The Crypto Trilemma Explained: Problems & Solutions [2023] | BitPay

Τα blockchains μπορούν να επιτρέψουν την ασφαλή, χωρίς άδεια, αποκεντρωμένη αποθήκευση πληροφοριών και τη διευκόλυνση των συναλλαγών. Αλλά αυτές οι κατανεμημένες βάσεις δεδομένων τείνουν να αντιμετωπίζουν περιορισμούς σε τουλάχιστον έναν από τους τρεις ζωτικούς τομείς: ασφάλεια, επεκτασιμότητα ή αποκέντρωση.

Οι προκλήσεις που παρουσιάζονται με την προσπάθεια εξισορρόπησης αυτών των πτυχών της τεχνολογίας blockchain έχουν γίνει γνωστές ως το «τρίλημμα του blockchain».

Εδώ εξηγείται το τρίλημμα του blockchain.

Ποιο είναι το τρίλημμα του blockchain;

Το τρίλημμα του blockchain, ένας όρος του οποίου η νομισματοκοπία έχει πιστωθεί στον συνιδρυτή του Ethereum Vitalik Buterin, περιγράφει τις δυσκολίες που αντιμετωπίζουν οι προγραμματιστές όταν δημιουργούν μια αρχιτεκτονική blockchain που είναι ασφαλής και επεκτάσιμη ενώ παραμένει αποκεντρωμένη.

Κοιτάξτε το blockchain Bitcoin, για παράδειγμα. Το δίκτυο του Bitcoin είναι το πιο ασφαλές στον κόσμο, με α hash rate πάνω από 460 Exahash ανά δευτερόλεπτο. Κανένας γνωστός υπολογιστής στον κόσμο δεν θα μπορούσε να σπάσει την κρυπτογράφηση απόδειξης εργασίας του Bitcoin. Και με χιλιάδες ανεξάρτητους χειριστές κόμβων σε όλο τον κόσμο, το δίκτυο παραμένει αποκεντρωμένο και επομένως δυσκολότερο στην επίθεση.

Αλλά όταν πρόκειται για συναλλαγές, το βασικό στρώμα του Bitcoin δεν μπορεί να κλιμακωθεί. Το δίκτυο μπορεί να χειριστεί μόνο περίπου 7 συναλλαγές ανά δευτερόλεπτο (TPS).

Οποιαδήποτε μέθοδος αύξησης του ποσοστού TPS θα οδηγούσε σε μειώσεις είτε της ασφάλειας είτε της αποκέντρωσης είτε και των δύο.

Σε έναν ή τον άλλο βαθμό, όλα τα blockchain αντιμετωπίζουν ένα παρόμοιο σενάριο: υπερέχουν σε ορισμένους τομείς ενώ υστερούν σε άλλους.

Κατανόηση των τριών πυλώνων του blockchain

Για να κατανοήσουμε το τρίλημμα του blockchain, πρέπει πρώτα να εξοικειωθούμε με τους θεμελιώδεις πυλώνες της τεχνολογίας blockchain, οι οποίοι περιλαμβάνουν 1) ασφάλεια, 2) επεκτασιμότητα και 3) αποκέντρωση.

Ασφάλεια

Η ασφάλεια είναι υψίστης σημασίας όταν πρόκειται για blockchain. Εάν ένας εισβολέας μπορεί να χειραγωγήσει το καθολικό, δεν θα έχει πλέον ακεραιότητα και θα θεωρείται αναξιόπιστο και άχρηστο.

Η αποκέντρωση καθιστά τα blockchain ασφαλή καθιστώντας τα πιο δύσκολα στην επίθεση. Η κατάργηση ενός δικτύου θα συνεπαγόταν την κατάργηση όλων των κόμβων του ή τουλάχιστον τον έλεγχο της πλειοψηφίας από αυτούς. Ωστόσο, την ίδια στιγμή, η επίτευξη ασφάλειας μπορεί να είναι μια πρόκληση για ένα σύστημα που δεν έχει κεντρικό σημείο ελέγχου, καθώς η προστασία δεν μπορεί να τεθεί στα χέρια ενός μεμονωμένου προσώπου ή οντότητας.

