TL;DR
A kriptó és a blokklánc népszerűsége exponenciális ütemben növekszik, ahogy a felhasználók és a tranzakciók száma is. Bár könnyű belátni, mennyire forradalmi technológia a blokklánc, a skálázhatóság – vagyis egy rendszer növekedési kapacitása a növekvő kereslet kiszolgálása mellett – mindig kihívást jelentett. A nagy mértékben decentralizált és biztonságos publikus blokklánchálózatok gyakran küzdenek azzal, hogy magas átviteli képességet érjenek el.
Ezt gyakran nevezik blokklánc trilemmának, amely kijelenti, hogy egy decentralizált rendszernek gyakorlatilag lehetetlen egyszerre megvalósítani a magas szintű decentralizáltságot, biztonságot és skálázhatóságot. Realisztikusan szemlélve a blokklánchálózatok a három tényező közül csak kettőt valósíthatnak meg.
Szerencsére azonban sok ezer rajongó és szakértő dolgozik a skálázási megoldásokon. Némelyik megoldás a fő blokklánchoz (layer 1) nyúl hozzá, míg mások a mögöttes hálózaton működő a 2.rétegű (layer 2) protokollokat célozzák.
Bevezetés
A sok elérhető blokklánc és kriptovaluta között nem mindig tudja az ember, hogy 1.rétegű vagy 2.rétegű blokkláncot használ. Megvan annak az előnye, ha nem láttatjuk a blokklánc komplexitását, de érdemes megismerni azt a rendszert, amelyet befektetésként vagy egyéb célokra használunk. A jelen bejegyzésből megtudhatja, mi a különbség az 1.rétegű és 2.rétegű blokkláncok, valamint a különböző skálázási megoldások között.
Mi az az 1.rétegű és 2.rétegű blokklánc?
A layer 1 (réteg) kifejezés egy blokklánc-architektúra alapszintjét jelenti. Egy blokklánchálózat fő struktúráját alkotja. Például a Bitcoin, az Ethereum és a BNB Chain 1.rétegű blokkláncok. A layer 2 olyan hálózatokat jelöl, amelyek más blokkláncokra épülnek. Vagyis ha a Bitcoin egy 1.rétegű blokklánc, akkor a Lightning Network, amely a Bitcoin hálózaton fut, egy 2.rétegű blokklánc.
A blokklánchálózatok skálázhatósági fejlesztéseit 1.rétegű és 2.rétegű megoldásokra bonthatjuk. Az 1.rétegű megoldások közvetlenül az eredeti blokklánc szabályait és mechanizmusait módosítják. A 2.rétegű megoldások egy külső, párhuzamos hálózat segítségével a tranzakciókat a fő láncról leválasztva kezelik.
Miért fontos a blokklánc skálázhatósága?
Képzeljük el, hogy egy új autópálya épül egy nagyváros és annak gyorsan növekvő külvárosa között. Ahogy az autópályán közlekedő forgalom növekszik és a forgalmi dugók mindennapossá válnak – különösen a reggeli és a délutáni csúcs idején – az utazás időigénye A-ból B-be jelentősen növekedhet. Nem csoda, hiszen az úthálózat kapacitása véges, a közlekedési igény pedig egyre csak nő.
Vajon mit tehetnek a hatóságok, hogy több ingázó gyorsabban utazhasson ezen az útvonalon? Az egyik megoldás az lenne, ha magát az autópályát fejlesztenék, plusz sávokkal az út két oldalán. Ez azonban nem mindig praktikus megoldás, mivel drága, és jelentős gondokat okozna azoknak, akik már használják az autópályát. Egy másik lehetőség, hogy egy kis kreativitással különböző megközelítéseket vázolunk fel, amelyek az alap infrastruktúrához nem nyúlnak hozzá: például további szervizutakat építünk, vagy egy elővárosi vasútvonalat húzunk ki az autópálya mentén.
A blokklánc-technológia világában az elsődleges autópálya egy 1.rétegű lánc lenne (a fő hálózat), míg a további szervizutak adnák a 2.rétegű megoldásokat (másodlagos hálózat az összkapacitás növeléséhez).
A Bitcoin, az Ethereum és a Polkadot mind 1.rétegű blokkláncnak minősülnek. Ezek a blokkláncok olyan alapréteget képeznek, amely a hozzájuk tartozó ökoszisztéma tranzakcióit kezelik és rögzítik egy natív kriptovaluta segítségével – ezt általában díjak fizetéséhez és szélesebb körben más feladatokhoz használják. A Polygon az Ethereumhoz készült 2.rétegű skálázási megoldás. A Polygon hálózat rendszeresen ad át ellenőrzési pontokat az Ethereum fő hálózatának, hogy tájékoztassa az aktuális állapotáról.
Az átviteli kapacitás egy blokklánc létfontosságú eleme. A sebesség és a hatékonyság mérésére szolgál. Megmutatja, hány tranzakció dolgozható fel és rögzíthető adott idő alatt. Ahogy a felhasználók száma növekszik és egyidejűleg egyre több tranzakciót indítanak, az 1.rétegű blokklánc lelassulhat, és a használatának költségei az egekbe szökhetnek. Ez különösen igaz a Proof of Work mechanizmust használó 1.rétegű blokkláncokra, szemben a Proof of Stake mechanizmust használó társaikkal.
