Понимание масштабируемости блокчейна: расширенное руководство для начинающих

Технология блокчейн стала одной из основных концепций, интересующих многих людей и компаний. Эта технология характеризуется способностью обеспечивать аутентификацию, прозрачность и безопасность финансовых операций и электронного обмена, но многих людей беспокоит ее масштабируемость. Вероятно, вы сталкивались с этим термином как с самой большой проблемой, стоящей перед криптовалютной индустрией.

Это руководство даст простое понимание термина масштабируемость в технологии блокчейн. Мы объясним основы и концепции, связанные с масштабируемостью, а также выделим проблемы, стоящие перед разработкой и расширением блокчейна для удовлетворения будущих требований. Мы предоставим советы и стратегии для решения проблем масштабируемости в этом разнообразном и меняющемся контексте.

Если вы хотите глубже понять концепцию масштабируемости технологии Blockchain и ее влияние на различные области, то эта статья станет полезным справочником. Проверять Что такое совместимость блокчейна и как она работает?

1mA6wW0t6A6QbTZjnqmYfDQ DzTechs | Понимание масштабируемости блокчейна: расширенное руководство для начинающих

Какова масштабируемость блокчейна?

Масштабируемость означает способность обрабатывать растущие объемы данных и пользователей без потери производительности или надежности. Аналогичным образом, масштабируемость в блокчейне означает способность сети блокчейн продолжать функционировать оптимально — без увеличения затрат — когда регистрируется больше транзакций и активности, т. е. большое количество транзакций может быть создано и обработано быстро, эффективно и более устойчиво.

Предложить Виталик Бутерин [PDF] Протоколы блокчейна стремятся быть децентрализованными, безопасными и масштабируемыми, но они достигают только двух из этих характеристик. Наиболее распространенной функцией, которой жертвуют, является масштабируемость.

Когда технология Blockchain не масштабируема, она обрабатывает транзакции медленно, что может привести к перегрузке сети (задержке платежей) и более высоким комиссиям. Между тем, масштабируемая технология Blockchain может обрабатывать большой объем транзакций в секунду (TPS) без снижения безопасности, пользовательского опыта и комиссий или принятия решений (достижение консенсуса с обширной сетью одноранговых участников).

Технология блокчейн доказала свою эффективность в обеспечении безопасности, прозрачности и аутентификации, но сталкивается с проблемами с точки зрения способности обрабатывать большие объемы транзакций за короткое время. По мере увеличения числа участников сети и количества завершенных транзакций блокчейн может столкнуться с проблемами, связанными со скоростью обработки и комиссиями, связанными с транзакциями.

Три основных показателя определяют масштабируемость сети Blockchain:

  1. задержка: Время, необходимое для трансляции транзакций на сетевые узлы и сбора их ответов для достижения консенсуса, влияет на масштабируемость. Меньшая задержка приводит к более масштабируемой сети.
  2. Производительность: Масштабируемость протокола Blockchain также зависит от количества транзакций, которые он может обрабатывать в секунду. Более высокая пропускная способность приводит к более масштабируемой сети.
  3. цена: Ресурсы (вычислительная мощность, пропускная способность и т. д.), необходимые для работы блокчейна, определяют его масштабируемость. Больше ресурсов означает более высокие стимулы для сети, особенно для большего числа участников сети. Если стимулы не соизмеримы со стоимостью участия, в сети может не быть участников.

Большинство новых протоколов блокчейна, таких как Solana, более масштабируемы, чем старые протоколы, такие как Биткойн; Однако обычно они достигают этого за счет более слабой системы безопасности или большей централизации.

1veIsRraPB0VWRsowa579rw DzTechs | Понимание масштабируемости блокчейна: расширенное руководство для начинающих

Чтобы сети блокчейнов могли поддерживать крупные экономики и растущую базу пользователей, они должны быть масштабируемыми. Люди не будут полагаться на протоколы блокчейна, если они медленные и дорогие, тем более что существуют традиционные варианты, быстрые и дешевые. Например, использовать VISA для оплаты пиццы быстрее и дешевле, чем использовать биткойн. Отсюда важность масштабируемости в блокчейне.

Некоторые из основных способов масштабирования блокчейна

В различных протоколах блокчейна реализовано несколько технологий для улучшения задержки, пропускной способности и стоимости без ущерба для безопасности и децентрализации. Однако ни одно решение не смогло дать убедительный ответ на трилемму блокчейна, тем более что многие из них жертвуют децентрализацией или безопасностью.

1AyE4kwCd4JV IIeoSjCgWQ DzTechs | Понимание масштабируемости блокчейна: расширенное руководство для начинающих

В результате протоколы блокчейна обычно используют несколько решений для улучшения масштабируемости сети.

Эти технологии можно разделить на три основных решения.

1. Первоклассные решения

Целью здесь является улучшение базовой сети Blockchain для обработки устаревших транзакций. Это может включать в себя такие решения, как увеличение размера блоков, сокращение времени транзакций или сбор ответов для более быстрого соблюдения требований.

Решения уровня XNUMX реализуются в сети с упором на оптимизацию базового протокола блокчейна без привлечения какой-либо вторичной структуры. Обычно эти улучшения осуществляются с помощью процесса форка Blockchain.

