De blockchain-trilemma oplossen: decentralisatie, beveiliging en schaalbaarheid

Bitcoin en Ethereum zijn de meest algemeen erkende projecten van de blockchain-beweging en proberen ons huidige handels-, financiële en economische systeem te vervangen door een meer gedecentraliseerd en veiliger systeem..

Miljoenen hebben tijd en geld in deze netwerken geïnvesteerd in de overtuiging dat ze op een dag zullen uitgroeien tot een gedecentraliseerde digitale wereld..

Ondanks een gecombineerde marktkapitalisatie van meer dan $ 200 miljard, worden deze netwerken nog steeds geplaagd door het fundamentele probleem van schaalbaarheid.

Door een gebrek aan schaalbaarheid blijven veel goed gefinancierde en door de gemeenschap gesteunde blockchains in de bèta- en alfamodus werken. Hun munten, waarvan er vele zijn gebouwd om als nutsvoorzieningen te functioneren, worden voornamelijk gekocht om als speculatieve effecten te worden aangehouden, omdat lage transactiesnelheden verhinderen dat ze worden verhandeld voor alledaagse goederen en diensten..

De waarde die deze Blockchains ‘veelbelovend zijn, kan niet op grote schaal worden gerealiseerd vanwege wat de’ Trilemma ‘wordt genoemd.

Blockchain Trilemma

De ‘Scalability Trilemma’ is een term die is bedacht door Ethereum-oprichter Vitalik Buterin die het probleem aanpakt van hoe een blockchain-technologie te ontwikkelen die schaalbaarheid, decentralisatie en beveiliging biedt, zonder een van beide in gevaar te brengen..

Vitalik is van mening dat Blockchains op een fundamenteel niveau slechts 2 van de 3 van deze eigenschappen tegelijk kunnen bereiken:

  • Decentralisatie (gedefinieerd als het systeem dat kan draaien in een scenario waarin elke deelnemer alleen toegang heeft tot O (c) -bronnen, d.w.z. een gewone laptop of kleine VPS)
  • Schaalbaarheid (gedefinieerd als het kunnen verwerken van O (n) > O (c) transacties)
  • Veiligheid (gedefinieerd als veilig zijn tegen aanvallers met maximaal O (n) -bronnen)

Voor degenen die niet bekend zijn met syntaxis, verwijst C naar de grootte van rekenresources (inclusief berekening, bandbreedte en opslag) die beschikbaar zijn voor elk knooppunt, en n verwijst in abstracte zin naar de grootte van het ecosysteem. We gaan ervan uit dat de transactiebelasting, de grootte van de staat en de marktkapitalisatie van een cryptovaluta allemaal evenredig zijn met n.​

Waarom zijn deze componenten belangrijk??

Decentralisatie

Dit is een kerncomponent van wat het betekent om een ​​Blockchain-systeem te draaien. Decentralisatie zorgt ervoor dat netwerken toestemmingsloos en censuurbestendig zijn, waardoor iedereen de mogelijkheid krijgt om ze te gebruiken en erop voort te bouwen.

Decentralisatie alleen is niet schaalbaar omdat gedecentraliseerde systemen werken op basis van consensus, wat betekent dat beslissingen (zoals het verifiëren van transacties) worden genomen door een groep knooppunten in plaats van een individueel knooppunt.

Beslissingen die bij consensus worden genomen, zijn waarschijnlijk van hogere kwaliteit, terwijl beslissingen van een persoon eerder snel zijn en bestand zijn tegen achterstanden.

Veiligheid

Alleen op een gedecentraliseerd netwerk kunnen onveranderlijkheid en piekbeveiliging worden bereikt, want wat is een betere plek om gevoelige gegevens op te slaan dan op een netwerk dat geen enkel ‘centraal’ storingspunt heeft?.

Schaalbaarheid

Dit is het laatste en belangrijkste onderdeel, want zonder de snelheid en omvang van een Blockchain-netwerk te kunnen verhogen, kunnen we nooit hopen dat we meer impact zullen hebben dan slechts een handvol mensen. Bitcoin en Ethereum zijn er alleen in geslaagd om een ​​gecombineerde marktkapitalisatie van meer dan $ 200 miljard te behalen vanwege de belofte dat ze op een dag de reguliere acceptatie zullen bereiken.

Dit betekent dat Bitcoin de 24.000 transacties per seconde van Visa overeenkomt of overtreft (in tegenstelling tot de huidige 7 transacties per seconde), en Ethereum de onderliggende technologie wordt achter de grootste en meest winstgevende Dapps.

Opstijgen van een bootstrapped netwerk naar een grote speler op het wereldtoneel vereist dat het consensusproces sneller en efficiënter wordt zonder ook gecentraliseerd of minder veilig te worden.

Hoe lossen we het op??