Ένας από τους πιο συνηθισμένους τρόπους επίθεσης σε ένα δίκτυο blockchain είναι μέσω αυτού που είναι γνωστό ως επίθεση 51%. Εάν κάποιος μπορεί να αναλάβει τον έλεγχο της πλειοψηφίας των κόμβων ενός δικτύου, μπορεί να αλλάξει το καθολικό. Αυτό θα μπορούσε να επιτρέψει τη διπλή δαπάνη συναλλαγών, τη διαγραφή προηγούμενων συναλλαγών ή άλλους χειρισμούς δεδομένων για να ταιριάζουν στις ανάγκες του εισβολέα. Το Ethereum Classic (ETC), η αρχική αλυσίδα Ethereum, έχει υποφέρει πολλαπλές επιθέσεις 51%, Για παράδειγμα.

Όσο σημαντική κι αν είναι η ασφάλεια, παραμένει μπερδεμένη με τις άλλες δύο πτυχές του τριλήμματος του blockchain: επεκτασιμότητα και αποκέντρωση. Η ενίσχυση της ασφάλειας πολλές φορές οδηγεί σε μείωση αυτών των άλλων στοιχείων μιας αλυσίδας μπλοκ.

Απεριόριστες δυνατότητες

Η επεκτασιμότητα αναφέρεται στην ικανότητα ενός blockchain να χειρίζεται μεγάλο όγκο συναλλαγών σε κλίμακα χωρίς να επηρεάζει την ταχύτητα, την αποτελεσματικότητα ή τις χρεώσεις. Δεδομένου ότι τα περισσότερα blockchain έχουν φιλοδοξίες να υιοθετηθούν σε παγκόσμια κλίμακα, η τεχνολογία τους πρέπει να είναι σε θέση να αντιμετωπίσει πολύ μεγάλο αριθμό χρηστών που στέλνουν πολλές συναλλαγές. Ωστόσο, η δυνατότητα κλιμάκωσης διατηρώντας τους άλλους δύο πυλώνες της αποκέντρωσης και της ασφάλειας μπορεί να είναι δύσκολο να επιτευχθεί.

Εξετάστε το υλικό που απαιτείται για τους χειριστές κόμβων blockchain. Υλικό υψηλής τεχνολογίας ενισχύει την απόδοση του δικτύου, ενισχύοντας την επεκτασιμότητα. Ωστόσο, θέτοντας τέτοια απότομα πρότυπα υλικού, περιορίζουμε ποιος μπορεί να συνδεθεί στο δίκτυο. Λιγότεροι συμμετέχοντες μπορεί να σημαίνει ένα πιο κεντρικό σύστημα. Ουσιαστικά, κυνηγώντας την επεκτασιμότητα, θα μπορούσαμε να συμβιβάσουμε την αποκέντρωση.

Ακριβώς όπως η αύξηση της ασφάλειας ενός blockchain μπορεί να μειώσει την επεκτασιμότητα του, η αύξηση της επεκτασιμότητας μπορεί να μειώσει την ασφάλεια και την αποκέντρωση.

Αποκέντρωση

Η αποκεντρωμένη είναι αυτό που κάνει ένα blockchain διαφορετικό από άλλες μεθόδους αποθήκευσης δεδομένων ή διευκόλυνσης συναλλαγών. Αντί όλα τα δεδομένα να αποθηκεύονται σε έναν μόνο διακομιστή και να ελέγχονται από τους ιδιοκτήτες του, τα blockchains αποτελούν μια μορφή διανεμημένη τεχνολογία λογιστικών βιβλίων (DLT). Τα κατανεμημένα λογιστικά βιβλία φιλοξενούν δεδομένα σε πολλούς διακομιστές σε διαφορετικές γεωγραφικές τοποθεσίες. Αυτό που ξεχωρίζει τις αλυσίδες μπλοκ από άλλες μορφές DLT είναι ότι οι διακομιστές, ή οι κόμβοι, εκτελούνται συχνά από ανεξάρτητα άτομα και τα δεδομένα αποθηκεύονται συνεχώς σε μπλοκ που σχηματίζουν μια αλυσίδα με χρονική σήμανση.

