Трилемма Масштабируемости Ethereum и других Блокчейнов
Трилемма масштабируемости Ethereum является, пожалуй, самой важной и нерешенной проблемой в блокчейн пространстве.
Впервые эта трилемма была придумана Виталиком Бутерином и Трентом МакКонахи и относится к текущей реальности, когда блокчейны, в которых каждый узел проверяет каждую транзакцию, не могут одновременно обладать всеми тремя свойствами:
- Децентрализацией
- Масштабируемостью
- Безопасностью
Децентрализация относится сразу к нескольким аспектам. Это является большой проблемой, которую сложно решить.
Многие в сообществе считают децентрализацию количественным показателем, например, сколько производителей блоков существует в данной сети.
Другие думают о децентрализации как о сети, которая чрезвычайно доступна для компьютеров любой мощности.
Масштабируемость немного проще определить количественно. Обычно она относится к количеству транзакций, которые может обработать сеть, как быстро она может их обработать, и какова стоимость проверки этих транзакций для пользователей.
Это было большой проблемой для общедоступных блокчейнов, поскольку их инфраструктура была неспособна обслуживать массовое использование в прошлом.
Безопасность же чаще всего определяется как стоимость захвата сети, также называемая «византийской атакой».
Общая схема для расчета стоимости атаки - это стоимость, которая потребуется для контроля 51% хэшрейта сети (так называемая атака 51 процента). Для публичных блокчейнов, таких как Биткойн и Эфириум, стоимость таких атак исчисляется миллиардами долларов.
Состояние Трилеммы
Решение этой проблемы в ETH ожидается с запуском технологии ZK-EVM. Суть в том, чтобы вместо обработки каждой транзакции по отдельности, ZK-EVM объединяет множество транзакций в одну, вычисляет их вне сети и отправляет одно доказательство их корректности в блокчейн. Это по сути и есть так называемые роллапы.
Эта проблема особенно затрагивает блокчейны, в которых узлы должны одновременно обрабатывать каждую транзакцию. Это становится все более дорогостоящим, потому что чем больше транзакций, тем больше вычислительных ресурсов требуется для обработки.
Потенциальные решения
Есть несколько способов, которыми разработчики пытаются решить трилемму, а именно масштабирование «второго уровня» и новые согласованные механизмы.
Наиболее известное решение для масштабирования на втором уровне в биткойне - это Lightning Network.
Сеть Lightning позволяет пользователям входить в каналы оплаты за пределами основного блокчейна и совершать дешевые сделки.
«Каналы Состояния» Эфириума очень похожи на Lightning Биткоина. Каналы состояния позволяют пользователям выполнять обновления состояния за пределами основного блокчейна Ethereum.
Важно отметить, что и Lightning Network, и каналы состояния предоставляют пользователям одинаковый уровень завершенности, который они получили бы, осуществляя операции с основным блокчейном. Это связано с тем, что пользователи должны хранить криптографические сообщения в автономном режиме, чтобы доказать, что их окончательный баланс точен.
Другим масштабирующим решением для Ethereum второго уровня является Plasma. Плазма - это основа для создания дочерних блокчейнов, которые привязаны к основной сети Ethereum.
Цепочки Плазмы в Ethereum могут иметь различную сложность, и многие из них создаются для обеспечения обработки большого количества транзакций в секунду.
Существует еще сайдчейн решение (от англ. side chain – боковая цепь) - как следует из названия, он представляет собой тип блокчейна, который существует наряду, «со стороны», его главной цепи.
Помимо удаления транзакций из основной цепочки, многие разработчики экспериментируют с новыми механизмами консенсуса.
Наиболее распространенным способом достижения распределенного консенсуса вне Proof-of-Work является Proof-of-Stake (PoS). В PoS производители блоков отвечают за проверку транзакций.
Производители блоков выбираются случайным образом, но вероятность того, что они станут валидатором, пропорциональна количеству токенов, которые имеет объект.
Когда производители блоков находят блок, они вынуждены обозначить себя и поставить на ставку несколько своих токенов. Но они могут быть наказаны, если они ведут себя злонамеренно (см. протокол Casper).
Предполагается, что это поможет экономически мотивировать валидаторов действовать в наилучших интересах сети.
Сейчас смотрят
