Κύρια σημεία αναφοράς
Το τρίλημμα του blockchain εξηγεί την πρόκληση εξισορρόπησης της ασφάλειας, της αποκέντρωσης και της κλιμάκωσης στα δίκτυα blockchain.
Η βελτίωση της μίας ιδιότητας συχνά γίνεται σε βάρος μίας ή και των δύο άλλων.
Για την αντιμετώπιση του τριλήμματος, τα διάφορα blockchain υιοθετούν διάφορες τεχνικές προσεγγίσεις, όπως εναλλακτικούς μηχανισμούς ομοφωνίας, λύσεις επιπέδου 2 και sharding.
Παρόλο που κανένα blockchain δεν έχει "λύσει" πλήρως το τρίλημμα, ο κλάδος συνεχίζει να καινοτομεί με στόχο την ανάπτυξη πιο ισορροπημένων σχεδίων.
Εισαγωγή
Δεδομένου ότι τα blockchain μπορούν να διαχειριστούν μόνο έναν περιορισμένο αριθμό συναλλαγών ανά δευτερόλεπτο, πολλοί υποστηρίζουν ότι, για να υιοθετηθεί η τεχνολογία σε παγκόσμιο επίπεδο, θα πρέπει να μπορεί να διαχειρίζεται πολύ περισσότερα δεδομένα και με μεγαλύτερη ταχύτητα. Αυτό θα επέτρεπε σε περισσότερα άτομα να χρησιμοποιούν το δίκτυο χωρίς αυτό να καθυστερεί ή να ακριβαίνει.
Ωστόσο, ο θεμελιώδης σχεδιασμός πολλών αποκεντρωμένων δικτύων σημαίνει ότι η αυξανόμενη κλιμάκωση τείνει να αποδυναμώνει την αποκέντρωση ή την ασφάλεια. Αυτό είναι γνωστό ως τρίλημμα του blockchain. Οι προγραμματιστές εξερευνούν διάφορες λύσεις, όπως νέους μηχανισμούς ομοφωνίας, sharding και δίκτυα επιπέδου 2.
Το τρίλημμα του blockchain
Εν συντομία, το blockchain είναι μια κατανεμημένη ψηφιακή βάση δεδομένων. Τα block δεδομένων οργανώνονται με χρονολογική σειρά. Τα block συνδέονται και ασφαλίζονται με κρυπτογραφικές αποδείξεις. Η εφαρμογή αυτής της τεχνολογίας σε διαφορετικούς κλάδους αλλάζει ήδη τον τρόπο με τον οποίο εργαζόμαστε και ζούμε.
Η ιδέα είναι ότι τα αποκεντρωμένα και ασφαλή blockchain οδηγούν σε έναν κόσμο όπου δεν χρειάζεται να βασιζόμαστε σε τρίτους για τη λειτουργία δικτύων ή αγορών. Ωστόσο, οι ειδικοί συμφωνούν γενικά ότι, για να υιοθετηθεί ευρύτερα αυτή η τεχνολογία, πρέπει να επιλυθεί το τρίλημμα του blockchain.
Το τρίλημμα του blockchain, το οποίο έγινε δημοφιλές από τον συνιδρυτή τού Ethereum, Vitalik Buterin, αφορά την ιδέα ότι είναι δύσκολο για τα blockchain να επιτύχουν ταυτόχρονα τα βέλτιστα επίπεδα και των τριών ιδιοτήτων. Η ενίσχυση μίας από αυτές τις ιδιότητες συχνά σημαίνει ότι θα πρέπει να γίνουν συμβιβασμοί σε μία ή και στις δύο άλλες.
Αποκέντρωση
Τα δίκτυα blockchain είναι αποκεντρωμένα από τη φύση τους, πράγμα που σημαίνει ότι δεν τα ελέγχει κανένα άτομο, εταιρεία ή οργανισμός. Το δίκτυο είναι ανοιχτό σε όποιον θέλει να συμμετέχει και ο έλεγχος κατανέμεται σε όλους τους συμμετέχοντες. Όλοι έχουν πρόσβαση στο ίδιο καθολικό και, αν ένας συμμετέχων προσπαθήσει να εξαπατήσει το σύστημα αλλάζοντας τα αρχεία προς όφελός του, το υπόλοιπο δίκτυο μπορεί να επαληθεύσει και να απορρίψει τα ψευδή δεδομένα.
