The Crypto Trilemma Explained: Problemer og løsninger [2023] | BitPay

Blokkjeder kan tillate sikker, tillatelsesfri, desentralisert lagring av informasjon og tilrettelegging av transaksjoner. Men disse distribuerte databasene har en tendens til å møte begrensninger på minst ett av tre vitale områder: sikkerhet, skalerbarhet eller desentralisering.

Utfordringene ved å forsøke å balansere disse aspektene ved blokkjedeteknologi har blitt kjent som "blokkjede-trilemmaet."

Her er blokkjede-trilemmaet forklart.

Hva er blockchain-trilemmaet?

Blockchain-trilemmaet, et begrep hvis mynt har blitt kreditert Ethereum-medgründer Vitalik Buterin, beskriver vanskelighetene som utviklere møter når de lager en blokkjedearkitektur som er sikker og skalerbar samtidig som den forblir desentralisert.

Se for eksempel på Bitcoin-blokkjeden. Bitcoins nettverk er det sikreste i verden, med en hash rate over 460 Exahash per sekund. Ingen kjent datamaskin i verden kunne knekke Bitcoins proof-of-work-kryptering. Og med tusenvis av uavhengige nodeoperatører over hele verden, forblir nettverket desentralisert og derfor vanskeligere å angripe.

Men når det kommer til transaksjoner, er grunnlaget til Bitcoin knapt skalerbart. Nettverket kan bare håndtere omtrent 7 transaksjoner per sekund (TPS).

Enhver metode for å øke TPS-hastigheten vil føre til reduksjoner i enten sikkerhet eller desentralisering, eller begge deler.

I en eller annen grad står alle blokkjeder overfor et lignende scenario: de utmerker seg på noen områder mens de kommer til kort på andre.

Forstå de tre pilarene i blockchain

For å forstå blokkjedetrilemmaet, må vi først bli kjent med de grunnleggende pilarene i blokkjedeteknologi, som inkluderer 1) sikkerhet, 2) skalerbarhet og 3) desentralisering.

Sikkerhet

Sikkerhet er av største betydning når det kommer til blockchain. Hvis en angriper kan manipulere hovedboken, vil den ikke lenger ha integritet og vil bli ansett som upålitelig og verdiløs.

Desentralisering gjør blokkjeder sikre ved å gjøre dem vanskeligere å angripe. Å ta ned et nettverk vil innebære å ta ned alle nodene, eller i det minste kontrollere et flertall av dem. Men samtidig kan det å oppnå sikkerhet være en utfordring for et system som ikke har noe sentralt kontrollpunkt, da beskyttelse ikke kan legges i hendene på en enkelt person eller enhet.

En av de vanligste måtene å angripe et blokkjedenettverk på er gjennom det som er kjent som et 51 % angrep. Hvis noen kan ta kontroll over flertallet av et nettverks noder, kan de endre hovedboken. Dette kan tillate dobbel bruk av transaksjoner, slette tidligere transaksjoner eller andre manipulasjoner av data for å passe angriperens behov. Ethereum Classic (ETC), den originale Ethereum-kjeden, har lidd flere 51 % angrep, for eksempel.

Så viktig som sikkerhet er, forblir den viklet sammen med de to andre aspektene av trilemmaet til blokkjede: skalerbarhet og desentralisering. Å forbedre sikkerheten fører ofte til en reduksjon av disse andre komponentene i en blokkjede.

skalerbarhet

Skalerbarhet refererer til en blokkjedes evne til å håndtere et stort volum av transaksjoner i stor skala uten å påvirke hastighet, effektivitet eller gebyrer. Gitt at de fleste blokkjeder har ambisjoner om å bli tatt i bruk på en global skala, må teknologien deres være i stand til å håndtere svært store antall brukere som sender mange transaksjoner. Men å være skalerbar og samtidig opprettholde de to andre pilarene for desentralisering og sikkerhet kan være vanskelig å oppnå.

Vurder maskinvaren som trengs for blockchain-nodeoperatører. Eksklusiv maskinvare øker nettverkets ytelse, og forbedrer skalerbarheten. Men ved å sette så bratte maskinvarestandarder begrenser vi hvem som kan bli med i nettverket. Færre deltakere kan bety et mer sentralisert system. I hovedsak, ved å jakte på skalerbarhet, kan vi gå på akkord med desentralisering.

