อธิบาย Crypto Trilemma: ปัญหาและแนวทางแก้ไข [2023] | บิตเพย์

บล็อกเชนช่วยให้สามารถจัดเก็บข้อมูลได้อย่างปลอดภัย ไม่ได้รับอนุญาต และกระจายอำนาจ และการอำนวยความสะดวกในการทำธุรกรรม แต่ฐานข้อมูลแบบกระจายเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะเผชิญกับข้อจำกัดในด้านสำคัญอย่างน้อยหนึ่งในสามด้าน: ความปลอดภัย ความสามารถในการปรับขนาด หรือการกระจายอำนาจ

ความท้าทายที่นำเสนอโดยการพยายามสร้างสมดุลด้านเทคโนโลยีบล็อคเชนเหล่านี้ กลายเป็นที่รู้จักในชื่อ "บล็อคเชนไตรเล็มม่า"

นี่คือคำอธิบายของ blockchain trilemma

blockchain trilemma คืออะไร?

blockchain trilemma ซึ่งเป็นคำที่เหรียญกษาปณ์ได้รับเครดิตจาก Vitalik Buterin ผู้ร่วมก่อตั้ง Ethereum อธิบายถึงความยากลำบากที่นักพัฒนาต้องเผชิญเมื่อสร้างสถาปัตยกรรมบล็อกเชนที่ปลอดภัยและปรับขนาดได้ในขณะที่ยังคงมีการกระจายอำนาจ

ดู Bitcoin blockchain เป็นตัวอย่าง เครือข่ายของ Bitcoin นั้นปลอดภัยที่สุดในโลกด้วย อัตราการแฮช มากกว่า 460 Exahash ต่อวินาที ไม่มีคอมพิวเตอร์ที่รู้จักในโลกที่สามารถถอดรหัสการเข้ารหัสหลักฐานการทำงานของ Bitcoin ได้ และด้วยผู้ให้บริการโหนดอิสระหลายพันรายทั่วโลก เครือข่ายจึงยังคงมีการกระจายอำนาจ ดังนั้นจึงยากต่อการโจมตี

แต่เมื่อพูดถึงธุรกรรม ชั้นฐานของ Bitcoin นั้นแทบจะไม่สามารถปรับขนาดได้ เครือข่ายสามารถรองรับธุรกรรมได้ประมาณ 7 รายการต่อวินาที (TPS) เท่านั้น

วิธีการใดๆ ในการเพิ่มอัตรา TPS จะส่งผลให้ความปลอดภัยหรือการกระจายอำนาจลดลง หรือทั้งสองอย่าง

ในระดับหนึ่งบล็อคเชนทั้งหมดต้องเผชิญกับสถานการณ์ที่คล้ายกัน: พวกมันเก่งในบางด้านในขณะที่ยังขาดในด้านอื่น ๆ

ทำความเข้าใจกับสามเสาหลักของบล็อคเชน

เพื่อทำความเข้าใจไตรเล็มม่าของบล็อคเชน ก่อนอื่นเราต้องทำความคุ้นเคยกับเสาหลักพื้นฐานของเทคโนโลยีบล็อคเชน ซึ่งรวมถึง 1) ความปลอดภัย 2) ความสามารถในการขยายขนาด และ 3) การกระจายอำนาจ

Security

ความปลอดภัยมีความสำคัญสูงสุดเมื่อพูดถึงบล็อคเชน หากผู้โจมตีสามารถจัดการบัญชีแยกประเภทได้ มันก็จะไม่มีความสมบูรณ์อีกต่อไป และจะถือว่าไม่น่าเชื่อถือและไร้ค่า

การกระจายอำนาจทำให้บล็อกเชนปลอดภัยโดยทำให้ยากต่อการโจมตี ในการโค่นเครือข่ายจะต้องเกี่ยวข้องกับการโค่นโหนดทั้งหมดหรืออย่างน้อยก็ควบคุมส่วนใหญ่ แต่ในขณะเดียวกัน การบรรลุความปลอดภัยอาจเป็นเรื่องท้าทายสำหรับระบบที่ไม่มีจุดศูนย์กลางการควบคุม เนื่องจากการคุ้มครองไม่สามารถอยู่ในมือของบุคคลหรือนิติบุคคลเพียงรายเดียวได้