Εξετάστε τη διαφορά μεταξύ του Bitcoin και του συμβατικού τραπεζικού συστήματος. Οι τράπεζες επιβάλλουν την εμπιστοσύνη μεταξύ των ατόμων που πραγματοποιούν συναλλαγές και διασφαλίζουν ότι όλα τα αρχεία τηρούνται σωστά. Το blockchain του Bitcoin, ωστόσο, κοινοποιεί όλα αυτά τα δεδομένα σε όλους στο δίκτυο, έτσι ώστε να ελεγχθούν και να επιβεβαιωθούν, πριν προστεθούν στη βάση δεδομένων. Το αποτέλεσμα είναι ένα σύστημα το οποίο μπορεί να υπάρξει χωρίς να χρειάζεται τρίτους.
Η αποκέντρωση προσφέρει τη δυνατότητα αυτού που είναι γνωστό ως Web3. Παρόλο που το Web2 αποτελεί το μεγαλύτερο κομμάτι τού σημερινού διαδικτύου, με ιστότοπους και εφαρμογές που ελέγχονται από εταιρείες, το Web3 δίνει στους χρήστες τον έλεγχο των δεδομένων και της ταυτότητάς τους.
Ωστόσο, η αποκέντρωση συνοδεύεται από μειονεκτήματα. Δεδομένου ότι πολλοί χρήστες πρέπει να καταλήξουν σε συναίνεση για κάθε συναλλαγή, η επεξεργασία είναι συχνά πιο αργή από ό,τι στα κεντρικά συστήματα. Αυτό κάνει την κλιμάκωση (τη δυνατότητα διαχείρισης περισσότερων συναλλαγών ανά δευτερόλεπτο) μια βασική πρόκληση για τα αποκεντρωμένα δίκτυα.
Ασφάλεια blockchain
Η ασφάλεια είναι απαραίτητη για κάθε blockchain, διότι χωρίς αυτήν οι επιτιθέμενοι θα μπορούσαν να θέσουν σε κίνδυνο το δίκτυο και να αλλοιώσουν το ιστορικό των συναλλαγών. Είτε ένα σύστημα είναι κεντρικό είτε αποκεντρωμένο, η ασφάλεια δεν είναι εγγυημένη. Τα κεντρικά συστήματα μπορούν να επωφεληθούν από τον αυστηρότερο έλεγχο και την ταχύτερη λήψη αποφάσεων, αλλά παρουσιάζουν επίσης ένα μοναδικό σημείο αστοχίας και εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από την ποιότητα των ομάδων ασφαλείας τους.
Στα αποκεντρωμένα συστήματα, η ασφάλεια πρέπει να επιτυγχάνεται χωρίς να βασίζεται σε μια κεντρική αρχή. Το Bitcoin, για παράδειγμα, χρησιμοποιεί έναν συνδυασμό κρυπτογραφίας και ενός μηχανισμού ομοφωνίας που ονομάζεται Proof of Work (PoW). Κάθε block δεδομένων συνδέεται με το προηγούμενο μέσω μιας μοναδικής ψηφιακής υπογραφής (hash), καθιστώντας έτσι οποιαδήποτε παραβίαση άμεσα εντοπίσιμη.
Το PoW προσθέτει ένα επιπλέον επίπεδο προστασίας, απαιτώντας από τους συμμετέχοντες του δικτύου, γνωστούς ως εξορύκτες, να λύσουν πολύπλοκους μαθηματικούς γρίφους μέσω εκτενών υπολογισμών hashing πριν επικυρώσουν τις συναλλαγές. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα οι επιθέσεις να είναι δαπανηρές και δύσκολο να πραγματοποιηθούν. Επειδή η εξόρυξη Bitcoin είναι σχεδιασμένη να απαιτεί πολλούς πόρους, είναι πιο αργή από άλλες μεθόδους.
Λάβετε επίσης υπόψη ότι όσο περισσότεροι συμμετέχοντες (κόμβοι) υπάρχουν στο δίκτυο, τόσο πιο ασφαλές είναι. Όσο μεγαλύτερο είναι το δίκτυο, τόσο πιο δύσκολο γίνεται για έναν κακόβουλο χρήστη να πάρει τον έλεγχο του συστήματος.
