Trilema criptografică explicată: probleme și soluții [2023] | BitPay

Blockchain-urile pot permite stocarea securizată, fără permisiuni, descentralizată a informațiilor și facilitarea tranzacțiilor. Dar aceste baze de date distribuite tind să se confrunte cu limitări în cel puțin unul dintre cele trei domenii vitale: securitate, scalabilitate sau descentralizare.

Provocările prezentate de încercarea de a echilibra aceste aspecte ale tehnologiei blockchain au ajuns să fie cunoscute sub numele de „trilema blockchain”.

Iată explicată trilema blockchain.

Care este trilema blockchain?

Trilema blockchain, un termen a cărui monedă a fost creditată co-fondatorului Ethereum, Vitalik Buterin, descrie dificultățile cu care se confruntă dezvoltatorii atunci când creează o arhitectură blockchain care este sigură și scalabilă, rămânând în același timp descentralizată.

Uită-te la blockchain-ul Bitcoin, de exemplu. Rețeaua Bitcoin este cea mai sigură din lume, cu a hash rate peste 460 Exahash pe secundă. Niciun computer cunoscut din lume nu ar putea sparge criptarea Bitcoin proof-of-work. Și cu mii de operatori de noduri independenți din întreaga lume, rețeaua rămâne descentralizată și, prin urmare, mai greu de atacat.

Dar când vine vorba de tranzacții, stratul de bază al Bitcoin este greu scalabil. Rețeaua poate gestiona doar aproximativ 7 tranzacții pe secundă (TPS).

Orice metodă de creștere a ratei TPS ar duce la scăderi fie ale securității, fie ale descentralizării, fie la ambele.

Într-o măsură sau alta, toate blockchain-urile se confruntă cu un scenariu similar: excelează în unele domenii, în timp ce sunt scurte în altele.

Înțelegerea celor trei piloni ai blockchain-ului

Pentru a înțelege trilema blockchain, trebuie mai întâi să ne familiarizăm cu pilonii fundamentali ai tehnologiei blockchain, care includ 1) securitate, 2) scalabilitate și 3) descentralizare.

Securitate

Securitatea este de cea mai mare importanță atunci când vine vorba de blockchain. Dacă un atacator poate manipula registrul, acesta nu va mai avea integritate și va fi considerat nedemn de încredere și lipsit de valoare.

Descentralizarea face blockchain-urile securizate, făcându-le mai greu de atacat. A distruge o rețea ar implica distrugerea tuturor nodurilor sale, sau cel puțin controlul majorității acestora. Totuși, în același timp, realizarea securității poate fi o provocare pentru un sistem care nu are un punct central de control, deoarece protecția nu poate fi pusă în mâinile unei singure persoane sau entități.

Una dintre cele mai comune moduri de a ataca o rețea blockchain este prin ceea ce este cunoscut sub numele de atac de 51%. Dacă cineva poate prelua controlul asupra majorității nodurilor unei rețele, poate modifica registrul. Acest lucru ar putea permite dublarea cheltuielilor tranzacțiilor, ștergerea tranzacțiilor anterioare sau alte manipulări ale datelor pentru a se potrivi nevoilor atacatorului. Ethereum Classic (ETC), lanțul original Ethereum, a avut de suferit multiple atacuri de 51%, De exemplu.

Oricât de importantă este securitatea, aceasta rămâne încurcata cu celelalte două aspecte ale trilemei blockchain: scalabilitate și descentralizare. Îmbunătățirea securității duce adesea la o reducere a acestor alte componente ale unui blockchain.

scalabilitate

Scalabilitatea se referă la capacitatea unui blockchain de a gestiona un volum mare de tranzacții la scară fără a afecta viteza, eficiența sau taxele. Având în vedere că majoritatea blockchain-urilor au ambiții de a fi adoptate la scară globală, tehnologia lor trebuie să fie capabilă să facă față unui număr foarte mare de utilizatori care trimit o mulțime de tranzacții. Dar a fi scalabil în același timp cu menținerea celorlalți doi piloni ai descentralizării și securității poate fi dificil de realizat.

Luați în considerare hardware-ul necesar pentru operatorii de noduri blockchain. Hardware-ul de ultimă generație mărește performanța rețelei, sporind scalabilitatea. Cu toate acestea, prin stabilirea unor standarde hardware atât de stricte, limităm cine se poate alătura rețelei. Mai puțini participanți pot însemna un sistem mai centralizat. În esență, urmărind scalabilitatea, am putea face compromisuri cu privire la descentralizare.

