Объяснение криптотрилеммы: проблемы и решения [2023] | БитПей

Блокчейны могут обеспечить безопасное, не требующее разрешения, децентрализованное хранение информации и упрощение транзакций. Но эти распределенные базы данных, как правило, сталкиваются с ограничениями по крайней мере в одной из трех жизненно важных областей: безопасности, масштабируемости или децентрализации.

Проблемы, возникающие при попытке сбалансировать эти аспекты технологии блокчейна, стали известны как «трилемма блокчейна».

Вот объяснение трилеммы блокчейна.

Что такое трилемма блокчейна?

Трилемма блокчейна, термин, придуманный соучредителем Ethereum Виталиком Бутериным, описывает трудности, с которыми сталкиваются разработчики при создании архитектуры блокчейна, которая была бы безопасной и масштабируемой, оставаясь при этом децентрализованной.

Посмотрите, например, на блокчейн Биткойна. Сеть Биткойн является самой безопасной в мире. хэш-ставка более 460 Exahash в секунду. Ни один известный компьютер в мире не смог взломать шифрование Биткойн, основанное на доказательстве работы. А благодаря тысячам независимых операторов узлов по всему миру сеть остается децентрализованной и, следовательно, ее труднее атаковать.

Но когда дело доходит до транзакций, базовый уровень Биткойна вряд ли масштабируем. Сеть может обрабатывать только около 7 транзакций в секунду (TPS).

Любой метод увеличения скорости TPS приведет к снижению либо безопасности, либо децентрализации, либо того и другого.

В той или иной степени все блокчейны сталкиваются с похожим сценарием: они преуспевают в одних областях и терпят неудачу в других.

Понимание трех столпов блокчейна

Чтобы понять трилемму блокчейна, мы должны сначала ознакомиться с фундаментальными основами технологии блокчейна, которые включают 1) безопасность, 2) масштабируемость и 3) децентрализацию.

Безопасность

Безопасность имеет первостепенное значение, когда дело касается блокчейна. Если злоумышленник сможет манипулировать реестром, он потеряет целостность и будет считаться ненадежным и бесполезным.

Децентрализация делает блокчейны безопасными, затрудняя их атаку. Чтобы вывести из строя сеть, потребуется отключить все ее узлы или, по крайней мере, контролировать большинство из них. Однако в то же время достижение безопасности может стать проблемой для системы, у которой нет центральной точки контроля, поскольку защита не может быть передана в руки одного человека или организации.

Одним из наиболее распространенных способов атаки на сеть блокчейнов является так называемая атака 51%. Если кто-то сможет взять под контроль большинство узлов сети, он сможет изменить реестр. Это может позволить двойное расходование транзакций, стирание предыдущих транзакций или другие манипуляции с данными в соответствии с потребностями злоумышленника. Ethereum Classic (ETC), оригинальная цепочка Ethereum, пострадала множественные атаки 51%, Например.

Какой бы важной ни была безопасность, она по-прежнему связана с двумя другими аспектами трилеммы блокчейна: масштабируемостью и децентрализацией. Повышение безопасности часто приводит к уменьшению количества других компонентов блокчейна.

Масштабируемость

Масштабируемость означает способность блокчейна обрабатывать большой объем транзакций в нужном масштабе, не влияя на скорость, эффективность или комиссию. Учитывая, что большинство блокчейнов стремятся к внедрению в глобальном масштабе, их технология должна быть в состоянии справиться с очень большим количеством пользователей, отправляющих множество транзакций. Но добиться масштабируемости при сохранении двух других столпов децентрализации и безопасности может быть сложно.

Рассмотрим аппаратное обеспечение, необходимое операторам узлов блокчейна. Высококачественное оборудование повышает производительность сети, улучшая масштабируемость. Однако, устанавливая такие жесткие стандарты аппаратного обеспечения, мы ограничиваем круг лиц, которые могут присоединиться к сети. Меньшее количество участников может означать более централизованную систему. По сути, гоняясь за масштабируемостью, мы можем пойти на компромисс в отношении децентрализации.

Точно так же, как повышение безопасности блокчейна может снизить его масштабируемость, повышение масштабируемости может снизить безопасность и децентрализацию.

Децентрализация

Децентрализация — это то, что отличает блокчейн от других методов хранения данных или облегчения транзакций. Вместо того, чтобы все данные хранились на одном сервере и контролировались его владельцами, блокчейны представляют собой форму распределенная бухгалтерская технология (ДЛТ). В распределенных реестрах данные хранятся на нескольких серверах в разных географических точках. Что отличает блокчейны от других форм DLT, так это то, что серверы или узлы часто управляются независимыми лицами, а данные постоянно хранятся в блоках, которые образуют цепочку с отметками времени.

Децентрализация может сделать сеть более безопасной, устраняя любой отдельный вектор атаки или точку отказа. Однако это влечет за собой новые проблемы, такие как достижение консенсуса в отношении записи данных, что может стать более трудным по мере увеличения числа участников, что приводит к проблемам масштабируемости. А когда злоумышленникам легко присоединиться к сети и повлиять на ее работу, децентрализация может превратиться в слабость, а не в силу.

Масштабируемость

Масштабируемость означает способность блокчейна обрабатывать большой объем транзакций в нужном масштабе, не влияя на скорость, эффективность или комиссию. Учитывая, что большинство блокчейнов стремятся к внедрению в глобальном масштабе, их технология должна быть в состоянии справиться с очень большим количеством пользователей, отправляющих множество транзакций. Но добиться масштабируемости при сохранении двух других столпов децентрализации и безопасности может быть сложно.