Θεωρητικά, εάν ένα άτομο ή μια ομάδα καταφέρει να ελέγξει πάνω από το ήμισυ της ισχύος του δικτύου, θα μπορούσε να πραγματοποιήσει αυτό που είναι γνωστό ως επίθεση 51%, η οποία θα μπορούσε ενδεχομένως να οδηγήσει σε εκμετάλλευση, όπως διπλή δαπάνη.
Κλιμάκωση blockchain
Η κλιμάκωση αφορά την ικανότητα ενός blockchain να χειρίζεται έναν αυξανόμενο αριθμό συναλλαγών ανά δευτερόλεπτο (TPS). Για να υποστηρίξει η τεχνολογία blockchain την ευρεία υιοθέτηση και δισεκατομμύρια δυνητικών χρηστών, πρέπει να επεξεργάζεται τις συναλλαγές γρήγορα, οικονομικά και αξιόπιστα. Στην πράξη, η κλιμάκωση συχνά υποχωρεί σε σχέση με την αποκέντρωση και την ασφάλεια, οι οποίες αποτελούν τις δύο θεμελιώδεις αρχές σχεδιασμού του blockchain.
Τα κεντρικά συστήματα πληρωμών, όπως η Visa, για παράδειγμα, μπορούν σύμφωνα με πληροφορίες, να διαχειρίζονται χιλιάδες συναλλαγές ανά δευτερόλεπτο, επειδή λειτουργούν σε ένα κλειστό, ελεγχόμενο περιβάλλον. Δεν απαιτούν παγκόσμια ομοφωνία από χιλιάδες ανεξάρτητους κόμβους, γεγονός που τους επιτρέπει να επεξεργάζονται τις συναλλαγές σχεδόν αμέσως.
Αντίθετα, τα δημόσια blockchain πρέπει να επεξεργάζονται κάθε συναλλαγή μέσω πολλαπλών ανεξάρτητων επικυρωτών. Αυτή η κατανεμημένη επαλήθευση επιβραδύνει την απόδοση: το βασικό επίπεδο του Bitcoin επεξεργάζεται κατά μέσο όρο περίπου 5 συναλλαγές ανά δευτερόλεπτο (TPS), ενώ το Ethereum επεξεργάζεται περίπου 18 TPS.
Ακόμη και με την αντικατάσταση της ομοφωνίας PoW από την ομοφωνία Proof of Stake (PoS) σε ορισμένα δίκτυα, η ανάγκη για παγκόσμια συμφωνία εξακολουθεί να επιβάλλει περιορισμούς. Χωρίς αποτελεσματικές λύσεις κλιμάκωσης, η αύξηση της χρήσης μπορεί να οδηγήσει σε συμφόρηση του δικτύου, επιβράδυνση των συναλλαγών και αύξηση των προμηθειών.
Αντιμετώπιση του τριλήμματος του blockchain
Η προφανέστερη και βασικότερη λύση στο τρίλημμα του blockchain είναι η μείωση του αριθμού των επικυρωτών δικτύου (κόμβων) με αντάλλαγμα μεγαλύτερη κλίμακα και ταχύτητα. Αλλά κάτι τέτοιο θα οδηγούσε σε αποδυνάμωση της αποκέντρωσης, με τον έλεγχο να παραχωρείται σε μικρότερο αριθμό συμμετεχόντων. Θα οδηγούσε επίσης σε αποδυνάμωση της ασφάλειας, καθώς λιγότεροι παίκτες σημαίνει μεγαλύτερη πιθανότητα επιθέσεων.
Εδώ λοιπόν εντοπίζεται το τρίλημμα: η αποκέντρωση και η ασφάλεια είναι άρρηκτα συνδεδεμένες, ενώ ο τρόπος με τον οποίο είναι δομημένα τα blockchain δυσκολεύει τη βελτίωση της κλιμάκωσης χωρίς να υποβαθμιστεί τη μία ή και τις δύο. Το μεγάλο ερώτημα είναι πώς να γίνει ταχύτερο το blockchain χωρίς να θυσιαστούν οι ιδιότητες που το καθιστούν αξιόπιστο.
