Řešení blockchainového trilema: decentralizace, bezpečnost a škálovatelnost

Bitcoin a ethereum jsou nejuznávanějšími projekty blockchainového hnutí, které se snaží nahradit náš současný obchodní, finanční a ekonomický systém takovým, který je decentralizovanější a bezpečnější.

Miliony lidí investovaly čas a peníze do těchto sítí ve víře, že jednoho dne porostou a ovládnou decentralizovaný digitální svět.

Navzdory kombinovanému tržnímu stropu přes 200 miliard USD však tyto sítě stále trápí základní problém škálovatelnosti.

Nedostatek škálovatelnosti udržuje mnoho dobře financovaných a komunitou podporovaných blockchainů fungujících v beta a alfa režimu. Jejich mince, z nichž mnohé jsou postaveny tak, aby fungovaly jako veřejné služby, se nakupují především proto, aby byly drženy jako spekulativní cenné papíry, protože nízká rychlost transakcí jim brání v obchodování za zboží a služby každodenní potřeby.

Hodnotu, kterou tyto blockchainy slibují, nelze realizovat v měřítku kvůli tomu, čemu se říká „trilema“.

Blockchain Trilemma

„Scalability Trilemma“ je termín vytvořený zakladatelem společnosti Ethereum Vitalikem Buterinem, který se zabývá problémem, jak vyvinout technologii blockchain, která nabízí škálovatelnost, decentralizaci a bezpečnost, aniž by došlo k ohrožení kteréhokoli z nich..

Vitalik věří, že na základní úrovni může Blockchains dosáhnout pouze 2 ze 3 z těchto vlastností najednou:

  • Decentralizace (definováno jako systém schopný běžet ve scénáři, kdy každý účastník má přístup pouze ke zdrojům O (c), tj. běžný notebook nebo malý VPS)
  • Škálovatelnost (definováno jako schopnost zpracovávat O (n) > O (c) transakce)
  • Bezpečnostní (definováno jako zabezpečené proti útočníkům s až O (n) zdroji)

Pro ty, kteří neznají syntaxi, C odkazuje na velikost výpočetních zdrojů (včetně výpočtu, šířky pásma a úložiště) dostupných pro každý uzel a n odkazuje na velikost ekosystému v nějakém abstraktním smyslu. Předpokládáme, že zatížení transakcí, velikost státu a tržní kapitalizace kryptoměny jsou úměrné všem n.)

Proč jsou tyto komponenty důležité?

Decentralizace

Toto je základní součást toho, co to znamená provozovat systém Blockchain. Decentralizace umožňuje, aby sítě byly bez oprávnění a odolné vůči cenzuře, což dává komukoli právo je používat a stavět na nich.

Samotná decentralizace není škálovatelná, protože decentralizované systémy fungují na konsensu, což znamená, že rozhodnutí (například ověřování transakcí) provádí skupina uzlů na rozdíl od jednotlivých uzlů.

Rozhodnutí přijatá konsensem mají vyšší pravděpodobnost vyšší kvality, zatímco rozhodnutí jednotlivce jsou rychlejší a odolnější vůči nevyřízeným.

Bezpečnostní

Nezměnitelnosti a špičkové bezpečnosti lze dosáhnout pouze v decentralizované síti, protože jaké je lepší místo pro ukládání citlivých dat v síti, která nemá jediný „centrální“ bod selhání.


Škálovatelnost

Toto je poslední a nejdůležitější součást, protože aniž bychom byli schopni zvýšit rychlost a velikost sítě Blockchain, nemůžeme nikdy doufat, že to ovlivní víc než jen hrstku lidí. Bitcoinům a Ethereu se podařilo získat kombinovaný tržní strop ve výši přes 200 miliard USD pouze kvůli příslibu, že jednoho dne dosáhnou hlavního proudu.

Znamená to, že bitcoiny odpovídají nebo překonávají 24 000 transakcí společnosti Visa za sekundu (na rozdíl od současných 7 transakcí za sekundu) a Ethereum se stává základní technologií za největšími a nejziskovějšími Dapps.

Výstup z bootstrapované sítě na významného hráče na světové scéně vyžaduje, aby byl proces konsensu rychlejší a efektivnější, aniž by se stal centralizovaným nebo méně zabezpečeným.

Jak to vyřešíme?

