Εάν η κρυπτογράφηση δεν μπορεί να κλιμακωθεί, δεν θα φτάσει ποτέ σε μαζική υιοθέτηση.
Καθώς περισσότερα άτομα και οργανισμοί χρησιμοποιούν τεχνολογία blockchain, η επεκτασιμότητα έχει γίνει πιο εμφανής. Πιθανότατα έχετε συναντήσει αυτόν τον όρο, ίσως, ως το μεγαλύτερο πρόβλημα της βιομηχανίας κρυπτογράφησης.
Τι ακριβώς σημαίνει όμως «επεκτασιμότητα», ειδικά όσον αφορά την τεχνολογία blockchain, και γιατί έχει τόση σημασία;
Τι είναι η επεκτασιμότητα του Blockchain;
Η "επεκτασιμότητα" αναφέρεται στην ικανότητα ενός συστήματος ή μιας διαδικασίας να συνεχίσει να λειτουργεί παρά τις αλλαγές στον όγκο ή την κλίμακα. Ομοίως, η επεκτασιμότητα του blockchain αναφέρεται στην ικανότητα ενός πρωτοκόλλου blockchain να συνεχίσει να λειτουργεί βέλτιστα —χωρίς αυξημένο κόστος— όταν υπάρχουν περισσότερες συναλλαγές, δεδομένα και χρήστες.
Ο Vitalik Buterin προτείνει [PDF] ότι τα πρωτόκολλα blockchain προσπαθούν να είναι αποκεντρωμένα, ασφαλή και επεκτάσιμα, αλλά επιτυγχάνουν μόνο δύο από αυτές τις ιδιότητες. Και το χαρακτηριστικό που θυσιάζεται πιο συχνά είναι η επεκτασιμότητα.
Όταν ένα blockchain δεν είναι επεκτάσιμο, επεξεργάζεται τις συναλλαγές αργά, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε συμφόρηση δικτύου (ανεκτέλεση πληρωμών) και υψηλότερες χρεώσεις. Εν τω μεταξύ, ένα επεκτάσιμο blockchain μπορεί να χειριστεί μεγάλο όγκο συναλλαγών ανά δευτερόλεπτο (TPS) χωρίς μείωση του ασφάλεια, εμπειρία χρήστη και χρεώσεις ή λήψη αποφάσεων (επίτευξη συναίνεσης με ένα τεράστιο δίκτυο peer-to-peer ηθοποιοί).
Τρεις βασικές μετρήσεις καθορίζουν την επεκτασιμότητα ενός πρωτοκόλλου blockchain:
- Αφάνεια: Ο χρόνος που απαιτείται για τη μετάδοση συναλλαγών στους κόμβους του δικτύου και τη συγκρότηση των απαντήσεών τους για την επίτευξη συναίνεσης επηρεάζει την επεκτασιμότητα. Μια χαμηλότερη καθυστέρηση οδηγεί σε ένα πιο επεκτάσιμο δίκτυο.
- Διακίνηση: Η επεκτασιμότητα ενός πρωτοκόλλου blockchain εξαρτάται επίσης από τον αριθμό των συναλλαγών που μπορεί να επεξεργαστεί ανά δευτερόλεπτο. Η υψηλότερη απόδοση έχει ως αποτέλεσμα ένα πιο επεκτάσιμο δίκτυο.
- Κόστος: Οι πόροι (υπολογιστική ισχύς, εύρος ζώνης κ.λπ.) που απαιτούνται για την εκτέλεση μιας αλυσίδας μπλοκ καθορίζουν την επεκτασιμότητα της. Περισσότεροι πόροι θα σήμαιναν υψηλότερα κίνητρα δικτύου, ειδικά για περισσότερους συμμετέχοντες στο δίκτυο. Εάν τα κίνητρα δεν είναι ανάλογα με το κόστος συμμετοχής, ενδέχεται να μην υπάρχουν συμμετέχοντες στο δίκτυο.
Τα περισσότερα νεότερα πρωτόκολλα blockchain όπως το Solana είναι πιο επεκτάσιμα από τα παλαιότερα πρωτόκολλα όπως το Bitcoin. Ωστόσο, συνήθως το επιτυγχάνουν αυτό με το κόστος ενός ασθενέστερου συστήματος ασφαλείας ή μεγαλύτερης συγκέντρωσης.