Συνεχιζόμενες εξελίξεις
Δεν υπάρχει μία χρυσή τομή στο τρίλημμα. Ωστόσο, οι προγραμματιστές και οι ερευνητές έχουν διερευνήσει διάφορες προσεγγίσεις, πολλές από τις οποίες έχουν δείξει πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα. Μερικές από τις πιο αξιοσημείωτες εξελίξεις περιλαμβάνουν τα εξής:
1. Sharding
Το sharding χωρίζει ένα blockchain σε μικρότερα τμήματα, ή shard, το καθένα με το δικό του καθολικό και την ικανότητα να επεξεργάζεται συναλλαγές ανεξάρτητα. Μια κύρια αλυσίδα συντονίζει τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των shard, περιορίζοντας το φορτίο σε κάθε μεμονωμένη αλυσίδα και βελτιώνοντας την κλιμάκωση.
Για παράδειγμα, το πρωτόκολλο NEAR χρησιμοποιεί ένα μοντέλο sharding γνωστό ως Nightshade 2.0, το οποίο κλιμακώνεται δυναμικά χωρίζοντας το δίκτυο σε πολλαπλά παράλληλα shard. Από τον Αύγουστο του 2025, το δίκτυο λειτουργεί με 8 ενεργά shard και μπορεί να ολοκληρώσει τις συναλλαγές σε περίπου 600 χιλιοστά του δευτερολέπτου.
2. Διαφορετικός μηχανισμός ομοφωνίας
Ένας από τους λόγους που υπάρχει το τρίλημμα στο δίκτυο του Bitcoin είναι ο τρόπος με τον οποίο λειτουργεί το PoW για να διασφαλίσει την ασφάλεια. Η εύρεση ενός διαφορετικού τρόπου για την εξασφάλιση ομοφωνίας είναι μία προσέγγιση για την επίλυση του τριλήμματος.
Στα blockchain PoS, οι συμμετέχοντες που εμπλέκονται στην επικύρωση συναλλαγών πρέπει να πραγματοποιούν ενέργειες Staking (κλειδώνουν) με τα token τους. Δεν υπάρχει ιδιαίτερη ανάγκη για εξειδικευμένα μηχανήματα εξόρυξης. Η προσθήκη περισσότερων επικυρωτών στο δίκτυο είναι απλούστερη και πιο προσιτή. Το PoS είναι μόνο μία από τις πολλές διαφορετικές προσεγγίσεις προς τους μηχανισμούς συναίνεσης, με γνώμονα την κλιμάκωση.
Μια άλλη προσέγγιση είναι το Proof of Authority (PoA), το οποίο ασφαλίζει το δίκτυο χρησιμοποιώντας ταυτότητες επικυρωτών αντί για νομίσματα με staking. Στα συστήματα PoA, ένας περιορισμένος αριθμός αξιόπιστων συμμετεχόντων έχει εγκριθεί εκ των προτέρων για την επαλήθευση των συναλλαγών και τη δημιουργία block. Αυτό μπορεί να προσφέρει μεγαλύτερη κλιμάκωση αλλά περιορίζει την αποκέντρωση.
Ορισμένα δίκτυα blockchain χρησιμοποιούν υβριδικά μοντέλα για να εξισορροπήσουν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα. Για παράδειγμα, η BNB Smart Chain χρησιμοποιεί το Proof of Staked Authority (PoSA), όπου οι επικυρωτές κάνουν staking BNB για να συμμετάσχουν στην παραγωγή block, επιτυγχάνοντας χρόνους block περίπου τριών δευτερολέπτων. Το δίκτυο Conflux συνδυάζει στοιχεία PoW με μια δομή κατευθυνόμενου ακυκλικού γραφήματος (DAG) για να βελτιώσει την απόδοση, διατηρώντας παράλληλα τα χαρακτηριστικά ασφαλείας του PoW.
3. Λύσεις επιπέδου 2
Μια άλλη προσέγγιση για την αντιμετώπιση του τριλήμματος είναι να χτίσουμε πάνω σε ένα υπάρχον blockchain αντί να αλλάξουμε το βασικό του επίπεδο. Οι λύσεις επιπέδου 2 επεξεργάζονται τις συναλλαγές εκτός της κύριας αλυσίδας και στη συνέχεια καταχωρούν τα αποτελέσματα ξανά σε αυτήν. Αυτό περιορίζει τη συμφόρηση, μειώνει τις προμήθειες και διατηρεί την ασφάλεια του βασικού επιπέδου.