Er zijn veel oplossingen die nog in ontwikkeling zijn of momenteel op de markt zijn, die proberen het schaalbaarheidsprobleem op te lossen.

Alternatieve munten

Zoals vermeld, zijn de transactiesnelheden van Bitcoin en Ethereum erg traag (respectievelijk ongeveer 7 en 15 transacties per seconde.

Er zijn een aantal andere cryptocurrencies die men zou kunnen overwegen met veel snellere doorvoersnelheden. Een van de oorspronkelijke Bitcoin-alternatieven was bijvoorbeeld Litecoin. Door gebruik te maken van een ander hash-algoritme, duren LTC-transacties ongeveer 56 tps.

Andere cryptocurrencies zoals Ripple (XRP) en Stellar Lumens (XLM) hebben transactietijden van respectievelijk 1.500 tps en 1.000 tps.

Lightning Network (Bitcoin)

Het bliksemnetwerk wordt een ‘laag 2’ -oplossing genoemd. Het primaire doel is om de capaciteit van bestaande Blockchains uit te breiden, zodat transacties goedkoper en frequenter kunnen zijn.

Kleinere, minder belangrijke transacties worden ‘off chain’ opgeslagen en worden in wezen gebundeld en onafhankelijk gevalideerd door kleine gemeenschappen voordat ze worden teruggestuurd naar de belangrijkste Blockchain, waar ze als één enkele transactie kunnen worden verwerkt.

Offchain voorbeelden Blockchain

Er worden kleine gemeenschappen gecreëerd waar transacties plaatsvinden zonder dat elk van deze transacties wordt geregistreerd op de hoofd Blockchain

Een eenvoudigere manier om het te zien is als een kruidenierstabblad, waar al uw aankopen worden bijgehouden voor de maand, en aan het einde van de maand accepteert de kassamedewerker een eenmalige betaling voor alle transacties die u tijdens uw maand van boodschappen heeft gedaan. boodschappen doen.

Offchain-transactie in de winkel

Een IOU van het tabblad Kruidenierswinkel gevolgd door de erkenning van de laatste betaling door de bank.

Deze oplossingen betekenen uiteindelijk dat we meerdere transacties kunnen terugbrengen tot slechts 2 op de belangrijkste Blockchain; één om de transactie tussen de belangrijkste Blockchain en de off-chain te openen, en één om deze te sluiten;

Sluiting van een offchain-staat

Sluiting van de offchain-status. Beeld Bronnen

Het bliksemnetwerk is de meest veelbelovende schaalbaarheidsoplossing voor de Bitcoin-blockchain, die de afgelopen 6 maanden heeft ervaren dat het aantal dagelijkse Bitcoin-transacties daalt van 500k in december tot 200k in mei, terwijl de kosten per transactie sindsdien met 50% zijn gestegen 5 februari.

In ontwikkelde financiële markten, naarmate het transactievolume stijgt, zouden de kosten per transactie moeten dalen (we konden dit patroon op internet zien optreden; naarmate het aantal gebruikers toenam, daalden de transactiekosten van geld, informatie, enz. Dramatisch).

Dit zijn patronen waarvan het Lightening-netwerk naar verwachting Bitcoin helpt repliceren.

Plasma (Ethereum)

Gemaakt door Buterin en Bitcoin Lightning Network co-creator Joseph Poon, dit is een andere laag 2-oplossing die vergelijkbaar is met het Lightning Network.

Met Plasma worden ‘kindketens’ gemaakt op de Ethereum Blockchain (hoofdketen), met hun eigen validators. Dus een bedrijf zou een plasma kinderketen kunnen creëren bovenop de hoofdketen met de afspraken (of regels) via een slim contract op de hoofdketen.

Kinderkettingen kunnen hun eigen kinderkettingen voortbrengen, die hun eigen kinderkettingen kunnen voortbrengen, enzovoort.

Schaaloplossingen

Schaaloplossingen – Afbeelding Bron

Met Plasma konden we veel complexe bewerkingen uitvoeren op het niveau van de kinderketen, waarbij we hele applicaties met duizenden gebruikers konden draaien, terwijl we slechts af en toe interactie hadden met de Ethereum-hoofdketen. Het eindresultaat zou een stijging van het aantal transacties per seconde en lagere transactiekosten zijn.

Er zijn andere oplossingen die gelijktijdig worden ontwikkeld om te helpen bij de schaalproblemen van Ethereum. Een daarvan is het Raiden-netwerk, een off-chain schaaloplossing die is gecreëerd door betalingskanalen te openen.

De andere oplossing die wordt geïmplementeerd, is Sharding. Dit is de distributie van knooppunten naar bepaalde groepen, zodat knooppunten niet de hele Blockchains-geschiedenis hoeven te valideren voordat ze een nieuwe transactie valideren.

