Løsning av Blockchain-trilemmaet: desentralisering, sikkerhet og skalerbarhet

Bitcoin og Ethereum er de mest anerkjente prosjektene i blockchain-bevegelsen, og søker å erstatte vårt nåværende handels-, finansielle og økonomiske system med et som er mer desentralisert og sikkert..

Millioner har investert tid og penger i disse nettverkene i troen på at de en dag vil vokse til å dominere en desentralisert digital verden.

Til tross for over 200 milliarder dollar i kombinert markedsverdi er disse nettverkene fortsatt plaget av det grunnleggende problemet med skalerbarhet.

Manglende skalerbarhet holder mange velfinansierte og fellesskapsstøttede blokkjeder som fungerer i beta- og alfamodus. Myntene deres, hvorav mange er bygget for å fungere som verktøy, kjøpes først og fremst for å oppbevares som spekulative verdipapirer fordi lave transaksjonshastigheter hindrer dem i å bli handlet for dagligvarer og tjenester..

Verdien som disse Blockchains er lovende, kan ikke realiseres i stor skala på grunn av det som kalles ‘Trilemma’.

Blockchain Trilemma

‘Scalability Trilemma’ er et begrep som ble laget av Ethereum-grunnlegger Vitalik Buterin som adresserer problemet med hvordan du kan utvikle en blockchain-teknologi som tilbyr skalerbarhet, desentralisering og sikkerhet, uten å gå på kompromiss med noen av.

Vitalik mener at Blockchains på et grunnleggende nivå bare kan oppnå 2 av 3 av disse egenskapene samtidig:

  • Desentralisering (definert som at systemet kan kjøre i et scenario der hver deltaker bare har tilgang til O (c) ressurser, dvs. en vanlig bærbar PC eller liten VPS)
  • Skalerbarhet (definert som å kunne behandle O (n) > O (c) transaksjoner)
  • Sikkerhet (definert som sikker mot angripere med opptil O (n) ressurser)

For de som ikke er kjent med syntaksen, refererer C til størrelsen på beregningsressurser (inkludert beregning, båndbredde og lagring) tilgjengelig for hver node, og n refererer til størrelsen på økosystemet i noen abstrakt forstand. Vi antar at transaksjonsbelastning, statsstørrelse og markedsverdi for en kryptovaluta er proporsjonal med n.)

Hvorfor er disse komponentene viktige?

Desentralisering

Dette er en kjernekomponent av hva det betyr å kjøre Blockchain-systemet. Desentralisering gjør at nettverk kan være tillatelsesfrie og sensurresistente, noe som gir alle muligheten til å bruke og bygge videre på dem.

Desentralisering alene er ikke skalerbar fordi desentraliserte systemer fungerer på konsensus, noe som betyr at beslutninger (for eksempel verifisering av transaksjoner) tas av en gruppe noder i motsetning til en individuell node.

Avgjørelser fattet ved konsensus er mer sannsynlig å være av høyere kvalitet, mens beslutninger av en enkeltperson er mer sannsynlig å være raske og motstandsdyktige mot etterslep.

Sikkerhet

Det er bare i et desentralisert nettverk som uforanderlighet og maksimal sikkerhet kan oppnås, for hvilket bedre sted å lagre sensitive data som i et nettverk som ikke har et eneste “sentralt” feilpunkt.

Skalerbarhet

Dette er den siste og viktigste komponenten, for uten å kunne øke hastigheten og størrelsen på et Blockchain-nettverk, kan vi aldri håpe på å påvirke mer enn bare en håndfull mennesker. Bitcoin og Ethereum har bare klart å oppnå en samlet markedsverdi på over 200 milliarder dollar på grunn av løftet om at de en dag vil oppnå vanlig adopsjon.

Betydning, Bitcoin som samsvarer med eller overgår Visas 24.000 transaksjoner per sekund (i motsetning til de nåværende 7 transaksjonene per sekund), og Ethereum blir den underliggende teknologien bak de største og mest lønnsomme Dapps.

Å stige fra bootstrapped-nettverk til en stor aktør på verdensscenen krever at konsensusprosessen blir raskere og mer effektiv uten også å bli sentralisert eller mindre sikker.

Hvordan løser vi det?