Așa cum creșterea securității unui blockchain poate reduce scalabilitatea acestuia, creșterea scalabilității poate reduce securitatea și descentralizarea.

Descentralizare

Descentralizarea este ceea ce face un blockchain diferit de alte metode de stocare a datelor sau de facilitare a tranzacțiilor. În loc să fie stocate toate datele pe un singur server și controlate de proprietarii săi, blockchain-urile constituie o formă de tehnologie distribuită (DLT). Registrele contabile distribuite găzduiesc date pe mai multe servere din diferite locații geografice. Ceea ce diferențiază blockchainurile de alte forme de DLT este că serverele sau nodurile sunt adesea conduse de persoane independente, iar datele sunt stocate continuu în blocuri care formează un lanț marcat de timp.

Descentralizarea poate face o rețea mai sigură prin eliminarea oricărui vector de atac sau punct de eșec. Cu toate acestea, acest lucru aduce cu sine noi provocări, cum ar fi obținerea consensului cu privire la înregistrarea datelor, care poate deveni mai dificilă pe măsură ce numărul participanților crește, ceea ce duce la probleme de scalabilitate. Și când este ușor pentru actorii rău intenționați să se alăture rețelei și să influențeze operațiunile acesteia, descentralizarea se poate transforma într-o slăbiciune mai degrabă decât într-un punct forte.

scalabilitate

Scalabilitatea se referă la capacitatea unui blockchain de a gestiona un volum mare de tranzacții la scară fără a afecta viteza, eficiența sau taxele. Având în vedere că majoritatea blockchain-urilor au ambiții de a fi adoptate la scară globală, tehnologia lor trebuie să fie capabilă să facă față unui număr foarte mare de utilizatori care trimit o mulțime de tranzacții. Dar a fi scalabil în același timp cu menținerea celorlalți doi piloni ai descentralizării și securității poate fi dificil de realizat.

Luați în considerare hardware-ul necesar pentru operatorii de noduri blockchain. Hardware-ul de ultimă generație mărește performanța rețelei, sporind scalabilitatea. Cu toate acestea, prin stabilirea unor standarde hardware atât de stricte, limităm cine se poate alătura rețelei. Mai puțini participanți pot însemna un sistem mai centralizat. În esență, urmărind scalabilitatea, am putea face compromisuri cu privire la descentralizare.

Așa cum creșterea securității unui blockchain poate reduce scalabilitatea acestuia, creșterea scalabilității poate reduce securitatea și descentralizarea.

Descentralizare

Descentralizarea este ceea ce face un blockchain diferit de alte metode de stocare a datelor sau de facilitare a tranzacțiilor. În loc să fie stocate toate datele pe un singur server și controlate de proprietarii săi, blockchain-urile constituie o formă de tehnologie distribuită (DLT). Registrele contabile distribuite găzduiesc date pe mai multe servere din diferite locații geografice. Ceea ce diferențiază blockchainurile de alte forme de DLT este că serverele sau nodurile sunt adesea conduse de persoane independente, iar datele sunt stocate continuu în blocuri care formează un lanț marcat de timp.

Descentralizarea poate face o rețea mai sigură prin eliminarea oricărui vector de atac sau punct de eșec. Cu toate acestea, acest lucru aduce cu sine noi provocări, cum ar fi obținerea consensului cu privire la înregistrarea datelor, care poate deveni mai dificilă pe măsură ce numărul participanților crește, ceea ce duce la probleme de scalabilitate. Și când este ușor pentru actorii rău intenționați să se alăture rețelei și să influențeze operațiunile acesteia, descentralizarea se poate transforma într-o slăbiciune mai degrabă decât într-un punct forte.

Soluții și inovații actuale

Au existat multe soluții propuse pentru a face față trilemei cripto reprezentate de echilibrarea securității, scalabilității și descentralizării. Majoritatea acestora încearcă să rezolve problema implementând modificări fie la nivelul stratului 1 (alias stratul de bază), fie utilizând instrumente de deasupra stratului de bază, cunoscut sub numele de strat-2.

