, pretože nedôjde k masovému prijatiu.

Budúcnosť je od digitalizácie aktív až po spoločnosti využívajúce technológiu blockchain na optimalizáciu procesov jasné pre technológiu blockchain, ak môže škálovať udržateľne bez obetovania decentralizácie a bezpečnosť.