วิธีหนึ่งที่พบบ่อยที่สุดในการโจมตีเครือข่ายบล็อคเชนคือผ่านสิ่งที่เรียกว่าการโจมตี 51% หากมีใครสามารถควบคุมโหนดส่วนใหญ่ของเครือข่ายได้ พวกเขาสามารถเปลี่ยนแปลงบัญชีแยกประเภทได้ สิ่งนี้อาจทำให้มีการใช้จ่ายธุรกรรมสองเท่า ลบธุรกรรมก่อนหน้านี้ หรือการดัดแปลงข้อมูลอื่น ๆ เพื่อให้เหมาะกับความต้องการของผู้โจมตี Ethereum Classic (ETC) ซึ่งเป็นเครือข่าย Ethereum ดั้งเดิมได้รับความเดือดร้อน การโจมตี 51% หลายครั้งยกตัวอย่างเช่น

สิ่งสำคัญพอ ๆ กับความปลอดภัยก็คือ มันยังคงเข้าไปพัวพันกับอีกสองแง่มุมของสามประการของบล็อคเชน: ความสามารถในการปรับขนาดและการกระจายอำนาจ การปรับปรุงความปลอดภัยบ่อยครั้งจะนำไปสู่การลดองค์ประกอบอื่นๆ เหล่านี้ของบล็อกเชน

scalability

ความสามารถในการปรับขนาดหมายถึงความสามารถของบล็อกเชนในการจัดการธุรกรรมปริมาณมากในวงกว้าง โดยไม่ส่งผลกระทบต่อความเร็ว ประสิทธิภาพ หรือค่าธรรมเนียม เนื่องจากบล็อกเชนส่วนใหญ่มีความทะเยอทะยานที่จะถูกนำมาใช้ในระดับโลก เทคโนโลยีของพวกเขาจะต้องสามารถจัดการกับผู้ใช้จำนวนมากที่ส่งธุรกรรมจำนวนมาก แต่การปรับขนาดได้ในขณะที่ยังคงรักษาเสาหลักอีกสองประการของการกระจายอำนาจและความปลอดภัยไว้นั้นอาจเป็นเรื่องยากที่จะบรรลุผล

พิจารณาฮาร์ดแวร์ที่จำเป็นสำหรับผู้ให้บริการโหนดบล็อคเชน ฮาร์ดแวร์ระดับไฮเอนด์ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพเครือข่ายและเพิ่มความสามารถในการปรับขนาด อย่างไรก็ตาม ด้วยการกำหนดมาตรฐานฮาร์ดแวร์ที่สูงชันเช่นนี้ เราจะจำกัดผู้ที่สามารถเข้าร่วมเครือข่ายได้ ผู้เข้าร่วมน้อยลงอาจหมายถึงระบบรวมศูนย์มากขึ้น โดยพื้นฐานแล้ว โดยการไล่ตามความสามารถในการปรับขนาด เราอาจประนีประนอมกับการกระจายอำนาจ

เช่นเดียวกับการเพิ่มความปลอดภัยของบล็อกเชนสามารถลดความสามารถในการปรับขนาดได้ การเพิ่มความสามารถในการขยายสามารถลดความปลอดภัยและการกระจายอำนาจได้

การกระจายอำนาจ

การกระจายอำนาจคือสิ่งที่ทำให้บล็อคเชนแตกต่างจากวิธีการจัดเก็บข้อมูลหรืออำนวยความสะดวกในการทำธุรกรรมอื่นๆ แทนที่จะเก็บข้อมูลทั้งหมดบนเซิร์ฟเวอร์เดียวและควบคุมโดยเจ้าของ บล็อกเชนถือเป็นรูปแบบหนึ่งของ เทคโนโลยีบัญชีแยกประเภท (ดีแอลที) บัญชีแยกประเภทแบบกระจายจะเก็บข้อมูลไว้ในเซิร์ฟเวอร์หลายเครื่องตามสถานที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ที่แตกต่างกัน สิ่งที่ทำให้บล็อกเชนแตกต่างจาก DLT รูปแบบอื่นๆ คือเซิร์ฟเวอร์หรือโหนดมักจะดำเนินการโดยบุคคลที่เป็นอิสระ และข้อมูลจะถูกจัดเก็บอย่างต่อเนื่องในบล็อกที่ก่อให้เกิดห่วงโซ่การประทับเวลา

