TL;DR
Krüpto- ja plokiahela populaarsus kasvab plahvatuslikult ning kasutajate ja tehingute arv samuti. Kuigi on lihtne mõista, kui revolutsiooniline plokiahel on, on skaleeritavus – süsteemi võime kasvada, kohanedes kasvava nõudlusega – alati olnud väljakutse. Kõrgelt detsentraliseeritud ja turvalised avalikud plokiahela võrgud on sageli hädas, et saavutada suurt läbilaskevõimet.
Seda kirjeldatakse sageli kui plokiahela trilemmat, mis väidab, et detsentraliseeritud süsteemil on peaaegu võimatu samaaegselt saavutada võrdselt kõrget detsentraliseerimise, turvalisuse ja skaleeritavuse taset. Reaalselt võib plokiahela võrkudel olla ainult kaks tegurit kolmest.
Õnneks töötavad aga skaleerimislahenduste kallal tuhanded entusiastid ja eksperdid. Mõned neist lahendustest on loodud peamise plokiahela (1. kiht) arhitektuuri kohandamiseks, teised aga sihivad 2. kihi protokolle, mis töötavad alusvõrgu peal.
Sissejuhatus
Kuna saadaval on suur hulk plokiahelaid ja krüptorahasid, ei pruugi sa teada, kas kasutad 1. või 2. kihi ketti. Plokiahela keerukuse peitmisel on eeliseid, kuid tasub mõista süsteemi, millesse investeerid või mida kasutad. Sellest artiklist on aru saada 1. ja 2. kihi plokiahelate ja erinevate skaleeritavate lahenduste erinevustest.
Mis on plokiahela 1. kiht vs 2. kiht?
Mõiste 1. kiht viitab plokiahela arhitektuuri baastasemele. See on plokiahela võrgu põhistruktuur. Bitcoin, Ethereum ja BNB Chain on näited 1. kihi plokiahelatest. 2. kiht viitab võrkudele, mis on ehitatud teiste plokiahelate peale. Nii et kui Bitcoin on 1. kiht, siis on selle peal töötav Lightning Network näide 2. kihist.
Plokiahela võrgu skaleeritavuse täiustused võib liigitada 1. ja 2. kihi lahendusteks. 1. kihi lahendus muudab otse algse plokiahela reegleid ja mehhanisme. 2. kihi lahendus kasutab välist paralleelvõrku, et hõlbustada tehinguid peaahelast eemal.
Miks on plokiahela skaleeritavus oluline?
Kujuta ette uut kiirteed, mis ehitatakse suure linna ja selle kiiresti kasvava eeslinna vahele. Kuna maanteed läbiv liiklus suureneb ja ummikud muutuvad tavaliseks – eriti tipptundidel – võib keskmine aeg punktist A punkti B jõudmiseks oluliselt pikeneda. Pole ime, arvestades, et teede infrastruktuuri läbilaskevõime on piiratud ja nõudlus kasvab pidevalt.
Mida saavad ametiasutused nüüd teha, et aidata suuremal hulgal pendelränduritel seda marsruuti kiiremini läbida? Üks lahendus oleks maantee enda täiustamine, lisades mõlemale poole teedele lisaradu. See aga ei ole alati otstarbekas, kuna tegu on kalli lahendusega, mis tekitaks maanteed juba kasutavatele inimestele palju probleeme. Alternatiiviks on olla loominguline ja kaaluda erinevaid lähenemisviise, mis ei ole seotud põhiinfrastruktuuri muutmisega, näiteks täiendavate teenindusteede ehitamine või isegi kergraudtee rajamine maantee kõrvale.
Plokiahela tehnoloogia maailmas oleks esmaseks kiirteeks 1. kiht (põhivõrk), lisateenindusteedeks aga 2. kihi lahendused (teisene võrk üldise läbilaskevõime parandamiseks).
Bitcoini, Ethereumi ja Polkadot loetakse 1. kihi plokiahelateks. Need on baaskihi plokiahelad, mis töötlevad ja salvestavad tehinguid oma vastavatele ökosüsteemidele ning sisaldavad algset krüptoraha, mida tavaliselt kasutatakse tasude maksmiseks ja laiema kasulikkuse pakkumiseks. Polygon on üks näide Ethereumi 2. kihi skaleerimislahendusest. Polygoni võrk seob regulaarselt kontrollpunkte Ethereumi põhivõrku, et värskendada selle olekut.
