Оскільки все більше людей і організацій використовують технологію блокчейн, масштабованість стає все більш помітною. Можливо, ви стикалися з цим терміном як з найбільшою проблемою криптоіндустрії.
Але що саме означає «масштабованість», особливо щодо технології блокчейн, і чому це так важливо?
Що таке масштабованість блокчейна?
«Масштабованість» означає здатність системи або процесу продовжувати функціонувати, незважаючи на зміни обсягу або масштабу. Подібним чином, масштабованість блокчейну означає здатність протоколу блокчейну продовжувати оптимально функціонувати — без збільшення витрат — коли є більше транзакцій, даних і користувачів.
Віталік Бутерін пропонує [PDF] що протоколи блокчейну прагнуть бути децентралізованими, безпечними та масштабованими, але вони досягають лише двох із цих властивостей. І властивістю, якою найчастіше жертвують, є масштабованість.
Коли блокчейн не є масштабованим, він повільно обробляє транзакції, що може призвести до перевантаженості мережі (затримки платежів) і вищих комісій. Між тим, масштабований блокчейн може обробляти великий обсяг транзакцій за секунду (TPS) без зниження рівня безпеки, взаємодії з користувачем і комісій або прийняття рішень (досягнення консенсусу з великою мережею однорангових учасників).
Три ключові показники визначають масштабованість протоколу блокчейн:
Більшість нових протоколів блокчейну, таких як Solana, є більш масштабованими, ніж старі протоколи, такі як Bitcoin; однак зазвичай вони досягають цього ціною слабшої системи безпеки або більшої централізації.
Щоб блокчейни підтримували величезну економію та базу користувачів, вони повинні бути масштабованими. Люди не будуть приймати протоколи блокчейну, якщо вони повільні та дорогі, особливо тому, що існують швидкі та дешеві традиційні варіанти. Наприклад, оплатити піцу за допомогою VISA швидше й дешевше, ніж за допомогою біткойнів. Звідси важливість масштабованості блокчейна.
3 ключові методи масштабування блокчейна
Кілька протоколів блокчейну реалізували численні методи для покращення затримки, пропускної здатності та вартості без шкоди для безпеки та децентралізації. Однак жодне рішення не змогло вирішити трилему блокчейну, особливо тому, що багато з них жертвують децентралізацією чи безпекою.
Автор зображення: Trikona/Shutterstock
Як результат, протоколи блокчейну зазвичай використовують кілька рішень для покращення масштабованості блокчейну.
Ці методи можна розділити на три широкі категорії.
1. Рішення рівня 1
Тут мета полягає в тому, щоб удосконалити основну мережу блокчейну для обробки зношених транзакцій. Це може включати такі рішення, як збільшення блоків, скорочення часу транзакцій або швидше зіставлення відповідей для консенсусу.
Рішення рівня 1 реалізуються в ланцюжку, зосереджуючись на вдосконаленні основного протоколу блокчейну без залучення будь-якої вторинної структури. Як правило, ці вдосконалення вносяться за допомогою блокчейн-форка.
Наприклад, у 2017 році біткойн активував Segregated Witness (SegWit) за допомогою програмного розгалуження. Ця зміна збільшила обмеження на розмір блоку протоколу та ефективність транзакцій. Пізніше того ж року хардфорк призвів до створення Bitcoin Cash (BCH), альтернативного блокчейну з більшими розмірами блоків, коротшим часом транзакцій і меншими комісіями за транзакції.
Блокчейн Ethereum також завершив хардфорк у 2022 році. Це змінило консенсусний алгоритм протоколу з підтвердження роботи на підтвердження частки. Це був перший етап впровадження шардингу, який Бутерін вважає буде надалі масштабувати мережу.
Шардинг блокчейну є рішенням рівня 1, хоча для нього не потрібен форк. Натомість це включає в себе поділ мережі на менші розділи — шарди — для розподілу та покращення обробки транзакцій. У той час як Ethereum планує запровадити шардинг десь у 2023 році, блокчейн Zilliqa вже має чотири шарди, що скорочує час транзакцій, знижує комісію за транзакції та покращує задоволеність користувачів.
2. Рішення рівня 2
На відміну від рішень рівня 1, реалізованих на основному протоколі блокчейну, рішення рівня 2 підвищують масштабованість блокчейну шляхом переміщення деяких транзакцій або процесів за межі мережі. Це вторинні інфраструктури — канали стану та зведення — побудовані на основі основного протоколу блокчейну для обробки збільшених обсягів транзакцій.
- Державні канали: за допомогою державного каналу дві або більше сторін можуть здійснювати транзакції швидко поза ланцюгом, дозволяючи при цьому завершити транзакцію в ланцюзі. Наприклад, The Lightning Network працює на основі блокчейну біткойн і дозволяє транзакції біткойн за межами основного блокчейну. За допомогою смарт-контрактів транзакції закриваються. Потім транзакція та її остаточність додаються до основного блокчейну, що дозволяє вирішити суперечки та закрити канал. Іншим прикладом державного каналу є мережа Raiden, побудована на Ethereum.
- Зведення: тим часом зведення — наприклад, оптимістичні або з нульовим знанням — виконують транзакції поза ланцюгом, а потім надсилають дані транзакції або підтвердження дійсності до основного протоколу блокчейну, де буде досягнуто консенсусу. Loopring і Aztec є хорошими прикладами зведених версій із нульовим знанням, тоді як Arbitrium One і Optimism є прикладами оптимістичних зведених.
Крім того, існують інші відмінності між блокчейнами рівня 1 і рівня 2.
3. Нові ланцюги
Автор зображення: Ico Maker/Shutterstock
Різні форми нових ланцюжків — бічні ланцюги, плазмові ланцюги та ланцюги Validium — можуть бути створені для сприяння ефективній обробці транзакцій. Наприклад, Polygon — це сайдчейн Ethereum із налаштованими специфікаціями для задоволення конкретних потреб, але він все ще отримує переваги та спирається на надійну основу Ethereum.
Хоча ці рішення іноді називають рішеннями рівня 2, вони досить різні. Рішення Рівня 2 є розширеннями свого аналога Рівня 1 і зазвичай функціонують відповідно до основного блокчейну. Однак бічні ланцюги, плазмові ланцюги та ланцюги Validium є більш незалежними блокчейнами зі зв’язками зі своїм аналогом рівня 1. Зазвичай вони відповідають за свою безпеку, консенсусні алгоритми або параметри блокування.
Ні масштабованості блокчейну, ні масового впровадження
Технологія блокчейн має потенціал змінити світ, яким ми його знаємо. Однак це не змінить світ, якщо масштабованість залишиться обмеженням, оскільки не буде масового впровадження.
Від оцифрування активів до компаній, які використовують технологію блокчейн для оптимізації процесів, для технології блокчейн світле майбутнє, якщо вона зможе стабільно масштабуватися без шкоди для децентралізації та безпеки.