การกระจายอำนาจสามารถทำให้เครือข่ายมีความปลอดภัยมากขึ้นโดยกำจัดเวกเตอร์การโจมตีหรือจุดที่ล้มเหลวใดๆ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้นำมาซึ่งความท้าทายใหม่ๆ เช่น การบรรลุข้อตกลงร่วมกันในการบันทึกข้อมูล ซึ่งอาจกลายเป็นเรื่องยากมากขึ้นเมื่อจำนวนผู้เข้าร่วมเพิ่มขึ้น ส่งผลให้เกิดปัญหาด้านความสามารถในการขยายขนาด และเมื่อเป็นเรื่องง่ายสำหรับผู้ไม่ประสงค์ดีที่จะเข้าร่วมเครือข่ายและส่งผลกระทบต่อการดำเนินงาน การกระจายอำนาจอาจกลายเป็นจุดอ่อนมากกว่าจุดแข็ง

scalability

ความสามารถในการปรับขนาดหมายถึงความสามารถของบล็อกเชนในการจัดการธุรกรรมปริมาณมากในวงกว้าง โดยไม่ส่งผลกระทบต่อความเร็ว ประสิทธิภาพ หรือค่าธรรมเนียม เนื่องจากบล็อกเชนส่วนใหญ่มีความทะเยอทะยานที่จะถูกนำมาใช้ในระดับโลก เทคโนโลยีของพวกเขาจะต้องสามารถจัดการกับผู้ใช้จำนวนมากที่ส่งธุรกรรมจำนวนมาก แต่การปรับขนาดได้ในขณะที่ยังคงรักษาเสาหลักอีกสองประการของการกระจายอำนาจและความปลอดภัยไว้นั้นอาจเป็นเรื่องยากที่จะบรรลุผล

พิจารณาฮาร์ดแวร์ที่จำเป็นสำหรับผู้ให้บริการโหนดบล็อคเชน ฮาร์ดแวร์ระดับไฮเอนด์ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพเครือข่ายและเพิ่มความสามารถในการปรับขนาด อย่างไรก็ตาม ด้วยการกำหนดมาตรฐานฮาร์ดแวร์ที่สูงชันเช่นนี้ เราจะจำกัดผู้ที่สามารถเข้าร่วมเครือข่ายได้ ผู้เข้าร่วมน้อยลงอาจหมายถึงระบบรวมศูนย์มากขึ้น โดยพื้นฐานแล้ว โดยการไล่ตามความสามารถในการปรับขนาด เราอาจประนีประนอมกับการกระจายอำนาจ

เช่นเดียวกับการเพิ่มความปลอดภัยของบล็อกเชนสามารถลดความสามารถในการปรับขนาดได้ การเพิ่มความสามารถในการขยายสามารถลดความปลอดภัยและการกระจายอำนาจได้

การกระจายอำนาจ

การกระจายอำนาจคือสิ่งที่ทำให้บล็อคเชนแตกต่างจากวิธีการจัดเก็บข้อมูลหรืออำนวยความสะดวกในการทำธุรกรรมอื่นๆ แทนที่จะเก็บข้อมูลทั้งหมดบนเซิร์ฟเวอร์เดียวและควบคุมโดยเจ้าของ บล็อกเชนถือเป็นรูปแบบหนึ่งของ เทคโนโลยีบัญชีแยกประเภท (ดีแอลที) บัญชีแยกประเภทแบบกระจายจะเก็บข้อมูลไว้ในเซิร์ฟเวอร์หลายเครื่องตามสถานที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ที่แตกต่างกัน สิ่งที่ทำให้บล็อกเชนแตกต่างจาก DLT รูปแบบอื่นๆ คือเซิร์ฟเวอร์หรือโหนดมักจะดำเนินการโดยบุคคลที่เป็นอิสระ และข้อมูลจะถูกจัดเก็บอย่างต่อเนื่องในบล็อกที่ก่อให้เกิดห่วงโซ่การประทับเวลา