Για να υποστηρίζουν τα blockchains τεράστιες οικονομίες και βάσεις χρηστών, πρέπει να είναι επεκτάσιμες. Οι άνθρωποι δεν θα υιοθετήσουν πρωτόκολλα blockchain εάν είναι αργά και ακριβά, ειδικά καθώς υπάρχουν γρήγορες και φθηνές παραδοσιακές επιλογές. Για παράδειγμα, είναι πιο γρήγορο και φθηνότερο να χρησιμοποιήσετε το VISA για να πληρώσετε την πίτσα σας από το να χρησιμοποιήσετε το Bitcoin. Ως εκ τούτου, η σημασία της επεκτασιμότητας του blockchain.
3 Βασικές μέθοδοι για την κλιμάκωση του Blockchain
Πολλά πρωτόκολλα blockchain έχουν εφαρμόσει πολλές τεχνικές για τη βελτίωση της καθυστέρησης, της απόδοσης και του κόστους χωρίς να θυσιάζεται η ασφάλεια και η αποκέντρωση. Ωστόσο, καμία λύση δεν μπόρεσε να επιλυθεί το τρίλημμα του blockchain, ειδικά καθώς πολλά από αυτά θυσιάζουν την αποκέντρωση ή την ασφάλεια.
Ως αποτέλεσμα, τα πρωτόκολλα blockchain συνήθως χρησιμοποιούν πολλαπλές λύσεις για τη βελτίωση της επεκτασιμότητας του blockchain.
Αυτές οι τεχνικές μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε τρεις γενικές λύσεις.
1. Λύσεις στρώσης 1
Εδώ, ο στόχος είναι να βελτιωθεί το πρωτεύον δίκτυο blockchain για τη διαχείριση συναλλαγών φορεμένων. Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει λύσεις όπως η αύξηση των μπλοκ, η μείωση του χρόνου συναλλαγής ή η ταχεία ταξινόμηση των απαντήσεων για συναίνεση.
Οι λύσεις Layer 1 υλοποιούνται on-chain, εστιάζοντας στη βελτίωση του βασικού πρωτοκόλλου blockchain χωρίς να περιλαμβάνει κανένα δευτερεύον πλαίσιο. Συνήθως, αυτές οι βελτιώσεις γίνονται χρησιμοποιώντας ένα πιρούνι blockchain.
Για παράδειγμα, Διαχωρισμένος μάρτυρας ενεργοποιημένος με Bitcoin (SegWit) μέσα από ένα μαλακό πιρούνι το 2017. Αυτή η αλλαγή αύξησε τα όρια μεγέθους μπλοκ του πρωτοκόλλου και την αποτελεσματικότητα των συναλλαγών. Αργότερα εκείνο το έτος, ένα σκληρό πιρούνι οδήγησε στη δημιουργία του Bitcoin Cash (BCH), μια εναλλακτική αλυσίδα μπλοκ με μεγαλύτερα μεγέθη μπλοκ, μικρότερους χρόνους συναλλαγών και χαμηλότερες χρεώσεις συναλλαγών.
Το blockchain Ethereum ολοκλήρωσε επίσης ένα hard fork το 2022. Αυτό έκανε μετάβαση από τον αλγόριθμο συναίνεσης του πρωτοκόλλου απόδειξη εργασίας σε απόδειξη συμμετοχής. Ήταν η πρώτη φάση για την εισαγωγή του Sharding, η οποία Ο Μπούτεριν πιστεύει θα κλιμακώσει περαιτέρω το δίκτυο.
Διαμοιρασμός blockchain είναι μια λύση Layer 1, αν και δεν απαιτεί πιρούνι. Αντίθετα, περιλαμβάνει τη διαίρεση του δικτύου σε μικρότερα διαμερίσματα - θραύσματα - για να εξαπλωθεί και να βελτιωθεί η επεξεργασία των συναλλαγών. Ενώ το Ethereum φαίνεται να εφαρμόσει το Sharding κάποια στιγμή μέσα στο 2023, το blockchain Zilliqa έχει ήδη τέσσερα θραύσματα, μειώνοντας τους χρόνους συναλλαγών, μειώνοντας τα τέλη συναλλαγών και βελτιώνοντας την ικανοποίηση των χρηστών.
2. Λύσεις στρώσης 2
Σε αντίθεση με τις λύσεις Layer 1 που εφαρμόζονται στο βασικό πρωτόκολλο blockchain, οι λύσεις Layer 2 αυξάνουν την επεκτασιμότητα της blockchain μετακινώντας ορισμένες συναλλαγές ή διεργασίες εκτός αλυσίδας. Είναι δευτερεύοντα πλαίσια—κανάλια κατάστασης και συνάθροιση—χτισμένα με βάση το βασικό πρωτόκολλο blockchain για τη διαχείριση αυξημένων όγκων συναλλαγών.
