Hvad er skalerbarhed i Blockchain? En simpel forklaring

Af
Tweet
Share
Share
Pin

Efterhånden som flere enkeltpersoner og organisationer anvender blockchain-teknologi, er skalerbarhed blevet mere fremtrædende. Du er sandsynligvis stødt på dette udtryk som det største problem i kryptoindustrien.

Men hvad betyder “skalerbarhed”, især hvad angår blockchain-teknologi, og hvorfor betyder det så meget?

Hvad er Blockchain-skalerbarhed?

“Skalerbarhed” refererer til et systems eller proces evne til at fortsætte med at fungere på trods af ændringer i volumen eller skala. Tilsvarende refererer blockchain-skalerbarhed til en blockchain-protokols evne til at fortsætte med at fungere optimalt – uden øgede omkostninger – når der er flere transaktioner, data og brugere.

Vitalik Buterin foreslår [PDF] at blockchain-protokoller stræber efter at være decentraliserede, sikre og skalerbare, men de opnår kun to af disse egenskaber. Og den mest almindeligt ofrede funktion er skalerbarhed.

Når en blockchain ikke er skalerbar, behandler den transaktioner langsomt, hvilket kan føre til overbelastning af netværket (efterslæb af betalinger) og højere gebyrer. I mellemtiden kan en skalerbar blockchain håndtere en stor mængde transaktioner per sekund (TPS) uden et fald i sikkerhed, brugeroplevelse og gebyrer eller beslutningstagning (nå en konsensus med et stort netværk af peer-to-peer-aktører).

Tre nøglemålinger bestemmer en blockchain-protokols skalerbarhed:

  • Latency: Den tid, det tager at udsende transaktioner til netværksknuderne og sammenstille deres svar for at nå en konsensus, påvirker skalerbarheden. En lavere latenstid resulterer i et mere skalerbart netværk.
  • Gennemstrømning: En blockchain-protokols skalerbarhed afhænger også af antallet af transaktioner, den kan behandle pr. sekund. En højere gennemstrømning resulterer i et mere skalerbart netværk.
  • Omkostninger: De ressourcer (beregningskraft, båndbredde osv.), der kræves for at køre en blockchain, bestemmer dens skalerbarhed. Flere ressourcer ville betyde højere netværksincitamenter, især for flere netværksdeltagere. Hvis incitamenterne ikke står i rimeligt forhold til omkostningerne ved deltagelse, er der muligvis ingen netværksdeltagere.

    • De fleste nyere blockchain-protokoller som Solana er mere skalerbare end ældre protokoller som Bitcoin; dog opnår de typisk dette på bekostning af et svagere sikkerhedssystem eller mere centralisering.

    For at blockchains kan understøtte enorme økonomier og brugerbaser, skal de være skalerbare. Folk vil ikke vedtage blockchain-protokoller, hvis de er langsomme og dyre, især da der er hurtige og billige traditionelle muligheder. For eksempel er det hurtigere og billigere at bruge VISA til at betale for din pizza, end det er at bruge Bitcoin. Derfor er vigtigheden af ​​blockchain-skalerbarhed.

    3 nøglemetoder til skalering af blockchain

    Adskillige blockchain-protokoller har implementeret adskillige teknikker til at forbedre latens, gennemløb og omkostninger uden at ofre sikkerhed og decentralisering. Ingen løsning har dog været i stand til at løse blockchain-trilemmaet, især da en række af dem ofrer decentralisering eller sikkerhed.

    Billedkredit: Trikona/Shutterstock

    Som et resultat anvender blockchain-protokoller typisk flere løsninger til at forbedre skalerbarheden af ​​blockchain.

    Disse teknikker kan kategoriseres i tre brede løsninger.

    1. Lag 1 løsninger

    Her er målet at forbedre det primære blockchain-netværk til at håndtere slidte transaktioner. Dette kan omfatte løsninger som at gøre blokkene større, reducere transaktionstiderne eller samle svar til konsensus hurtigere.

    Layer 1-løsninger implementeres på kæden med fokus på at forbedre kerne blockchain-protokollen uden at involvere nogen sekundær ramme. Typisk udføres disse forbedringer ved hjælp af en blockchain-gaffel.