Akkurat som å øke en blokkjedes sikkerhet kan redusere dens skalerbarhet, kan økende skalerbarhet redusere sikkerhet og desentralisering.

desentralisering

Å være desentralisert er det som gjør en blokkjede annerledes enn andre metoder for å lagre data eller forenkle transaksjoner. I stedet for at all data lagres på en enkelt server og kontrolleres av eierne, utgjør blokkjeder en form for distribuert ledgerteknologi (DLT). Distribuerte hovedbøker inneholder data på flere servere på tvers av forskjellige geografiske steder. Det som skiller blokkjeder fra andre former for DLT er at serverne, eller nodene, ofte drives av uavhengige individer, og data blir kontinuerlig lagret i blokker som danner en tidsstemplet kjede.

Desentralisering kan gjøre et nettverk sikrere ved å eliminere en enkelt angrepsvektor eller feilpunkt. Dette fører imidlertid med seg nye utfordringer, for eksempel å oppnå konsensus om registreringen av data, som kan bli vanskeligere etter hvert som antall deltakere øker, noe som resulterer i skalerbarhetsproblemer. Og når det er lett for ondsinnede aktører å bli med i nettverket og påvirke dets drift, kan desentralisering bli en svakhet snarere enn en styrke.

skalerbarhet

Skalerbarhet refererer til en blokkjedes evne til å håndtere et stort volum av transaksjoner i stor skala uten å påvirke hastighet, effektivitet eller gebyrer. Gitt at de fleste blokkjeder har ambisjoner om å bli tatt i bruk på en global skala, må teknologien deres være i stand til å håndtere svært store antall brukere som sender mange transaksjoner. Men å være skalerbar og samtidig opprettholde de to andre pilarene for desentralisering og sikkerhet kan være vanskelig å oppnå.

Vurder maskinvaren som trengs for blockchain-nodeoperatører. Eksklusiv maskinvare øker nettverkets ytelse, og forbedrer skalerbarheten. Men ved å sette så bratte maskinvarestandarder begrenser vi hvem som kan bli med i nettverket. Færre deltakere kan bety et mer sentralisert system. I hovedsak, ved å jakte på skalerbarhet, kan vi gå på akkord med desentralisering.

Akkurat som å øke en blokkjedes sikkerhet kan redusere dens skalerbarhet, kan økende skalerbarhet redusere sikkerhet og desentralisering.

desentralisering

Å være desentralisert er det som gjør en blokkjede annerledes enn andre metoder for å lagre data eller forenkle transaksjoner. I stedet for at all data lagres på en enkelt server og kontrolleres av eierne, utgjør blokkjeder en form for distribuert ledgerteknologi (DLT). Distribuerte hovedbøker inneholder data på flere servere på tvers av forskjellige geografiske steder. Det som skiller blokkjeder fra andre former for DLT er at serverne, eller nodene, ofte drives av uavhengige individer, og data blir kontinuerlig lagret i blokker som danner en tidsstemplet kjede.

Desentralisering kan gjøre et nettverk sikrere ved å eliminere en enkelt angrepsvektor eller feilpunkt. Dette fører imidlertid med seg nye utfordringer, for eksempel å oppnå konsensus om registreringen av data, som kan bli vanskeligere etter hvert som antall deltakere øker, noe som resulterer i skalerbarhetsproblemer. Og når det er lett for ondsinnede aktører å bli med i nettverket og påvirke dets drift, kan desentralisering bli en svakhet snarere enn en styrke.

Aktuelle løsninger og innovasjoner

Det har vært mange foreslåtte løsninger for å håndtere kryptotrilemmaet ved å balansere sikkerhet, skalerbarhet og desentralisering. De fleste av disse forsøker å fikse problemet ved å implementere endringer på enten lag-1-nivå (også kjent som basislag) eller ved å bruke verktøy på toppen av basislaget, kjent som lag-2.