Det er mange løsninger som fortsatt er under utvikling, eller for tiden i markedet, som prøver å løse skalerbarhetsproblemet.

Alternative mynter

Som nevnt er Bitcoin og Ethereums transaksjonshastigheter veldig lave (henholdsvis 7 og 15 transaksjoner per sekund.

Det er en rekke andre kryptovalutaer som man kan vurdere med mye raskere gjennomstrømningshastigheter. For eksempel var Litecoin et av de originale Bitcoin-alternativene. Ved å bruke en annen hashingalgoritme, tar LTC-transaksjoner omtrent 56 tps.

Andre kryptovalutaer som Ripple (XRP) og Stellar Lumens (XLM) har transaksjonstider på henholdsvis 1500 tps og 1000 tps.

Lightning Network (Bitcoin)

Lynnettverket kalles en ‘lag 2’-løsning. Hovedformålet er å utvide kapasiteten til eksisterende Blockchains slik at transaksjoner kan bli billigere og hyppigere.

Mindre, mindre betydningsfulle transaksjoner lagres ‘off chain’, og er i det vesentlige samlet og validert uavhengig av små samfunn før de sendes tilbake til den viktigste Blockchain, hvor de kan behandles som en enkelt transaksjon.

Eksempler på offchain Blockchain

Små samfunn opprettes der transaksjoner foregår uten at hver av disse transaksjonene er registrert på den viktigste Blockchain

En enklere måte å tenke på det er som en dagligvarefane, der alle kjøpene dine blir registrert for måneden, og til slutt, på slutten av måneden, aksepterer kassereren en enkeltbetaling for alle transaksjoner som er gjort i løpet av din måned med dagligvaren. shopping.

Transaksjon med offchain i butikken

En dagligvarefane IOU etterfulgt av at den endelige betalingen blir anerkjent av banken.

Disse løsningene betyr til slutt at vi kan redusere flere transaksjoner til bare 2 på de viktigste Blockchain; en for å åpne transaksjonen mellom den viktigste Blockchain og off-chain, og en for å lukke den;

Nedleggelse av en Offchain-stat

Offchain State Closure. Bilde Kilder

Lynnettverket er den mest lovende skalerbarhetsløsningen for Bitcoin blockchain, som de siste 6 månedene har opplevd at antallet daglige Bitcoin-transaksjoner faller fra 500k i desember til 200k i mai, mens kostnaden per transaksjon har økt med 50% siden 5. februar.

I utviklede finansmarkeder, når transaksjonsvolumet øker, bør kostnaden per transaksjon synke (vi kunne se at dette mønsteret oppstod på internett; etter hvert som antall brukere økte, reduserte kostnadene for transaksjoner med penger, informasjon osv.).

Dette er mønstre som Lightening-nettverket forventes å hjelpe Bitcoin med å replikere.

Plasma (Ethereum)

Laget av Buterin og Bitcoin Lightning Network medskaper Joseph Poon, dette er en annen lag 2-løsning som ligner på Lightning Network.

Med plasma opprettes ‘barnekjeder’ på Ethereum Blockchain (hovedkjede), med egne validatorer. Så et selskap kan opprette en plasmabarnekjede på toppen av hovedkjeden med avtalene (eller reglene) gjennom en smart kontrakt på hovedkjeden.

Barnekjeder kan gyte sine egne barnekjeder, som kan gyte sine egne barnekjeder, og så videre.

Skaleringsløsninger

Skaleringsløsninger – bilde Kilde

Med Plasma kunne vi utføre mange komplekse operasjoner på barnekjedenivå, kjøre hele applikasjoner med mange tusen brukere, mens vi bare samhandlet med Ethereum-hovedkjeden av og til. Sluttresultatet vil være en økning i transaksjoner per sekund og lavere transaksjonsgebyrer.

Det er andre løsninger som utvikles samtidig for å hjelpe til med Ethereums skaleringsproblemer. En av dem er Raiden Network, som er en skaleringsløsning utenfor kjeden som er opprettet ved å åpne betalingskanaler.

Den andre løsningen som implementeres er Sharding. Dette er fordelingen av noder til bestemte grupper, slik at noder ikke trenger å validere hele Blockchains-historikken før de validerer en ny transaksjon.