Например, Биткойн активировал Segregate Witness (SegWit) посредством софт-форка (хард-форка) в 2017 году. Это изменение увеличило ограничения размера блока протокола и эффективность транзакций. Позже в том же году хардфорк привел к созданию Bitcoin Cach (BCH), альтернативной сети с большими размерами блоков, более коротким временем транзакций и более низкими комиссиями за транзакции.

Сеть Blockchain Etherium также завершила хард-форк в 2022 году. Это переместило алгоритм консенсуса протокола с Proof of Work на Proof of Stake. Это был первый этап презентации раскола, кто считает Бутерин Это позволит еще больше расширить сеть.

Хеширование блокчейна — это решение первого уровня, хотя оно не требует форка. Вместо этого оно предполагает разделение сети на более мелкие сегменты — шарды — для распространения и улучшения обработки транзакций. В то время как Etherium планирует внедрить шардинг где-то в 2023 году, блокчейн Zilliqa уже имеет четыре сегмента, что сократит время транзакций, снизит комиссию за транзакции и повысит удовлетворенность пользователей. Проверять Что такое LayerZero? Может ли это решить проблему функциональной совместимости сетей Blockchain?

2. Решения второго уровня

В отличие от решений уровня XNUMX, которые реализованы на основе базового протокола блокчейна, решения уровня XNUMX повышают масштабируемость блокчейна за счет перемещения некоторых транзакций или операций за пределы сети. Это вторичные структуры — каналы и группы состояний — построенные на основе базового протокола Blockchain для обработки растущих объемов транзакций.

  • каналы статусаУмные каналы переговоров между участниками. С помощью этого канала две или более стороны могут быстро совершать транзакции за пределами сети, позволяя при этом окончательную транзакцию провести в сети. Например, сеть Lightning работает поверх блокчейна Биткойн и позволяет осуществлять транзакции Биткойн за пределами базового протокола Блокчейн. С помощью смарт-контрактов закрываются транзакции. Затем транзакция и ее завершение добавляются в базовый блокчейн, что позволяет разрешить споры и закрыть канал. Это снижает накладные расходы на транзакции, которые должны быть записаны в основной сети Blockchain, позволяя выполнять транзакции быстрее и с меньшими затратами. Еще одним примером государственного канала является сеть Raiden, построенная на Ethereum.
  • операции агрегированияМежду тем, агрегаторы — например, оптимистичные или с нулевым разглашением — выполняют транзакции за пределами сети, а затем отправляют транзакции или подтверждающие данные в базовый протокол блокчейна, где будет достигнут консенсус. Loopring и Aztec — хорошие примеры групп с нулевым разглашением, а Arbitrium One и Optimism — примеры оптимистичных групп.
    Более того, существуют и другие различия между сетями блокчейна уровня XNUMX и уровня XNUMX.

3. Новые сети

1Csdb 3fXfEQMQhekijXgVQ DzTechs | Понимание масштабируемости блокчейна: расширенное руководство для начинающих

Различные формы новых сетей — побочные сети, плазменные сети и сети Validium — могут быть созданы для повышения эффективности обработки транзакций. Например, Polygon — это дополнительная сеть Ethereum со спецификациями, адаптированными для удовлетворения конкретных потребностей, но при этом она использует и опирается на прочную основу Ethereum.

Хотя эти решения иногда называют решениями второго уровня, они совершенно разные. Решения уровня XNUMX являются расширениями своих аналогов уровня XNUMX и обычно работают в соответствии с базовым протоколом блокчейна. Однако сети Sidewall, Plasma Network и Validium Networks являются более независимыми сетями Blockchain, которые имеют связи со своими аналогами уровня XNUMX. Обычно вы отвечаете за безопасность, алгоритмы консенсуса или параметры блокировки. Проверять Объясните различные алгоритмы Proof of Stake.

В сети Blockchain нет масштабируемости и нет массового внедрения.

Технология блокчейн способна изменить мир, каким мы его знаем. Однако это не изменит мир, если масштабируемость останется ограничением, поскольку массового внедрения не будет.

От оцифровки активов до компаний, использующих технологию Blockchain для улучшения операций, будущее этой технологии светлое, если она сможет устойчиво масштабироваться, не жертвуя децентрализацией и безопасностью. Вы можете просмотреть сейчас Защита вашей личности с помощью блокчейна: основные советы по защите ваших данных.

ДзТех

Я государственный инженер с большим опытом работы в области программирования, создания веб-сайтов, SEO и технического написания. Я увлечен технологиями и посвящаю себя предоставлению качественной информации общественности. Я могу стать более ценным ресурсом для пользователей, которые ищут точную и достоверную информацию об обзорах продуктов и специализированных приложениях в различных областях. Моя непоколебимая приверженность качеству и точности гарантирует, что предоставляемая информация заслуживает доверия и полезна для аудитории. Постоянное стремление к знаниям заставляет меня идти в ногу с новейшими технологическими разработками, гарантируя, что общие идеи будут передаваться в ясной и доступной форме.
Перейти к верхней кнопке