Layer-1 løsninger

Forbedringer i konsensusprotokollen: Den mest altomfattende tilnærmingen til å løse blokkjede-trilemmaet er å ganske enkelt endre konsensusmekanisme som et nettverk er avhengig av. Dette kan gjøres ved å skifte fra en proof-of-work (PoW) konsensusmodell til en proof-of-stake (PoS) modell, for eksempel. I stedet for å stole på gruvearbeidernoder for å utarbeide energikrevende beregninger for å sikre et nettverk, krever PoS-nettverk at validatornoder låser opp eller "setter" tokens i en bestemt tidsperiode. Ethereum gikk gjennom denne prosessen i slutten av 2022, kjent som Sammenslåingen.

Sharding, også kjent som horisontal partisjonering, er en metode for databasebehandling som innebærer å dele opp data i biter, eller skår, og lagre dem på forskjellige steder. Ved å dele opp deler av en blokkjedes data mellom forskjellige noder, kan mer plass frigjøres for parallell behandling av transaksjoner. Vanligvis må hver full node i en blokkjede lagre datasettet for hele kjeden, fra den første blokken med transaksjoner til den siste. Men med skjæring trenger ikke dette å være tilfelle.

Å bryte opp blokkjedens data i mindre biter resulterer i at hver node kan behandle flere transaksjoner, noe som betyr større skalerbarhet.

Layer-2 løsninger

Mange av de mest populære forslagene for å løse blokkjedetrilemmaet forekommer ikke på basislaget til blokkjeder, men snarere på lag-2-løsninger. Arbeid med det andre laget kan gi en måte å øke skalerbarheten på samtidig som desentraliseringen og sikkerheten til hovedkjeden bevares, som forblir uendret.

• Nestede blokkjeder bruke en struktur som involverer en hovedkjede med flere sekundærkjeder. Dette gjør at kjeder kan operere i tandem med hverandre. Hovedkjeden fokuserer på å tildele oppgaver og kontrollere parametere, mens sekundærkjedene kan behandle transaksjoner. OMG Plasma er et eksempel på et lag-2 som bruker en nestet blokkjede på toppen av Ethereums lag-1 for større skalerbarhet.
• Statlige kanaler gi deltakere en måte å utføre transaksjoner direkte utenfor kjeden, med basislaget som den endelige dommeren for transaksjoner. Brukere åpner en off-chain-kanal ved å bruke en multisignaturtransaksjon på blokkjeden. Kanaler kan deretter stenges, med oppgjør direkte på kjeden. Bitcoin sitt lynnettverk er et eksempel på en tilstandskanal lag-2.
• kjedene fungerer som uavhengige blokkjeder som løper parallelt med basislaget. De bruker sine egne konsensusmetoder, som kan gi større skalerbarhet, som nevnt tidligere. En ulempe er at en sidekjede ikke drar nytte av sikkerheten til basislaget, noe som skaper potensielle sårbarheter. polygon, Polkadot, Cosmos og Avalanche er noen eksempler på populære prosjekter som bruker sidekjeder.

Implikasjoner for fremtiden

Etter hvert som kryptolandskapet utvikler seg, vil bruken av blokkjedebaserte betalinger og teknologi fortsette å bryte gjennom mainstream.

Ethereum lag-2 ser allerede om seks ganger så mange transaksjoner som Ethereum-grunnlaget. Siden BitPay har lagt til støtte for Lightning Network-transaksjoner, har vi dessuten sett månedlig Lyntransaksjoner nesten tredobles på mindre enn 10 måneder, og viser potensialet til løsninger utenfor kjeden.

Kryptosamfunnet forblir urokkelig i sin streben etter å ta tak i trilemmaet, og streber etter en harmonisk blanding av desentralisering, skalerbarhet og sikkerhet. Spesielt innen kryptovalutabetalinger ser fremtiden lovende ut. Med kollektiv innsats og oppfinnsomhet er vi på randen av å omforme det økonomiske paradigmet. Følg med, for det beste er ennå ikke kommet.

• SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk deg selv. Tilgang her.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
• PlatoESG. Karbon, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Avfallshåndtering. Tilgang her.
• PlatoHelse. Bioteknologisk og klinisk etterretning. Tilgang her.
• kilde: https://bitpay.com/blog/the-crypto-trilemma/