Et annet interessant forslag er BloXroute. Dette presenteres i bildet ovenfor og er en annen skalerbarhetsløsning som gjør at alle kryptovalutaer og Blockchains kan skaleres til tusenvis av transaksjoner per sekund (TPS) on-chain, uten å endre protokollen..

Løsninger med fokus på skalerbarhet

Mens vi nevnte noen få kryptovalutaer som kunne brukes som et alternativ for den raskere gjennomførte transaksjonen, løser de bare en del av Trilemmaet. Det er andre mynter som er utviklet spesielt for å løse skaleringsspørsmålet.

EOS

EOS er en Ethereum-konkurrent som fokuserer på å tilby et mer skalerbart alternativ ved hjelp av en metode som kalles ‘delegert bevis på innsats’.

Med denne metoden nominerer nettverket flere “vitneknuter” som representanter som hjelper til med å ta bestemte avgjørelser på høyt nivå raskere uten å avstemme hele nettverket.

Dette er tydeligvis en mer sentralisert tilnærming, og gir kontroll til omtrent 100 vitner som blir stemt inn av samfunnet. Det er lett å se hvordan et slikt system kan påvirkes av intern politikk og egeninteresse (folks stemmerett bestemmes av hvor mange tokens de har. Dette betyr at folk som har flere tokens vil påvirke nettverket mer enn folk som har veldig få tokens).

Dette (sammen med andre systemoppgraderinger) har imidlertid gjort det mulig for EOS å kjøre tester der de oppnådde 50000 ts.

Kosmos

Cosmos har som mål å bli et “internett av Blockchains” som løser problemet med skalerbarhet og interoperabilitet (muligheten for mange Blockchains til å kommunisere med hverandre).

Med Cosmos oppnås skalerbarhet gjennom vertikal og horisontal tilnærming:

Vertikal skalerbarhet er tillegg av ressurser til en enkelt systemnode, for eksempel en enkelt datamaskin eller nettverksstasjon, som ofte resulterer i ekstra CPUer eller minne. Vertikal skalerbarhet gir flere delte ressurser for operativsystemet og applikasjonene.

Horisontal skalerbarhet oppnås ved å ha flere parallelle kjeder som kjører samme applikasjon og drives av et felles validatorsett. Dette (i teorien) gjør Blockchains mer skalerbar ved å gjøre det mulig å utføre smarte kontrakter og transaksjonsbehandling samtidig.

Konklusjon

Skalerbarhet er et problem som har mange Blockchains som konkurrerer sterkt om å lage en løsning som gjør at nettverket deres kan nå mainstream adopsjon.

Ettersom disse nettverkene fortsetter å utvikle seg, må vi kanskje stille dypere spørsmål om hvordan vi definerer desentralisering, og hvor mye desentralisering som trengs for å tilfredsstille et Blockchains-etos mens vi oppnår skalerbarhet..

I dag bestemmes dette av spesifikke bruksområder, hovedsakelig om en Blockchain trenger sensurmotstand mot suveren (grad av Bitcoin) versus “plattformsgrad” (i tilfelle Ethereum).

Suverene karakter refererer til behovet for å ha desentralisering for å oppnå en verdilager (som Bitcoin) som har de høyeste sikkerhetsnivåene og som ikke kan manipuleres eller angripes av regjeringen (med andre ord motstandsdyktig mot myndighetens sensur).

Plattformkarakter refererer til å gi utviklere sterke forsikringer om at ingen sentraliserte interessenter (som en Facebook, Google eller Apple) kan endre reglene på en plattform på måter som vil forstyrre deres evne til å fortsette å jobbe med det.

Avhengig av ditt perspektiv som en utvikler som ønsker maksimal frihet til å bygge, eller en valutainnehaver som ønsker maksimal sikkerhet og autonomi å bruke, bør du bare favorisere et nivå av desentralisering som lar deg oppnå riktig mengde sensurmotstand som trengs.

Til slutt tror jeg ingen 1-løsning vil oppnå den perfekte balansen mellom skalerbarhet, sikkerhet og desentralisering. Dette gjør utviklingen av dette rommet enda mer interessant når vi observerer hvordan hvert nettverk fortsetter å implementere sin egen unike tilnærming til Blockchain Trilemma..

Utvalgt bilde via Fotolia

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