Läbilaskevõime on plokiahela oluline element. See on kiiruse ja tõhususe mõõde, mis näitab, kui palju tehinguid saab konkreetse aja jooksul töödelda ja registreerida. Kuna kasutajate arv kasvab ja samaaegsete tehingute arv suureneb, võib 1. kihi plokiahela kasutamine muutuda aeglaseks ja kulukaks. See kehtib eriti 1. kihi plokiahelate kohta, mis kasutavad töötõenduse mehhanismi, mitte panuse tõendust.
Praegused 1. kihi probleemid
Bitcoin ja Ethereum on head näited skaleerimisprobleemidega 1. kihi võrkudest. Mõlemad turvavad võrku hajutatud konsensusmudeli kaudu. See tähendab, et kõik tehingud kontrollitakse enne kinnitamist mitme sõlme poolt. Kõik niinimetatud kaevandussõlmed võistlevad keeruka arvutusliku mõistatuse lahendamise nimel ja edukaid kaevandajaid premeeritakse võrgu algse krüptorahaga.
Teisisõnu, kõik tehingud vajavad enne kinnitamist mitme sõlme sõltumatut kontrollimist. See on tõhus viis õigete, kontrollitud andmete plokiahelasse logimiseks ja salvestamiseks, vähendades samas halbade osalejate rünnaku ohtu. Kui sul on aga nii populaarne võrk nagu Ethereum või Bitcoin, muutub läbilaskevõime nõudlus üha suuremaks probleemiks. Võrgu ülekoormuse ajal seisavad kasutajad silmitsi lühema kinnitusaja ja kõrgemate tehingutasudega.
Kuidas 1. kihi skaleerimislahendused töötavad?
1. kihi plokiahelate puhul on saadaval mitu võimalust, mis võivad suurendada läbilaskevõimet ja üldist võrgu võimsust. Töötõendust kasutavate plokiahelate puhul võib üleminek panuse tõendusele olla üks võimalus, et suurendada tehingute arvu sekundis (TPS), vähendades samal ajal töötlemistasusid. Sellegi poolest on krüptokogukonnas erinevad seisukohad panuse tõenduse eeliste ja pikaajaliste mõjude kohta.
1. kihi võrkude skaleerimislahendusi tutvustab tavaliselt projekti arendusmeeskond. Olenevalt lahendusest peab kogukond võrgu puhul kasutama hard- või soft fork'i. Mõned väikesed muudatused on tagasiühilduvad, näiteks Bitcoini SegWiti värskendus.
Suuremad muudatused, nagu Bitcoini ploki suurendamine 8 MB-ni, vajavad hard fork'i. See loob plokiahela kaks versiooni, üks koos värskendusega ja teine ilma. Teine võimalus võrgu läbilaskevõime suurendamiseks on jaotamine. See jagab plokiahela toimingud mitme väiksema osa vahel, mis suudavad andmeid töödelda üheaegselt, mitte järjestikku.
Kuidas 2. kihi skaleerimislahendused töötavad?
Nagu mainitud, põhinevad 2. kihi lahendused sekundaarsetel võrkudel, mis töötavad paralleelselt või põhiahelast sõltumatult.
Rollupid
Asjatundmatud rollupid (kõige levinum tüüp) koondavad ahelaväliseid 2. kihi tehinguid ja esitavad need põhiahelas ühe tehinguna. Need süsteemid kasutavad tehingute terviklikkuse kontrollimiseks kehtivustõendeid. Varasid hoitakse algses ahelas ühendava nutika lepinguga, mis kinnitab, et koond toimib ettenähtud viisil. See tagab algse võrgu turvalisuse koos vähem ressursimahuka koondlahenduse eelistega.
Külgahelad
Külgahelad on sõltumatud plokiahelavõrgud, millel on oma valideerijate komplektid. See tähendab, et põhiahela ühendav nutikas leping ei kontrolli külgahela võrgu kehtivust. Seetõttu pead usaldama, et külgahel töötab õigesti, kuna see suudab kontrollida algses ahelas olevaid varasid.
