טרילמה הקריפטו מוסברת: בעיות ופתרונות [2023] | BitPay

Blockchains יכולים לאפשר אחסון מאובטח, ללא הרשאות, מבוזר של מידע והקלה על עסקאות. אבל מסדי נתונים מבוזרים אלה נוטים להתמודד עם מגבלות לפחות באחד משלושה תחומים חיוניים: אבטחה, מדרגיות או ביזור.

האתגרים שמוצגים בניסיון לאזן את ההיבטים הללו של טכנולוגיית הבלוקצ'יין זכו לכינוי "טרילמת הבלוקצ'יין".

הנה טרילמת הבלוקצ'יין מוסברת.

מהי טרילמת הבלוקצ'יין?

טרילמת הבלוקצ'יין, מונח שמטבעו נזקף לזכותו של מייסד ה-Ethereum, Vitalik Buterin, מתאר את הקשיים איתם מתמודדים מפתחים בעת יצירת ארכיטקטורת בלוקצ'יין מאובטחת וניתנת להרחבה תוך שהיא נשארת מבוזרת.

תסתכל על הבלוקצ'יין של ביטקוין, למשל. הרשת של ביטקוין היא המאובטחת ביותר בעולם, עם א שיעור חשיש מעל 460 Exahash לשנייה. אף מחשב מוכר בעולם לא יכול היה לפצח את ההצפנת הוכחת-עבודה של ביטקוין. ועם אלפי מפעילי צמתים עצמאיים בכל רחבי העולם, הרשת נשארת מבוזרת ולכן קשה יותר לתקוף אותה.

אבל כשזה מגיע לעסקאות, שכבת הבסיס של הביטקוין בקושי ניתנת להרחבה. הרשת יכולה לטפל רק בכ-7 עסקאות בשנייה (TPS).

כל שיטה להגדלת קצב ה-TPS תוביל לירידה באבטחה או בביזור, או בשניהם.

במידה זו או אחרת, כל הבלוקצ'יין מתמודד עם תרחיש דומה: הם מצטיינים בתחומים מסוימים בעוד שהם נופלים באחרים.

הבנת שלושת עמודי התווך של הבלוקצ'יין

כדי להבין את טרילמת הבלוקצ'יין, עלינו להכיר תחילה את עמודי התווך הבסיסיים של טכנולוגיית הבלוקצ'יין, הכוללים 1) אבטחה, 2) מדרגיות ו-3) ביזור.

אבטחה

אבטחה היא בעלת חשיבות עליונה בכל הנוגע לבלוקצ'יין. אם תוקף יכול לתמרן את הפנקס, לא תהיה לו יותר שלמות והוא ייחשב לא אמין וחסר ערך.

ביזור הופך את הבלוקצ'יין לאבטח על ידי כך שקשה יותר לתקוף אותם. הורדת רשת תהיה כרוכה בהורדת כל הצמתים שלה, או לפחות שליטה ברובם. אך יחד עם זאת, השגת אבטחה יכולה להוות אתגר עבור מערכת שאין לה נקודת שליטה מרכזית, שכן לא ניתן לשים הגנה בידי אדם או ישות בודדים.

אחת הדרכים הנפוצות ביותר לתקוף רשת בלוקצ'יין היא באמצעות מה שמכונה התקפה של 51%. אם מישהו יכול להשתלט על רוב הצמתים של רשת, הוא יכול לשנות את ספר החשבונות. זה יכול לאפשר הוצאה כפולה של עסקאות, מחיקת עסקאות קודמות או מניפולציות אחרות של נתונים כדי להתאים לצרכי התוקף. Ethereum Classic (ETC), רשת Ethereum המקורית, סבלה התקפות מרובות של 51%, למשל.

ככל שהאבטחה חשובה, היא נשארת מסובכת עם שני ההיבטים האחרים של טרילמה של הבלוקצ'יין: מדרגיות וביזור. שיפור האבטחה מוביל לעתים קרובות להפחתה של רכיבים אחרים אלה של בלוקצ'יין.

בקרת מערכות ותקשורת

מדרגיות מתייחסת ליכולת של בלוקצ'יין להתמודד עם נפח גבוה של עסקאות בקנה מידה מבלי להשפיע על המהירות, היעילות או העמלות. בהתחשב בכך שלרוב הבלוקצ'יין יש שאיפות לאימוץ בקנה מידה עולמי, הטכנולוגיה שלהם חייבת להיות מסוגלת להתמודד עם מספר גדול מאוד של משתמשים ששולחים הרבה עסקאות. אבל להיות ניתנת להרחבה תוך שמירה על שני עמודי התווך האחרים של ביזור ואבטחה יכול להיות קשה להשגה.

שקול את החומרה הדרושה למפעילי צומת בלוקצ'יין. חומרה מתקדמת משפרת את ביצועי הרשת, ומשפרת את המדרגיות. עם זאת, על ידי הגדרת תקני חומרה תלולים כאלה, אנו מגבילים את מי שיכול להצטרף לרשת. פחות משתתפים יכולים להיות מערכת ריכוזית יותר. בעיקרו של דבר, על ידי רדיפה אחר יכולת הרחבה, אנו עשויים להתפשר על ביזור.