Η αποκέντρωση μπορεί να κάνει ένα δίκτυο πιο ασφαλές εξαλείφοντας κάθε μεμονωμένο διάνυσμα επίθεσης ή σημείο αποτυχίας. Ωστόσο, αυτό φέρνει μαζί του νέες προκλήσεις, όπως η επίτευξη συναίνεσης σχετικά με την καταγραφή των δεδομένων, η οποία μπορεί να γίνει πιο δύσκολη όσο αυξάνεται ο αριθμός των συμμετεχόντων, με αποτέλεσμα προβλήματα επεκτασιμότητας. Και όταν είναι εύκολο για κακόβουλους παράγοντες να ενταχθούν στο δίκτυο και να επηρεάσουν τις λειτουργίες του, η αποκέντρωση μπορεί να μετατραπεί σε αδυναμία και όχι σε δύναμη.

Απεριόριστες δυνατότητες

Η επεκτασιμότητα αναφέρεται στην ικανότητα ενός blockchain να χειρίζεται μεγάλο όγκο συναλλαγών σε κλίμακα χωρίς να επηρεάζει την ταχύτητα, την αποτελεσματικότητα ή τις χρεώσεις. Δεδομένου ότι τα περισσότερα blockchain έχουν φιλοδοξίες να υιοθετηθούν σε παγκόσμια κλίμακα, η τεχνολογία τους πρέπει να είναι σε θέση να αντιμετωπίσει πολύ μεγάλο αριθμό χρηστών που στέλνουν πολλές συναλλαγές. Ωστόσο, η δυνατότητα κλιμάκωσης διατηρώντας τους άλλους δύο πυλώνες της αποκέντρωσης και της ασφάλειας μπορεί να είναι δύσκολο να επιτευχθεί.

Εξετάστε το υλικό που απαιτείται για τους χειριστές κόμβων blockchain. Υλικό υψηλής τεχνολογίας ενισχύει την απόδοση του δικτύου, ενισχύοντας την επεκτασιμότητα. Ωστόσο, θέτοντας τέτοια απότομα πρότυπα υλικού, περιορίζουμε ποιος μπορεί να συνδεθεί στο δίκτυο. Λιγότεροι συμμετέχοντες μπορεί να σημαίνει ένα πιο κεντρικό σύστημα. Ουσιαστικά, κυνηγώντας την επεκτασιμότητα, θα μπορούσαμε να συμβιβάσουμε την αποκέντρωση.

Ακριβώς όπως η αύξηση της ασφάλειας ενός blockchain μπορεί να μειώσει την επεκτασιμότητα του, η αύξηση της επεκτασιμότητας μπορεί να μειώσει την ασφάλεια και την αποκέντρωση.

Αποκέντρωση

Η αποκεντρωμένη είναι αυτό που κάνει ένα blockchain διαφορετικό από άλλες μεθόδους αποθήκευσης δεδομένων ή διευκόλυνσης συναλλαγών. Αντί όλα τα δεδομένα να αποθηκεύονται σε έναν μόνο διακομιστή και να ελέγχονται από τους ιδιοκτήτες του, τα blockchains αποτελούν μια μορφή διανεμημένη τεχνολογία λογιστικών βιβλίων (DLT). Τα κατανεμημένα λογιστικά βιβλία φιλοξενούν δεδομένα σε πολλούς διακομιστές σε διαφορετικές γεωγραφικές τοποθεσίες. Αυτό που ξεχωρίζει τις αλυσίδες μπλοκ από άλλες μορφές DLT είναι ότι οι διακομιστές, ή οι κόμβοι, εκτελούνται συχνά από ανεξάρτητα άτομα και τα δεδομένα αποθηκεύονται συνεχώς σε μπλοκ που σχηματίζουν μια αλυσίδα με χρονική σήμανση.