Τα rollup ομαδοποιούν πολλαπλές συναλλαγές εκτός αλυσίδας και υποβάλλουν ένα ενιαίο συμπιεσμένο αποδεικτικό στοιχείο στην κύρια αλυσίδα για επαλήθευση. Τα optimistic rollup όπως το Arbitrum θεωρούν ότι οι συναλλαγές είναι έγκυρες εκτός αν αμφισβητηθούν, ενώ τα rollup μηδενικής γνώσης (ZK) όπως το Scroll χρησιμοποιούν κρυπτογραφικές αποδείξεις για να επιβεβαιώσουν την εγκυρότητα χωρίς να αποκαλύπτουν όλες τις λεπτομέρειες. Το Ethereum εστιάζει όλο και περισσότερο στα rollup, με μεγάλο μέρος των εργασιών του στον τομέα της αποκεντρωμένης χρηματοδότησης (DeFi), του gaming και των NFT να πραγματοποιείται στο επίπεδο 2, με στόχο τη βελτίωση της ταχύτητας και τη μείωση του κόστους.
Τα κανάλια κατάστασης επιτρέπουν στους συμμετέχοντες να πραγματοποιούν συναλλαγές εκτός αλυσίδας, με μόνο τις καταστάσεις έναρξης και λήξης να καταγράφονται στο blockchain. Το Δίκτυο Lightning του Bitcoin είναι ένα γνωστό παράδειγμα που χρησιμοποιεί κανάλια κατάστασης για να προσφέρει γρήγορες συναλλαγές χαμηλού κόστους, διατηρώντας το μεγαλύτερο μέρος της δραστηριότητας εκτός αλυσίδας, ενώ βασίζεται στο βασικό επίπεδο του Bitcoin για τον τελικό διακανονισμό.
Συμπεράσματα
Το τρίλημμα του blockchain παραμένει μια σημαντική πρόκληση για την τεχνολογία, η οποία δεν μπορεί να αξιοποιήσει πλήρως το δυναμικό του. Ωστόσο, οι συνεχείς προσπάθειες, όπως ο οδικός χάρτης του Ethereum που εστιάζει στο rollup και η αύξηση των αρθρωτών blockchain υψηλής απόδοσης, καταδεικνύουν πολλά υποσχόμενες προοπτικές για το μέλλον. Στόχος αυτών των πρωτοποριών είναι να ενισχύσουν την κλιμάκωση χωρίς να υπονομεύουν την ασφάλεια ή την αποκέντρωση, φέρνοντας τον κλάδο πιο κοντά σε ένα μέλλον όπου τα blockchain θα μπορούν να υποστηρίζουν εφαρμογές παγκόσμιας κλίμακας.
Για περαιτέρω ανάγνωση
Αποποίηση ευθυνών: Αυτό το περιεχόμενο παρουσιάζεται σε εσάς "ως έχει" μόνο για γενική ενημέρωση και εκπαιδευτικούς σκοπούς, χωρίς καμία δήλωση ή εγγύηση οποιουδήποτε είδους. Δεν θα πρέπει να ερμηνεύεται ως οικονομική, νομική ή άλλη επαγγελματική συμβουλή, ούτε σκοπεύει να προτείνει την αγορά οποιουδήποτε συγκεκριμένου προϊόντος ή υπηρεσίας. Θα πρέπει να αναζητήσετε μόνοι σας συμβουλές από κατάλληλους επαγγελματίες συμβούλους. Όταν το άρθρο αποτελεί συνεισφορά τρίτου, λάβετε υπόψη ότι οι απόψεις που εκφράζονται ανήκουν στον τρίτο συνεισφέροντα και δεν αντικατοπτρίζουν απαραίτητα εκείνες της Ακαδημίας Binance. Διαβάστε ολόκληρη την αποποίηση ευθυνών για περισσότερες λεπτομέρειες. Οι τιμές των ψηφιακών περιουσιακών στοιχείων ενδέχεται να είναι ασταθείς. Η αξία της επένδυσής σας μπορεί να μειωθεί ή να αυξηθεί και μπορεί να μην σας επιστραφεί το ποσό που επενδύσατε. Είστε αποκλειστικά υπεύθυνοι για τις επενδυτικές σας αποφάσεις και η Ακαδημία Binance δεν ευθύνεται για τυχόν ζημίες που μπορεί να υποστείτε. Το παρόν υλικό δεν πρέπει να εκλαμβάνεται ως χρηματοοικονομική, νομική ή άλλη επαγγελματική συμβουλή. Για περισσότερες πληροφορίες, ανατρέξτε στους Όρους χρήσης και στην Προειδοποίηση κινδύνου.