การกระจายอำนาจสามารถทำให้เครือข่ายมีความปลอดภัยมากขึ้นโดยกำจัดเวกเตอร์การโจมตีหรือจุดที่ล้มเหลวใดๆ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้นำมาซึ่งความท้าทายใหม่ๆ เช่น การบรรลุข้อตกลงร่วมกันในการบันทึกข้อมูล ซึ่งอาจกลายเป็นเรื่องยากมากขึ้นเมื่อจำนวนผู้เข้าร่วมเพิ่มขึ้น ส่งผลให้เกิดปัญหาด้านความสามารถในการขยายขนาด และเมื่อเป็นเรื่องง่ายสำหรับผู้ไม่ประสงค์ดีที่จะเข้าร่วมเครือข่ายและส่งผลกระทบต่อการดำเนินงาน การกระจายอำนาจอาจกลายเป็นจุดอ่อนมากกว่าจุดแข็ง

โซลูชั่นและนวัตกรรมในปัจจุบัน

มีวิธีแก้ปัญหาที่นำเสนอมากมายสำหรับจัดการกับสามปัญหาของสกุลเงินดิจิทัลที่เกิดจากการรักษาสมดุลด้านความปลอดภัย ความสามารถในการปรับขนาด และการกระจายอำนาจ ความพยายามเหล่านี้ส่วนใหญ่ในการแก้ไขปัญหาโดยดำเนินการเปลี่ยนแปลงที่ระดับเลเยอร์ 1 (หรือที่เรียกว่าเลเยอร์ฐาน) หรือโดยการใช้เครื่องมือที่ด้านบนของเลเยอร์ฐาน เรียกว่าชั้นที่ 2.

โซลูชัน Layer-1

การปรับปรุงโปรโตคอลฉันทามติ: วิธีการที่ครอบคลุมมากที่สุดในการแก้ปัญหาสามประการของบล็อคเชนคือเพียงแค่เปลี่ยน กลไกฉันทามติ ที่เครือข่ายพึ่งพา ซึ่งสามารถทำได้โดยการเปลี่ยนจากแบบจำลองฉันทามติ Proof-of-Work (PoW) ไปเป็นรูปแบบ Proof-of-Stake (PoS) เป็นต้น แทนที่จะอาศัยโหนดนักขุดเพื่อคำนวณการคำนวณที่ใช้พลังงานสูงเพื่อรักษาความปลอดภัยเครือข่าย เครือข่าย PoS ต้องการโหนดตัวตรวจสอบเพื่อล็อคโทเค็นหรือ "เดิมพัน" ในช่วงเวลาที่กำหนด Ethereum ได้ผ่านกระบวนการนี้ในปลายปี 2022 หรือที่รู้จักกันในชื่อ การผสาน.

shardingหรือที่เรียกว่าการแบ่งพาร์ติชันแนวนอนเป็นวิธีการจัดการฐานข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับการแบ่งข้อมูลออกเป็นส่วนๆ หรือแบ่งเป็นส่วนๆ และจัดเก็บไว้ในตำแหน่งต่างๆ ด้วยการแบ่งส่วนข้อมูลของบล็อกเชนไปยังโหนดต่างๆ จะทำให้มีพื้นที่ว่างมากขึ้นสำหรับการประมวลผลธุรกรรมแบบขนาน โดยปกติ แต่ละโหนดแบบเต็มในบล็อกเชนจะต้องจัดเก็บชุดข้อมูลของห่วงโซ่ทั้งหมด ตั้งแต่บล็อกแรกของธุรกรรมไปจนถึงรายการล่าสุด แต่ด้วยการแบ่งส่วน ก็ไม่จำเป็นต้องเป็นเช่นนั้น

การแบ่งข้อมูลของบล็อคเชนออกเป็นชิ้นเล็กๆ ส่งผลให้แต่ละโหนดสามารถประมวลผลธุรกรรมได้มากขึ้น ซึ่งหมายถึงความสามารถในการขยายขนาดที่มากขึ้น

โซลูชัน Layer-2

ข้อเสนอที่ได้รับความนิยมมากที่สุดหลายข้อในการแก้ปัญหาไตรเล็มม่าของบล็อคเชนไม่ได้เกิดขึ้นบนเลเยอร์พื้นฐานของบล็อคเชน แต่เกิดขึ้นบนโซลูชันเลเยอร์ 2 การทำงานในเลเยอร์ที่สองสามารถให้วิธีการเพิ่มความสามารถในการขยายขนาดในขณะที่รักษาการกระจายอำนาจและความปลอดภัยของห่วงโซ่หลักซึ่งยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