Existuje mnoho řešení, která jsou stále ve vývoji nebo jsou aktuálně na trhu a která se pokouší vyřešit problém škálovatelnosti.

Alternativní mince

Jak již bylo zmíněno, rychlost transakcí bitcoinu a ethereum je velmi nízká (kolem 7 respektive 15 transakcí za sekundu).

Existuje řada dalších kryptoměn, které by bylo možné zvážit s mnohem vyššími rychlostmi propustnosti. Například jednou z původních bitcoinových alternativ byl litecoin. Použitím jiného hashovacího algoritmu trvá transakce LTC přibližně 56 tps.

Jiné kryptoměny jako Ripple (XRP) a Stellar Lumens (XLM) mají transakční časy 1 500 tps a 1 000 tps.

Lightning Network (bitcoin)

Síť blesků se nazývá řešení „vrstvy 2“. Jeho primárním účelem je rozšířit kapacitu stávajících blockchainů tak, aby transakce mohly být levnější a častější.

Menší, méně významné transakce jsou uloženy „mimo řetězec“ a jsou v zásadě seskupeny a nezávisle ověřeny malými komunitami před odesláním zpět do hlavního Blockchainu, kde je lze zpracovat jako jednu jedinou transakci.

Offchain příklady Blockchain

Vytvářejí se malé komunity, kde dochází k transakcím, aniž by každá z těchto transakcí byla registrována na hlavním Blockchainu

Jednodušší způsob, jak o tom přemýšlet, je karta s potravinami, kde jsou všechny vaše nákupy evidovány za daný měsíc a nakonec na konci měsíce pokladník přijme jednu platbu za všechny transakce provedené během vašeho měsíce s potravinami nakupování.

Offchain transakce v obchodě

Karta Potraviny IOU následovaná tím, že banka uzná konečnou platbu.

Tato řešení nakonec znamenají, že bychom mohli snížit více transakcí na pouhé 2 na hlavním Blockchainu; jeden pro otevření transakce mezi hlavním Blockchainem a off-chainem a jeden pro jeho uzavření;

Uzavření offchainového státu

Uzavření off-řetězce státu. obraz Zdroje

Osvětlovací síť je nejslibnějším řešením škálovatelnosti pro bitcoinový blockchain, který za posledních 6 měsíců zaznamenal pokles počtu denních bitcoinových transakcí 500 tis. V prosinci na 200 tis v květnu, zatímco cena za transakci se od té doby zvýšila o 50% 5. února.

Vzhledem k tomu, že na rozvinutých finančních trzích roste objem transakcí, měly by náklady na transakci klesat (tento vzorec jsme mohli vidět na internetu; s rostoucím počtem uživatelů se dramaticky snížily náklady na transakce s penězi, informacemi atd.).

Jedná se o vzorce, o kterých se očekává, že Lightening network pomůže bitcoinu replikovat.

Plazma (ethereum)

Vytvořeno spolutvůrcem Buterin a Bitcoin Lightning Network Josephem Poonem, jedná se o další řešení vrstvy 2, které je podobné Lightning Network.

S Plasma se „podřízené řetězce“ vytvářejí na Ethereum Blockchain (hlavní řetězec) s vlastními validátory. Takže společnost by mohla vytvořit plazmový podřízený řetězec na vrcholu hlavního řetězce s dohodami (nebo pravidly) prostřednictvím inteligentní smlouvy na hlavním řetězci.

Dětské řetězy mohou rozmnožovat své vlastní dětské řetězy, které mohou rozmnožovat své vlastní dětské řetězy atd.

Řešení škálování

Škálovací řešení – obrázek Zdroj

S Plasma jsme mohli provádět mnoho složitých operací na úrovni dětského řetězce, spouštět celé aplikace s mnoha tisíci uživatelů, zatímco s hlavním řetězcem Ethereum komunikujeme jen příležitostně. Konečným výsledkem by bylo zvýšení transakcí za sekundu a nižší transakční poplatky.

Existují i ​​další řešení, která jsou vyvíjena současně, aby pomohla s problémy škálování Ethereum. Jedním z nich je Raiden Network, což je off-chain škálovací řešení vytvořené otevřením platebních kanálů.

Dalším implementovaným řešením je Sharding. Jedná se o distribuci uzlů do určitých skupin, takže uzly nemusí před ověřením nové transakce ověřovat celou historii Blockchainu..