Soluții de strat 1

Îmbunătățiri ale protocolului de consens: Cea mai cuprinzătoare abordare pentru rezolvarea trilemei blockchain este pur și simplu schimbarea mecanism de consens pe care se bazează o rețea. Acest lucru se poate face prin trecerea de la un model de consens de dovadă de lucru (PoW) la un model de dovadă de miză (PoS), de exemplu. În loc să se bazeze pe nodurile de mineri pentru a efectua calcule consumatoare de energie pentru a securiza o rețea, rețelele PoS necesită noduri de validare pentru a bloca sau „miza” jetoane pentru o perioadă de timp stabilită. Ethereum a trecut prin acest proces la sfârșitul anului 2022, cunoscut ca Fuziunea.

Sharding, cunoscută și sub denumirea de partiționare orizontală, este o metodă de gestionare a bazelor de date care implică împărțirea datelor în bucăți sau fragmente și stocarea lor în locații diferite. Prin împărțirea unor părți din datele unui blockchain între diferite noduri, se poate elibera mai mult spațiu pentru procesarea paralelă a tranzacțiilor. De obicei, fiecare nod complet dintr-un blockchain trebuie să stocheze setul de date al întregului lanț, de la primul său bloc de tranzacții până la cel mai recent. Dar cu fragmentarea, acest lucru nu trebuie să fie cazul.

Împărțirea datelor blockchain-ului în bucăți mai mici are ca rezultat faptul că fiecare nod poate procesa mai multe tranzacții, ceea ce înseamnă o scalabilitate mai mare.

Soluții de strat 2

Multe dintre cele mai populare propuneri pentru rezolvarea trilemei blockchain nu apar pe stratul de bază al blockchain-urilor, ci mai degrabă pe soluțiile de nivel 2. Lucrul la al doilea strat poate oferi o modalitate de a crește scalabilitatea, păstrând în același timp descentralizarea și securitatea lanțului principal, care rămâne nealterat.

• Blockchain-uri imbricate utilizați o structură care implică un lanț principal cu mai multe lanțuri secundare. Acest lucru permite lanțurilor să funcționeze în tandem unul cu celălalt. Lanțul principal se concentrează pe atribuirea sarcinilor și controlul parametrilor, în timp ce lanțurile secundare pot procesa tranzacții. OMG Plasma este un exemplu de strat 2 care utilizează un blockchain imbricat deasupra stratului 1 al lui Ethereum pentru o scalabilitate mai mare.
• Canalele de stat să ofere participanților o modalitate de a tranzacționa direct în afara lanțului, stratul de bază servind ca arbitru final al tranzacțiilor. Utilizatorii deschid un canal în afara lanțului prin utilizarea unei tranzacții cu semnături multiple pe blockchain. Canalele pot fi apoi închise, decontarea având loc direct în lanț. Bitcoin's Lightning Network este un exemplu de nivel de canal de stat-2.
• sidechains funcționează ca blockchain-uri independente care rulează în paralel cu stratul de bază. Ei folosesc propriile metode de consens, care pot permite o scalabilitate mai mare, așa cum am menționat mai devreme. Un dezavantaj este că un sidechain nu beneficiază de securitatea stratului său de bază, creând potențiale vulnerabilități. Poligon, Polkadot, Cosmos și Avalanche sunt câteva exemple de proiecte populare care folosesc sidechains.

Implicații pentru viitor

Pe măsură ce peisajul criptografic evoluează, adoptarea plăților și tehnologiei bazate pe blockchain va continua să pătrundă în curentul principal.

Ethereum layer-2 a văzut deja despre de șase ori mai multe tranzacții ca strat de bază Ethereum. Mai mult, din moment ce BitPay a adăugat suport pentru tranzacțiile Lightning Network, am văzut lunar Tranzacțiile fulger aproape se triplează în mai puțin de 10 luni, prezentând potențialul soluțiilor off-chain.

Comunitatea cripto rămâne neclintită în încercarea sa de a aborda trilema, luptă pentru un amestec armonios de descentralizare, scalabilitate și securitate. În special în domeniul plăților cu criptomonede, viitorul pare promițător. Cu efort colectiv și ingeniozitate, suntem pe punctul de a remodela paradigma financiară. Rămâneți pe fază, căci tot ce este mai bun urmează să vină.

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Împuterniciți-vă. Accesați Aici.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Mediu inconjurator, Solar, Managementul deșeurilor. Accesați Aici.
• PlatoHealth. Biotehnologie și Inteligență pentru studii clinice. Accesați Aici.
• Sursa: https://bitpay.com/blog/the-crypto-trilemma/