• บล็อกเชนที่ซ้อนกัน ใช้โครงสร้างที่เกี่ยวข้องกับสายโซ่หลักที่มีสายรองหลายสาย ช่วยให้โซ่ทำงานควบคู่กันไป สายโซ่หลักมุ่งเน้นไปที่การมอบหมายงานและการควบคุมพารามิเตอร์ ในขณะที่สายโซ่รองสามารถประมวลผลธุรกรรมได้ OMG Plasma เป็นตัวอย่างของเลเยอร์ 2 ที่ใช้บล็อคเชนที่ซ้อนกันอยู่ด้านบนของเลเยอร์ 1 ของ Ethereum เพื่อความสามารถในการปรับขนาดที่มากขึ้น
• ช่องทางของรัฐ จัดให้มีช่องทางสำหรับผู้เข้าร่วมในการทำธุรกรรมนอกเครือข่ายโดยตรง โดยมีชั้นฐานที่ทำหน้าที่เป็นผู้ตัดสินขั้นสุดท้ายของการทำธุรกรรม ผู้ใช้เปิดช่องทางนอกเครือข่ายผ่านการใช้ธุรกรรมหลายลายเซ็นบนบล็อกเชน จากนั้นช่องสามารถปิดได้ โดยการชำระเงินจะเกิดขึ้นโดยตรงบนเครือข่าย เครือข่ายสายฟ้าของ Bitcoin เป็นตัวอย่างของ state channel layer-2
• sidechains ทำงานเป็นบล็อกเชนอิสระที่ทำงานขนานกับชั้นฐาน พวกเขาใช้วิธีการที่เป็นเอกฉันท์ของตนเอง ซึ่งสามารถช่วยเพิ่มความสามารถในการขยายขนาดได้มากขึ้น ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น ข้อเสียเปรียบประการหนึ่งคือ sidechain ไม่ได้รับประโยชน์จากการรักษาความปลอดภัยของชั้นฐาน ซึ่งทำให้เกิดช่องโหว่ที่อาจเกิดขึ้น รูปหลายเหลี่ยม, Polkadot, Cosmos และ Avalanche คือตัวอย่างบางส่วนของโปรเจ็กต์ยอดนิยมที่ใช้ sidechains

ผลกระทบสำหรับอนาคต

ในขณะที่ภูมิทัศน์ของ crypto พัฒนาขึ้น การนำการชำระเงินและเทคโนโลยีแบบ blockchain มาใช้จะยังคงเจาะทะลุกระแสหลักต่อไป

Ethereum layer-2 ได้เห็นแล้ว ธุรกรรมมากกว่าหกเท่า เป็นชั้นฐาน Ethereum ยิ่งไปกว่านั้น เนื่องจาก BitPay ได้เพิ่มการรองรับธุรกรรม Lightning Network เราจึงเห็นทุกเดือน ธุรกรรมสายฟ้าเกือบสามเท่า ภายในเวลาไม่ถึง 10 เดือน แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของโซลูชันนอกเครือข่าย

ชุมชน crypto ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในการแสวงหาเพื่อแก้ไขปัญหาสามประการ โดยมุ่งมั่นในการผสมผสานที่ลงตัวระหว่างการกระจายอำนาจ ความสามารถในการขยายขนาด และความปลอดภัย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในขอบเขตของการชำระเงินด้วยสกุลเงินดิจิทัล อนาคตดูสดใส ด้วยความพยายามร่วมกันและความเฉลียวฉลาด เรากำลังจวนจะพลิกโฉมกระบวนทัศน์ทางการเงิน คอยติดตามสำหรับสิ่งที่ดีที่สุดยังมาไม่ถึง

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai เพิ่มพลังให้กับตัวเอง เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตไอสตรีม. Web3 อัจฉริยะ ขยายความรู้ เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตESG. คาร์บอน, คลีนเทค, พลังงาน, สิ่งแวดล้อม แสงอาทิตย์, การจัดการของเสีย. เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตสุขภาพ เทคโนโลยีชีวภาพและข่าวกรองการทดลองทางคลินิก เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://bitpay.com/blog/the-crypto-trilemma/