Dalším zajímavým návrhem je návrh BloXroute. Toto je představeno na obrázku výše a je dalším řešením škálovatelnosti, které umožňuje všem kryptoměnám a blockchainům škálovat až tisíce transakcí za sekundu (TPS) v řetězci, aniž by se změnil jejich protokol..

Řešení zaměřená na škálovatelnost

I když jsme zmínili několik kryptoměn, které by mohly být použity jako alternativa pro jejich rychlejší realizaci transakcí, řeší pouze jednu část trilema. Existují i ​​další mince, které byly vyvinuty speciálně pro řešení otázky měřítka.

EOS

EOS je konkurentem společnosti Ethereum zaměřeným na poskytování škálovatelnější alternativy pomocí metody zvané „delegovaný důkaz o podílu“.

S touto metodou síť nominuje několik „uzlů svědků“ jako zástupců, kteří pomáhají rychleji přijímat určitá rozhodnutí na vysoké úrovni bez dotazování celé sítě.

Jedná se zjevně o centralizovanější přístup, který předává kontrolu asi 100 svědkům, kteří jsou voleni komunitou. Je snadné vidět, jak by takový systém mohl být ovlivněn vnitřní politikou a vlastním zájmem (síla hlasu lidí je dána tím, kolik žetonů drží. To znamená, že lidé, kteří mají více žetonů, ovlivní síť více než lidé, kteří mají velmi málo žetony).

To však (spolu s dalšími upgrady systému) umožnilo společnosti EOS provádět testy tam, kde dosáhly 50 000 tps.

Kosmos

Cosmos si klade za cíl stát se „internetem blockchainů“, který řeší problém škálovatelnosti a interoperability (schopnost mnoha blockchainů vzájemně komunikovat).

S Cosmosem je škálovatelnost dosažena prostřednictvím vertikálního a horizontálního přístupu:

Vertikální škálovatelnost je přidání zdrojů do jediného uzlu systému, jako je jeden počítač nebo síťová stanice, což často vede k dalším procesorům nebo paměti. Vertikální škálovatelnost poskytuje více sdílených prostředků pro operační systém a aplikace.

Horizontální škálovatelnosti je dosaženo tím, že má několik paralelních řetězců spuštěných stejnou aplikaci a provozovaných společnou sadou validátorů. To (teoreticky) činí blockchainy škálovatelnější, protože umožňuje současné provádění inteligentních kontraktů a zpracování transakcí.

Závěr

Škálovatelnost je problém, který má mnoho blockchainů tvrdě soutěžících o vytvoření řešení, které umožní jejich síti dosáhnout hlavního proudu.

Vzhledem k tomu, že tyto sítě pokračují v pokroku, možná budeme muset pokládat hlubší otázky o tom, jak definujeme decentralizaci a kolik decentralizace je zapotřebí k uspokojení étosu Blockchains při dosažení škálovatelnosti.

Dnes to určují konkrétní případy použití, zejména to, zda Blockchain potřebuje odolnost vůči cenzuře „suverénního stupně“ (v případě bitcoinu) versus „stupeň platformy“ (v případě ethereum).

Stupeň suverénní odkazuje na potřebu decentralizace, aby se dosáhlo úložiště hodnoty (jako bitcoin), které má nejvyšší úroveň zabezpečení a nemůže být vládou manipulováno nebo napadeno (jinými slovy; odolné vůči vládní cenzuře).

Stupeň platformy znamená poskytnout vývojářům silnou záruku, že žádný centralizovaný účastník (jako je Facebook, Google nebo Apple) nemůže změnit pravidla na platformě způsobem, který by narušil jejich schopnost na ní dále pracovat.

V závislosti na vaší perspektivě vývojáře, který chce stavět na maximální svobodě, nebo držitele měny, který chce utrácet maximální bezpečnost a samostatnost, byste měli upřednostňovat pouze úroveň decentralizace, která vám umožní dosáhnout správné úrovně odporu proti cenzuře.

Nakonec nevěřím, že by jedno řešení dosáhlo dokonalé rovnováhy škálovatelnosti, zabezpečení a decentralizace. Díky tomu je vývoj tohoto prostoru ještě zajímavější, protože sledujeme, jak každá síť postupuje při implementaci svého vlastního jedinečného přístupu k Blockchain Trilemma.

Doporučený obrázek přes Fotolia

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me