בדיוק כפי שהגדלת האבטחה של בלוקצ'יין יכולה להפחית את המדרגיות שלו, הגדלת המדרגיות יכולה להפחית את האבטחה והביזור.

ביזור

היותו מבוזר הוא מה שמייחד בלוקצ'יין משיטות אחרות לאחסון נתונים או הקלת עסקאות. במקום שכל הנתונים מאוחסנים בשרת בודד ונשלטים על ידי בעליו, הבלוקצ'יין מהווים סוג של טכנולוגיה מבוזרת (DLT). ספרי חשבונות מבוזרים מכילים נתונים במספר שרתים על פני מיקומים גיאוגרפיים שונים. מה שמייחד את הבלוקצ'יין מצורות אחרות של DLT הוא שהשרתים, או הצמתים, מנוהלים לרוב על ידי אנשים עצמאיים, ונתונים מאוחסנים באופן רציף בלוקים היוצרים שרשרת עם חותמת זמן.

ביזור יכול להפוך רשת לאבטחה יותר על ידי ביטול כל וקטור התקפה בודד או נקודת כשל. עם זאת, זה מביא איתו אתגרים חדשים, כמו השגת הסכמה על תיעוד הנתונים, שעלול להיות קשה יותר ככל שמספר המשתתפים גדל, וכתוצאה מכך בעיות מדרגיות. וכאשר קל לשחקנים זדוניים להצטרף לרשת ולהשפיע על פעילותה, ביזור יכול להפוך לחולשה ולא לחוזק.

בקרת מערכות ותקשורת

מדרגיות מתייחסת ליכולת של בלוקצ'יין להתמודד עם נפח גבוה של עסקאות בקנה מידה מבלי להשפיע על המהירות, היעילות או העמלות. בהתחשב בכך שלרוב הבלוקצ'יין יש שאיפות לאימוץ בקנה מידה עולמי, הטכנולוגיה שלהם חייבת להיות מסוגלת להתמודד עם מספר גדול מאוד של משתמשים ששולחים הרבה עסקאות. אבל להיות ניתנת להרחבה תוך שמירה על שני עמודי התווך האחרים של ביזור ואבטחה יכול להיות קשה להשגה.

שקול את החומרה הדרושה למפעילי צומת בלוקצ'יין. חומרה מתקדמת משפרת את ביצועי הרשת, ומשפרת את המדרגיות. עם זאת, על ידי הגדרת תקני חומרה תלולים כאלה, אנו מגבילים את מי שיכול להצטרף לרשת. פחות משתתפים יכולים להיות מערכת ריכוזית יותר. בעיקרו של דבר, על ידי רדיפה אחר יכולת הרחבה, אנו עשויים להתפשר על ביזור.

בדיוק כפי שהגדלת האבטחה של בלוקצ'יין יכולה להפחית את המדרגיות שלו, הגדלת המדרגיות יכולה להפחית את האבטחה והביזור.

ביזור

היותו מבוזר הוא מה שמייחד בלוקצ'יין משיטות אחרות לאחסון נתונים או הקלת עסקאות. במקום שכל הנתונים מאוחסנים בשרת בודד ונשלטים על ידי בעליו, הבלוקצ'יין מהווים סוג של טכנולוגיה מבוזרת (DLT). ספרי חשבונות מבוזרים מכילים נתונים במספר שרתים על פני מיקומים גיאוגרפיים שונים. מה שמייחד את הבלוקצ'יין מצורות אחרות של DLT הוא שהשרתים, או הצמתים, מנוהלים לרוב על ידי אנשים עצמאיים, ונתונים מאוחסנים באופן רציף בלוקים היוצרים שרשרת עם חותמת זמן.

ביזור יכול להפוך רשת לאבטחה יותר על ידי ביטול כל וקטור התקפה בודד או נקודת כשל. עם זאת, זה מביא איתו אתגרים חדשים, כמו השגת הסכמה על תיעוד הנתונים, שעלול להיות קשה יותר ככל שמספר המשתתפים גדל, וכתוצאה מכך בעיות מדרגיות. וכאשר קל לשחקנים זדוניים להצטרף לרשת ולהשפיע על פעילותה, ביזור יכול להפוך לחולשה ולא לחוזק.

פתרונות עדכניים וחידושים

הוצעו פתרונות רבים להתמודדות עם טרילמת הקריפטו הנובעת מאיזון אבטחה, מדרגיות וביזור. רוב אלה מנסים לתקן את הבעיה על ידי יישום שינויים ברמת שכבה-1 (המכונה שכבת בסיס) או על ידי שימוש בכלים על גבי שכבת הבסיס, המכונה שכבה-2.