Рассмотрим аппаратное обеспечение, необходимое операторам узлов блокчейна. Высококачественное оборудование повышает производительность сети, улучшая масштабируемость. Однако, устанавливая такие жесткие стандарты аппаратного обеспечения, мы ограничиваем круг лиц, которые могут присоединиться к сети. Меньшее количество участников может означать более централизованную систему. По сути, гоняясь за масштабируемостью, мы можем пойти на компромисс в отношении децентрализации.

Точно так же, как повышение безопасности блокчейна может снизить его масштабируемость, повышение масштабируемости может снизить безопасность и децентрализацию.

Децентрализация

Децентрализация — это то, что отличает блокчейн от других методов хранения данных или облегчения транзакций. Вместо того, чтобы все данные хранились на одном сервере и контролировались его владельцами, блокчейны представляют собой форму распределенная бухгалтерская технология (ДЛТ). В распределенных реестрах данные хранятся на нескольких серверах в разных географических точках. Что отличает блокчейны от других форм DLT, так это то, что серверы или узлы часто управляются независимыми лицами, а данные постоянно хранятся в блоках, которые образуют цепочку с отметками времени.

Децентрализация может сделать сеть более безопасной, устраняя любой отдельный вектор атаки или точку отказа. Однако это влечет за собой новые проблемы, такие как достижение консенсуса в отношении записи данных, что может стать более трудным по мере увеличения числа участников, что приводит к проблемам масштабируемости. А когда злоумышленникам легко присоединиться к сети и повлиять на ее работу, децентрализация может превратиться в слабость, а не в силу.

Актуальные решения и инновации

Было предложено множество решений для решения крипто-трилеммы, возникающей путем балансирования безопасности, масштабируемости и децентрализации. Большинство из них пытаются решить проблему, внедряя изменения либо на уровне уровня 1 (он же базовый уровень), либо используя инструменты поверх базового уровня. известный как слой-2.

Решения уровня 1

Улучшения протокола консенсуса: Наиболее всеобъемлющий подход к решению трилеммы блокчейна — просто изменить механизм консенсуса от которого зависит сеть. Этого можно добиться, например, перейдя от модели консенсуса «доказательство работы» (PoW) к модели «доказательство доли» (PoS). Вместо того, чтобы полагаться на узлы-майнеры для выполнения энергоемких вычислений для защиты сети, сети PoS требуют, чтобы узлы-валидаторы блокировали или «ставили» токены на определенный период времени. Эфириум прошел этот процесс в конце 2022 года, известный как Слияние.

Sharding, также известный как горизонтальное секционирование, — это метод управления базой данных, который предполагает разбиение данных на части или сегменты и их хранение в разных местах. Разделив части данных блокчейна между различными узлами, можно освободить больше места для параллельной обработки транзакций. Обычно каждый полный узел в блокчейне должен хранить набор данных всей цепочки, от первого блока транзакций до самого последнего. Но с шардингом это не обязательно так.

Разбивка данных блокчейна на более мелкие части приводит к тому, что каждый узел может обрабатывать больше транзакций, что означает большую масштабируемость.

Решения уровня 2

Многие из наиболее популярных предложений по решению трилеммы блокчейна возникают не на базовом уровне блокчейнов, а скорее на решениях уровня 2. Работа над вторым уровнем может обеспечить возможность повышения масштабируемости при сохранении децентрализации и безопасности основной цепи, которая остается неизменной.

• Вложенные блокчейны используйте структуру, которая включает в себя основную цепь с несколькими вторичными цепями. Это позволяет цепям работать в тандеме друг с другом. Основная цепочка фокусируется на назначении задач и контроле параметров, а вторичные цепочки могут обрабатывать транзакции. OMG Plasma — это пример уровня 2, который использует вложенный блокчейн поверх уровня 1 Ethereum для большей масштабируемости.
• Государственные каналы предоставить участникам возможность совершать транзакции напрямую вне цепочки, при этом базовый уровень выступает в качестве окончательного арбитра транзакций. Пользователи открывают оффчейн-канал посредством использования транзакции с несколькими подписями в блокчейне. Затем каналы могут быть закрыты, а расчеты будут происходить непосредственно в цепочке. Сеть молнии Биткойна является примером уровня 2 канала состояния.
• боковые цепи работают как независимые блокчейны, работающие параллельно базовому уровню. Как упоминалось ранее, они используют свои собственные методы консенсуса, которые могут обеспечить большую масштабируемость. Одним из недостатков является то, что сайдчейн не получает преимуществ от безопасности своего базового уровня, что создает потенциальные уязвимости. Polygon, Polkadot, Cosmos и Avalanche — вот некоторые примеры популярных проектов, использующих сайдчейны.

Последствия для будущего

По мере развития криптоландшафта внедрение платежей и технологий на основе блокчейна будет продолжать пробиваться через мейнстрим.

Слой Ethereum-2 уже виден в шесть раз больше транзакций в качестве базового слоя Ethereum. Более того, поскольку BitPay добавил поддержку транзакций сети Lightning Network, мы ежемесячно наблюдаем Молниеносные транзакции почти утроились менее чем за 10 месяцев, демонстрируя потенциал офчейн-решений.

Криптосообщество остается непоколебимым в своем стремлении решить эту трилемму, стремясь к гармоничному сочетанию децентрализации, масштабируемости и безопасности. Будущее выглядит многообещающим, особенно в сфере криптовалютных платежей. Благодаря коллективным усилиям и изобретательности мы находимся на грани изменения финансовой парадигмы. Оставайтесь с нами, ведь лучшее еще впереди.

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
• ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
• ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
• Источник: https://bitpay.com/blog/the-crypto-trilemma/