- Κρατικά κανάλια: Με ένα κρατικό κανάλι, δύο ή περισσότερα μέρη μπορούν να πραγματοποιούν συναλλαγές γρήγορα, εκτός αλυσίδας, επιτρέποντας ταυτόχρονα τον διακανονισμό της τελικής συναλλαγής εντός της αλυσίδας. Για παράδειγμα, Το Δίκτυο Lightning λειτουργεί πάνω από το blockchain Bitcoin και επιτρέπει συναλλαγές Bitcoin εκτός του βασικού blockchain. Με τη βοήθεια έξυπνων συμβολαίων, οι συναλλαγές σφραγίζονται. Στη συνέχεια, η συναλλαγή και η οριστικότητά της προστίθενται στην κύρια αλυσίδα μπλοκ, επιτρέποντας την επίλυση διαφορών και το κλείσιμο καναλιού. Ένα άλλο παράδειγμα κρατικού καναλιού είναι το δίκτυο Raiden που βασίζεται στο Ethereum.
- Συνάθροιση: Εν τω μεταξύ, οι συναθροίσεις—αισιόδοξες ή μηδενικές γνώσεις, για παράδειγμα—εκτελούν συναλλαγές εκτός αλυσίδας και στη συνέχεια υποβάλετε τα δεδομένα συναλλαγής ή την απόδειξη εγκυρότητας στο βασικό πρωτόκολλο blockchain, όπου θα υπάρξει συναίνεση έφτασε. Το Loopring και το Aztec είναι καλά παραδείγματα συνάθροισης μηδενικής γνώσης, ενώ Arbitrium One και Αισιοδοξία αποτελούν παραδείγματα αισιόδοξων συναθροίσεων.
Επιπλέον, υπάρχουν και άλλα διαφορές μεταξύ των μπλοκ αλυσίδων επιπέδου 1 και επιπέδου 2.
3. Νέες Αλυσίδες
Μπορεί να δημιουργηθούν διαφορετικές μορφές νέων αλυσίδων—πλευρικές αλυσίδες, αλυσίδες πλάσματος και αλυσίδες Validium—για την προώθηση της αποτελεσματικής επεξεργασίας συναλλαγών. Για παράδειγμα, το Polygon είναι μια πλευρική αλυσίδα Ethereum με προσαρμοσμένες προδιαγραφές για την κάλυψη συγκεκριμένων αναγκών, αλλά εξακολουθεί να επωφελείται και να βασίζεται στη γερή βάση του Ethereum.
Ενώ αυτές οι λύσεις αναφέρονται μερικές φορές ως λύσεις επιπέδου 2, είναι αρκετά διακριτές. Οι λύσεις Layer 2 είναι επεκτάσεις του αντίστοιχου επιπέδου 1 και λειτουργούν συνήθως σύμφωνα με το βασικό blockchain. Ωστόσο, οι πλευρικές αλυσίδες, οι αλυσίδες πλάσματος και οι αλυσίδες Validium είναι πιο ανεξάρτητες αλυσίδες μπλοκ με συνδέσεις με το αντίστοιχο στρώμα 1. Συνήθως αναλαμβάνουν την ευθύνη για την ασφάλειά τους, τους αλγόριθμους συναίνεσης ή τις παραμέτρους μπλοκ.
Χωρίς επεκτασιμότητα Blockchain, Χωρίς μαζική υιοθέτηση
Η τεχνολογία Blockchain έχει τη δυνατότητα να αλλάξει τον κόσμο όπως τον ξέρουμε. Ωστόσο, δεν θα αλλάξει τον κόσμο εάν η επεκτασιμότητα παραμείνει περιορισμός, επειδή δεν θα υπάρξει μαζική υιοθέτηση.
Από την ψηφιοποίηση περιουσιακών στοιχείων έως τις εταιρείες που χρησιμοποιούν τεχνολογία blockchain για τη βελτιστοποίηση των διαδικασιών, το μέλλον είναι φωτεινό για την τεχνολογία blockchain, εάν μπορεί να κλιμακωθεί με βιώσιμο τρόπο χωρίς να θυσιάζει την αποκέντρωση και ασφάλεια.