Seisundi kanalid
Seisundi kanal on tehingu osapoolte vaheline kahepoolne suhtluskeskkond. Osapooled sulgevad osa aluseks olevast plokiahelast ja ühendavad selle plokiahelavälise tehingukanaliga. Tavaliselt tehakse seda eelnevalt kokkulepitud nutika lepingu või mitme allkirjaga. Seejärel teostavad pooled tehingu või tehingute kogumi väljaspool ahelat, koheselt tehinguandmeid aluseks olevasse hajutatud pearaamatusse (st põhiahelasse) esitamata. Kui kõik komplektis olevad tehingud on lõpule viidud, edastatakse kanali lõplik “olek” kinnitamiseks plokiahelasse. See mehhanism võimaldab parandada tehingukiirust ja suurendab võrgu üldist läbilaskevõimet. Sellised lahendused nagu Bitcoin Lightning Network ja Ethereumi Raiden töötavad seisundi kanalitel.
Pesastatud plokiahelad
See lahendus tugineb sekundaarsete ahelate komplektile, mis asuvad peamise, "vanema" plokiahela peal. Pesastatud plokiahelad töötavad vanema plokiahela seatud reeglite ja parameetrite järgi. Põhiahel ei osale tehingute tegemisel ja tema roll piirdub vajadusel vaidluste lahendamisega. Igapäevane töö on delegeeritud "tütarkettidele", mis tagastavad töödeldud tehingud põhiahelast väljumisel põhiahelasse. OmiseGO Plasma projekt on 2. kihi pesastatud plokiahela lahenduse näide.
1. ja 2. kihi skaleerimislahenduste piirangud
Nii 1. kui ka 2. kihi lahendustel on ainulaadsed eelised ja puudused. 1. kihiga töötamine võib pakkuda suuremahuliste protokollide täiustamiseks kõige tõhusama lahenduse. See aga tähendab ka seda, et valideerijaid tuleb veenda muudatusi vastu võtma läbi kõva kahvli.
Üks võimalik näide, kus valideerijad ei pruugi seda teha, on üleminek töötõenduselt panuse tõendusele. Kaevandajad kaotavad tõhusamale süsteemile ülemineku tõttu sissetulekuid, mis ei motiveeri neid skaleeritavust parandama.
2. kiht pakub palju kiiremat võimalust skaleeritavuse parandamiseks. Kuid olenevalt kasutatud meetodist võid kaotada suure osa algse plokiahela turvalisusest. Kasutajad usaldavad Ethereum ja Bitcoin võrke nende vastupidavuse ja turvalisuse tõttu. Kui eemaldad 1. kihi aspektid, pead sageli toetuma tõhususe ja turvalisuse tagamiseks 2. kihi meeskonnale ja võrgule.
Mis tuleb pärast 1. ja 2. kihti?
Üks põhiküsimus on see, kas meil on üldse vaja 2. kihi lahendusi, kuna 1. kihid muutuvad skaleeritavamaks. Olemasolevates plokiahelates on täiustusi ja juba luuakse hea skaleeritavusega uusi võrke. Suurte süsteemide mastaapsuse parandamine võtab aga kaua aega ja see pole garanteeritud. Kõige tõenäolisem on see, et 1. kiht keskendub turvalisusele ja võimaldab 2. kihi võrkudel kohandada oma teenuseid konkreetsetele kasutusjuhtudele.
Lähitulevikus on suur tõenäosus, et suured ketid nagu Ethereum domineerivad endiselt oma suure kasutaja- ja arendajakogukonna tõttu. Selle suur, detsentraliseeritud valideerijate komplekt ja usaldusväärne maine loovad aga kindla aluse 2. kihi suunatud lahendustele.
Lõppmärkused
Alates krüptoraha kasutusele võtust on parema skaleeritavuse otsimine loonud kahesuunalise lähenemisviisi 1. kihi täiustuste ja 2. kihi lahendustega. Kui sul on mitmekesine krüptoportfell, on suur tõenäosus, et oled juba kokku puutunud nii 1. kui ka 2. kihi võrkudega. Nüüd saad aru nende kahe erinevustest ja nende pakutavatest skaleerimise erinevatest lähenemisviisidest.