Een ander interessant voorstel is dat van BloXroute. Dit wordt weergegeven in de bovenstaande afbeelding en is een andere schaalbaarheidsoplossing waarmee alle cryptovaluta’s en blockchains kunnen worden geschaald naar duizenden transacties per seconde (TPS) in de keten, zonder hun protocol te wijzigen.

Oplossingen gericht op schaalbaarheid

Hoewel we een paar cryptocurrencies noemden die kunnen worden gebruikt als alternatief voor hun snellere transactie, lossen ze slechts een deel van de Trilemma op. Er zijn andere munten die speciaal zijn ontwikkeld om de schaalvraag aan te pakken.

EOS

EOS is een Ethereum-concurrent die zich richt op het bieden van een beter schaalbaar alternatief met behulp van een methode genaamd ‘gedelegeerd bewijs van inzet ‘.

Met deze methode nomineert het netwerk meerdere ‘getuigenknooppunten’ als vertegenwoordigers die helpen om bepaalde beslissingen op hoog niveau sneller te nemen zonder het hele netwerk te pollen.

Dit is duidelijk een meer gecentraliseerde aanpak, waarbij de controle wordt overgedragen aan ongeveer 100 getuigen die door de gemeenschap zijn ingestemd. Het is gemakkelijk in te zien hoe een dergelijk systeem kan worden beïnvloed door interne politiek en eigenbelang (de stemkracht van mensen wordt bepaald door het aantal tokens dat ze bevatten. Dit betekent dat mensen met meer tokens het netwerk meer zullen beïnvloeden dan mensen die er maar heel weinig hebben. Munten).

Dit (samen met andere systeemupgrades) heeft EOS echter in staat gesteld om tests uit te voeren waar ze haalden 50.000 tps.

Kosmos

Cosmos wil een ‘internet van blockchains’ worden dat het probleem van schaalbaarheid en interoperabiliteit oplost (het vermogen van veel blockchains om met elkaar te communiceren).

Met Cosmos wordt schaalbaarheid bereikt door de verticale en horizontale benadering:

Verticale schaalbaarheid is het toevoegen van bronnen aan een enkel systeemknooppunt, zoals een enkele computer of netwerkstation, wat vaak resulteert in extra CPU’s of geheugen. Verticale schaalbaarheid biedt meer gedeelde bronnen voor het besturingssysteem en de applicaties.

Horizontale schaalbaarheid wordt bereikt door meerdere parallelle ketens met dezelfde applicatie te laten draaien en te laten werken door een gemeenschappelijke validatorset. Dit (in theorie) maakt Blockchains schaalbaarder doordat slimme contracten en transactieverwerking tegelijkertijd kunnen worden uitgevoerd.

Gevolgtrekking

Schaalbaarheid is een probleem waarbij veel blockchains fel concurreren om een ​​oplossing te creëren waarmee hun netwerk de reguliere acceptatie kan bereiken.

Naarmate deze netwerken zich blijven ontwikkelen, moeten we mogelijk diepere vragen stellen over hoe we decentralisatie definiëren en hoeveel decentralisatie er nodig is om te voldoen aan een Blockchains-ethos en tegelijkertijd schaalbaarheid te bereiken..

Tegenwoordig wordt dit bepaald door specifieke gebruikssituaties, voornamelijk of een Blockchain censuurbestendigheid van ‘soevereine kwaliteit’ nodig heeft (in het geval van Bitcoin) versus ‘platformkwaliteit’ (in het geval van Ethereum).

Soevereine rang verwijst naar de noodzaak van decentralisatie om een ​​waardeopslag te bereiken (zoals Bitcoin) die het hoogste beveiligingsniveau heeft en niet kan worden gemanipuleerd of aangevallen door de overheid (met andere woorden; bestand tegen overheidscensuur).

Platformcijfer verwijst naar het geven van sterke garanties aan ontwikkelaars dat geen enkele gecentraliseerde belanghebbende (zoals een Facebook, Google of Apple) de regels op een platform kan wijzigen op een manier die hun vermogen om eraan te blijven werken zou verstoren.

Afhankelijk van uw perspectief als ontwikkelaar die maximale vrijheid wil om te bouwen, of een valutahouder die maximale veiligheid en autonomie wil om te besteden, moet u alleen de voorkeur geven aan een niveau van decentralisatie waarmee u de juiste hoeveelheid censuurweerstand kunt bereiken die nodig is.

Uiteindelijk geloof ik niet dat één enkele oplossing de perfecte balans tussen schaalbaarheid, beveiliging en decentralisatie zal bereiken. Dit maakt de evolutie van deze ruimte nog interessanter omdat we zien hoe elk netwerk te werk gaat om zijn eigen unieke benadering van de Blockchain Trilemma te implementeren.

Uitgelichte afbeelding via Fotolia

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