פתרונות שכבה 1

שיפורים בפרוטוקול קונצנזוס: הגישה המקיפה ביותר לפתרון טרילמת הבלוקצ'יין היא פשוט לשנות את מנגנון קונצנזוס שרשת מסתמכת עליה. ניתן לעשות זאת על ידי מעבר ממודל קונצנזוס של הוכחת עבודה (PoW) למודל של הוכחת סיכון (PoS), למשל. במקום להסתמך על צמתי כורים כדי לבצע חישובים עתירי אנרגיה כדי לאבטח רשת, רשתות PoS דורשות צמתי אימות לנעול או "להחזיק" אסימונים למשך פרק זמן מוגדר. Ethereum עבר תהליך זה בסוף 2022, המכונה המיזוג.

Sharding, הידועה גם בשם חלוקה אופקית, היא שיטה לניהול מסד נתונים הכוללת פירוק נתונים לחתיכות, או רסיסים, ואחסוןם במקומות שונים. על ידי פיצול חלקים של נתוני בלוקצ'יין בין צמתים שונים, ניתן לפנות יותר מקום לעיבוד מקביל של עסקאות. בדרך כלל, כל צומת מלא בבלוקצ'יין חייב לאחסן את מערך הנתונים של כל השרשרת, מגוש העסקאות הראשון שלו ועד האחרון שלו. אבל עם ריסוק, זה לא חייב להיות המקרה.

פירוק הנתונים של הבלוקצ'יין לחתיכות קטנות יותר מביא לכך שכל צומת יכול לעבד יותר עסקאות, מה שאומר יכולת מדרגיות רבה יותר.

פתרונות שכבה 2

רבות מההצעות הפופולריות ביותר לפתרון טרילמת הבלוקצ'יין אינן מתרחשות על שכבת הבסיס של הבלוקצ'יין, אלא על פתרונות שכבה 2. עבודה על השכבה השנייה יכולה לספק דרך להגביר את המדרגיות תוך שמירה על הביזור והאבטחה של השרשרת הראשית, שנותרה ללא שינוי.

• בלוקצ'יין מקוננים השתמש במבנה הכולל שרשרת ראשית עם מספר שרשראות משניות. זה מאפשר לרשתות לפעול בצמוד אחת לשנייה. השרשרת הראשית מתמקדת בהקצאת משימות ובקרה על פרמטרים, בעוד שהרשתות המשניות יכולות לעבד עסקאות. OMG Plasma היא דוגמה לשכבה 2 המשתמשת ב- blockchain מקונן על גבי שכבה 1 של Ethereum לצורך מדרגיות רבה יותר.
• ערוצי מדינה לספק דרך למשתתפים לבצע עסקאות ישירות מחוץ לשרשרת, כאשר שכבת הבסיס משמשת כבורר סופי בעסקאות. משתמשים פותחים ערוץ מחוץ לשרשרת באמצעות שימוש בעסקת ריבוי חתימות בבלוקצ'יין. לאחר מכן ניתן לסגור ערוצים, כאשר ההתנחלות מתבצעת ישירות על השרשרת. רשת הבזק של Bitcoin הוא דוגמה לשכבת ערוץ מצב-2.
• Sidechains פועלים כ-blockchains עצמאיים הפועלים במקביל לשכבת הבסיס. הם משתמשים בשיטות קונצנזוס משלהם, שיכולות לאפשר מדרגיות רבה יותר, כפי שהוזכר קודם לכן. חסרון אחד הוא ש-sidechain אינו נהנה מהאבטחה של שכבת הבסיס שלו, מה שיוצר נקודות תורפה פוטנציאליות. מְצוּלָע, Polkadot, Cosmos ו-Avalanche הם כמה דוגמאות לפרויקטים פופולריים שעושים שימוש ב-sidechains.

השלכות לעתיד

ככל שנוף הקריפטו מתפתח, האימוץ של תשלומים וטכנולוגיה מבוססי בלוקצ'יין ימשיך לפרוץ דרך המיינסטרים.

שכבת Ethereum-2 כבר רואים בערך פי שישה עסקאות כשכבת הבסיס של Ethereum. יתרה מכך, מאז BitPay הוסיפה תמיכה בעסקאות Lightning Network, ראינו מדי חודש עסקאות ברק כמעט פי שלושה תוך פחות מ-10 חודשים, מציג את הפוטנציאל של פתרונות מחוץ לרשת.

קהילת הקריפטו נותרה בלתי מעורערת במרדף שלה להתמודד עם הטרילמה, שואפת לשילוב הרמוני של ביזור, מדרגיות ואבטחה. במיוחד בתחום תשלומי מטבעות קריפטוגרפיים, העתיד נראה מבטיח. עם מאמץ קולקטיבי וכושר המצאה, אנחנו על סף עיצוב מחדש של הפרדיגמה הפיננסית. הישארו מעודכנים, כי הטוב ביותר עוד לפנינו.

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
• מקור: https://bitpay.com/blog/the-crypto-trilemma/