Η αποκέντρωση μπορεί να κάνει ένα δίκτυο πιο ασφαλές εξαλείφοντας κάθε μεμονωμένο διάνυσμα επίθεσης ή σημείο αποτυχίας. Ωστόσο, αυτό φέρνει μαζί του νέες προκλήσεις, όπως η επίτευξη συναίνεσης σχετικά με την καταγραφή των δεδομένων, η οποία μπορεί να γίνει πιο δύσκολη όσο αυξάνεται ο αριθμός των συμμετεχόντων, με αποτέλεσμα προβλήματα επεκτασιμότητας. Και όταν είναι εύκολο για κακόβουλους παράγοντες να ενταχθούν στο δίκτυο και να επηρεάσουν τις λειτουργίες του, η αποκέντρωση μπορεί να μετατραπεί σε αδυναμία και όχι σε δύναμη.

Σύγχρονες λύσεις και καινοτομίες

Έχουν προταθεί πολλές λύσεις για την αντιμετώπιση του κρυπτογραφικού τριλήμματος που τίθεται από την εξισορρόπηση της ασφάλειας, της επεκτασιμότητας και της αποκέντρωσης. Τα περισσότερα από αυτά προσπαθούν να διορθώσουν το πρόβλημα εφαρμόζοντας αλλαγές είτε στο επίπεδο του επιπέδου-1 (γνωστό και ως βασικό στρώμα) είτε χρησιμοποιώντας εργαλεία πάνω από το βασικό επίπεδο. γνωστό ως layer-2.

Διαλύματα στρώματος 1

Βελτιώσεις πρωτοκόλλου συναίνεσης: Η πιο περιεκτική προσέγγιση για την επίλυση του τριλήμματος της αλυσίδας μπλοκ είναι απλώς να το αλλάξετε μηχανισμό συναίνεσης στα οποία βασίζεται ένα δίκτυο. Αυτό μπορεί να γίνει μεταβαίνοντας από ένα συναινετικό μοντέλο απόδειξης εργασίας (PoW) σε μοντέλο απόδειξης στοιχήματος (PoS), για παράδειγμα. Αντί να βασίζονται σε κόμβους εξόρυξης για να επεξεργαστούν υπολογισμούς έντασης ενέργειας για την ασφάλεια ενός δικτύου, τα δίκτυα PoS απαιτούν κόμβους επικύρωσης για να κλειδώνουν ή να «ποντάρουν» διακριτικά για μια καθορισμένη χρονική περίοδο. Το Ethereum πέρασε από αυτήν τη διαδικασία στα τέλη του 2022, γνωστή ως Η συγχώνευση.

Σκίσιμο, επίσης γνωστή ως οριζόντια κατάτμηση, είναι μια μέθοδος διαχείρισης βάσης δεδομένων που περιλαμβάνει τη διάσπαση δεδομένων σε κομμάτια ή θραύσματα και την αποθήκευση τους σε διαφορετικές τοποθεσίες. Διαχωρίζοντας κομμάτια δεδομένων ενός blockchain μεταξύ διαφορετικών κόμβων, μπορεί να ελευθερωθεί περισσότερος χώρος για παράλληλη επεξεργασία των συναλλαγών. Συνήθως, κάθε πλήρης κόμβος σε μια αλυσίδα μπλοκ πρέπει να αποθηκεύει το σύνολο δεδομένων ολόκληρης της αλυσίδας, από το πρώτο μπλοκ συναλλαγών έως το πιο πρόσφατο. Αλλά με το θρυμματισμό, αυτό δεν χρειάζεται να συμβαίνει.

Η διάσπαση των δεδομένων του blockchain σε μικρότερα κομμάτια έχει ως αποτέλεσμα κάθε κόμβος να μπορεί να επεξεργαστεί περισσότερες συναλλαγές, πράγμα που σημαίνει μεγαλύτερη επεκτασιμότητα.

Διαλύματα στρώματος 2

Πολλές από τις πιο δημοφιλείς προτάσεις για την επίλυση του τριλήμματος της αλυσίδας μπλοκ δεν εμφανίζονται στο βασικό στρώμα των μπλοκ αλυσίδων, αλλά μάλλον στις λύσεις του επιπέδου 2. Η εργασία στο δεύτερο επίπεδο μπορεί να προσφέρει έναν τρόπο για να αυξηθεί η επεκτασιμότητα, διατηρώντας παράλληλα την αποκέντρωση και την ασφάλεια της κύριας αλυσίδας, η οποία παραμένει αναλλοίωτη.