    For eksempel aktiverede Bitcoin Segregated Witness (SegWit) gennem en blød gaffel i 2017. Denne ændring øgede protokollens blokstørrelsesgrænser og transaktionseffektivitet. Senere samme år førte en hård gaffel til oprettelsen af ​​Bitcoin Cash (BCH), en alternativ blockchain med større blokstørrelser, kortere transaktionstider og lavere transaktionsgebyrer.

    Ethereum blockchain gennemførte også en hard fork i 2022. Dette ændrede protokollens konsensusalgoritme fra bevis på arbejde til bevis på indsats. Det var den første fase i at indføre sharding, som Buterin mener vil skalere netværket yderligere.

    Blockchain-sharding er en Layer 1-løsning, selvom det ikke kræver en gaffel. I stedet involverer det at opdele netværket i mindre partitioner – shards – for at sprede sig ud og forbedre transaktionsbehandlingen. Mens Ethereum ser ud til at implementere sharding engang i 2023, har Zilliqa blockchain allerede fire shards, hvilket reducerer transaktionstider, reducerer transaktionsgebyrer og forbedrer brugertilfredsheden.

    2. Lag 2 løsninger

    I modsætning til Layer 1-løsninger implementeret på kerne blockchain-protokollen, øger Layer 2-løsninger blockchain-skalerbarheden ved at flytte nogle transaktioner eller processer off-chain. De er sekundære rammer – statskanaler og rollups – bygget baseret på kerne blockchain-protokollen til at håndtere øgede transaktionsvolumener.

    • Statskanaler: Med en statskanal kan to eller flere parter handle hurtigt uden for kæden, mens de stadig tillader, at transaktionens endelige afvikling kan afvikles på kæden. For eksempel opererer The Lightning Network oven på Bitcoin blockchain og tillader Bitcoin-transaktioner uden for kerne blockchain. Ved hjælp af smarte kontrakter lukkes transaktionerne af. Derefter føjes transaktionen og dens endelighed til den primære blockchain, hvilket muliggør tvistløsning og kanallukning. Et andet eksempel på en statskanal er Raiden-netværket bygget på Ethereum.
    • Rollups: I mellemtiden udfører rollups – optimistisk eller nulviden, for eksempel – transaktioner uden for kæden og indsender derefter transaktionsdata eller bevis for gyldighed til kerne blockchain-protokollen, hvor der opnås enighed. Loopring og Aztec er gode eksempler på nul-viden rollups, mens Arbitrium One og Optimism er eksempler på optimistiske rollups.

    Desuden er der andre forskelle mellem Layer 1 og Layer 2 blockchains.

    3. Nye kæder

    Billedkredit: Ico Maker/Shutterstock

    Forskellige former for nye kæder – sidekæder, plasmakæder og Validium-kæder – kan skabes for at fremme effektiv transaktionsbehandling. For eksempel er Polygon en Ethereum-sidekæde med tilpassede specifikationer til at imødekomme specifikke behov, men den drager stadig fordel af og er afhængig af Ethereums robuste fundament.

    Selvom disse løsninger nogle gange omtales som Layer 2-løsninger, er de ret forskellige. Layer 2-løsninger er udvidelser af deres Layer 1-modstykke og fungerer typisk på linje med kerne blockchain. Imidlertid er sidekæder, plasmakæder og Validium-kæder mere uafhængige blokkæder med forbindelser til deres lag 1-modstykke. De tager normalt ansvar for deres sikkerhed, konsensusalgoritmer eller blokparametre.

    Ingen Blockchain-skalerbarhed, ingen masseadoption

    Blockchain-teknologi har potentialet til at ændre verden, som vi kender den. Det vil dog ikke ændre verden, hvis skalerbarhed forbliver en begrænsning, fordi der ikke vil være nogen masseadoption.

    Fra aktivdigitalisering til virksomheder, der bruger blockchain-teknologi til at optimere processer, er fremtiden lys for blockchain-teknologi, hvis den kan skalere bæredygtigt uden at ofre decentralisering og sikkerhed.