• Ένθετα blockchains χρησιμοποιήστε μια δομή που περιλαμβάνει μια κύρια αλυσίδα με πολλές δευτερεύουσες αλυσίδες. Αυτό επιτρέπει στις αλυσίδες να λειτουργούν παράλληλα μεταξύ τους. Η κύρια αλυσίδα εστιάζει στην ανάθεση εργασιών και στον έλεγχο των παραμέτρων, ενώ οι δευτερεύουσες αλυσίδες μπορούν να επεξεργάζονται συναλλαγές. Το OMG Plasma είναι ένα παράδειγμα ενός επιπέδου-2 που χρησιμοποιεί μια ένθετη αλυσίδα μπλοκ πάνω από το layer-1 του Ethereum για μεγαλύτερη επεκτασιμότητα.
• Κρατικά κανάλια παρέχει έναν τρόπο στους συμμετέχοντες να πραγματοποιούν συναλλαγές απευθείας εκτός αλυσίδας, με το βασικό επίπεδο να χρησιμεύει ως τελικός διαιτητής των συναλλαγών. Οι χρήστες ανοίγουν ένα κανάλι εκτός αλυσίδας μέσω της χρήσης μιας συναλλαγής πολλαπλών υπογραφών στο blockchain. Τα κανάλια μπορούν στη συνέχεια να κλείσουν, με τον διακανονισμό να γίνεται απευθείας στην αλυσίδα. Δίκτυο Lightning του Bitcoin είναι ένα παράδειγμα επιπέδου καναλιού κατάστασης-2.
• πλευρικές αλυσίδες λειτουργούν ως ανεξάρτητες αλυσίδες μπλοκ που τρέχουν παράλληλα με το βασικό στρώμα. Χρησιμοποιούν τις δικές τους μεθόδους συναίνεσης, οι οποίες μπορούν να επιτρέψουν μεγαλύτερη επεκτασιμότητα, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως. Ένα μειονέκτημα είναι ότι μια sidechain δεν επωφελείται από την ασφάλεια του βασικού της στρώματος, δημιουργώντας πιθανές ευπάθειες. Πολύγωνο, Polkadot, Cosmos και Avalanche είναι μερικά παραδείγματα δημοφιλών έργων που κάνουν χρήση πλευρικών αλυσίδων.

Συνέπειες για το μέλλον

Καθώς το τοπίο των κρυπτονομισμάτων εξελίσσεται, η υιοθέτηση πληρωμών και τεχνολογίας που βασίζονται σε blockchain θα συνεχίσει να διαπερνά το κυρίαρχο ρεύμα.

Το Ethereum layer-2 έχει ήδη δει εξαπλάσιες συναλλαγές ως στρώμα βάσης Ethereum. Επιπλέον, δεδομένου ότι το BitPay έχει προσθέσει υποστήριξη για συναλλαγές στο Lightning Network, έχουμε δει κάθε μήνα Οι συναλλαγές Lightning σχεδόν τριπλασιάζονται σε λιγότερο από 10 μήνες, αναδεικνύοντας τις δυνατότητες των λύσεων εκτός αλυσίδας.

Η κοινότητα κρυπτογράφησης παραμένει ακλόνητη στην επιδίωξή της να αντιμετωπίσει το τρίλημμα, επιδιώκοντας έναν αρμονικό συνδυασμό αποκέντρωσης, επεκτασιμότητας και ασφάλειας. Ειδικά στον τομέα των πληρωμών με κρυπτονομίσματα, το μέλλον φαίνεται πολλά υποσχόμενο. Με συλλογική προσπάθεια και εφευρετικότητα, βρισκόμαστε στο χείλος της αναμόρφωσης του χρηματοοικονομικού παραδείγματος. Μείνετε συντονισμένοι, για τα καλύτερα έρχονται.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://bitpay.com/blog/the-crypto-trilemma/