Aktuális 1.rétegű hálózati problémák
A Bitcoin és az Ethereum jó példák a skálázási problémákkal küzdő 1.rétegű hálózatokra. Mindkettő elosztott konszenzusmodellt használ a hálózat biztosítására. Ez azt jelenti, hogy az összes tranzakciót több csomópont hitelesíti, mielőtt validálnák őket. Az összes úgynevezett bányászcsomópont egy komplex matematikai kirakós feladat megoldásáért versenyzik, és a sikeres bányászok a jutalmat a hálózat natív kriptovalutájában kapják.
Más szóval az összes tranzakcióhoz számos csomópont független ellenőrzése szükséges, mielőtt megerősítést nyernének. Ez hatékony módszer a helyes és ellenőrzött adatok naplózásához és rögzítéséhez a blokkláncon, miközben csökkenti a rosszindulatú szereplők támadásának kockázatát. Ugyanakkor, ha egy hálózat olyan népszerűvé válik mint az Ethereum vagy a Bitcoin, akkor az átviteli igény egyre nagyobb problémává válik. Hálózati leterheltség esetén a felhasználók hosszabb megerősítési időkkel és magasabb tranzakciós díjakkal szembesülnek.
Hogyan működnek az 1.rétegű skálázási megoldások?
Számos olyan lehetőség áll az 1.rétegű blokkláncok rendelkezésére, amelyek növelik az átviteli képességet és az általános hálózati kapacitást. A Proof of Work rendszerű blokkláncok esetén a Proof of Stake mechanizmus átvétele opció lehet a tranzakció/másodperc (TPS) növelésére, a kezelési díjak csökkenése mellett. Mégis, a kriptoközösség körében eltérő vélemények fogalmazódtak meg a Proof of Stake mechanizmus előnyeivel és hosszú távú következményeivel kapcsolatban.
Az 1.rétegű hálózatokon bevezetett skálázási megoldásokat általában a projekt fejlesztőcsapata mutatja be. A megoldástól függően a közösségnek hard fork vagy soft fork elágazást kell végrehajtania a hálózaton. Vannak olyan apró változtatások, amelyek visszafelé kompatibilisek, például a Bitcoin SegWit frissítése.
A nagyobb változások, mint a Bitcoin blokkméretének 8 MB-ra emelése, hard fork elágazást követel. Ez két verziót hoz létre a blokkláncból, egyet a frissítéssel, egyet pedig anélkül. Egy másik opció a hálózat átviteli képességének növelésére a sharding. Ez a módszer a blokklánc működését több kisebb szekcióra hasítja szét, amelyek sortartás helyett egyidejűleg végzik az adatfeldolgozást.
Hogyan működnek a 2.rétegű skálázási megoldások?
Ahogy már említettük, a 2.rétegű megoldások másodlagos hálózatokra támaszkodnak, amelyek a fő lánccal párhuzamosan, illetve attól függetlenül működnek.
Rollupok
A Zero-knowledge rollupok (ez a legszélesebb körben használt típus) kötegekbe gyűjtik az off-chain 2.rétegű tranzakciókat, és egyetlen tranzakcióként küldik el azokat a fő láncnak. Ezek a rendszerek érvényességi bizonyítékokat használnak a tranzakciók integritásának ellenőrzéséhez. Az eszközöket az eredeti láncon tárolják egy áthidaló okosszerződéssel, és az okosszerződés megerősíti, hogy a rollup a rendeltetésének megfelelően működik. Ez egy kevésbé erőforrásigényes rollup előnyei mellett biztosítja az eredeti hálózat biztonságát.
Oldalláncok
Az oldalláncok független blokklánchálózatok, amelyek saját validátorhálózattal működnek. Ez azt jelenti, hogy a fő láncon tárolt áthidaló okosszerződés nem igazolja az oldallánchálózat érvényességét. Éppen ezért meg kell bíznunk abban, hogy az oldallánc megfelelően működik, mivel képes ellenőrzése alatt tartani az eredeti láncon található eszközöket.
Állapotcsatornák
Az állapotcsatorna a tranzakcióban érintett feleket összekötő kétirányú kommunikációs környezet. A részes felek a mögöttes blokklánc egy részét elkerítik, és egy off-chain tranzakciós csatornához csatlakoztatják. Ezt általában egy előre egyeztetett okkosszerződéssel vagy egy többaláírásos tárcával végzik. A felek ezután off-chain végrehajtanak egy tranzakciót vagy egy tranzakcióköteget anélkül, hogy a tranzakciós adatokat azonnal elküldenék a mögöttes elosztott főkönyv (vagyis a fő lánc) felé. Amint az adott köteg összes tranzakciója lezárult, a rendszer közvetíti a csatorna végső „állapotát” a blokklánc felé validálás céljából. Ez a mechanizmus lehetővé teszi a tranzakciósebesség fokozását és növeli a hálózat teljes kapacitását. Az olyan megoldások, mint a Bitcoin Lightning Network és az Ethereum Raiden projektje állapotcsatornák segítségével működnek.
Beágyazott (Nested) blokkláncok
Ez a megoldás egy sor másodlagos láncra támaszkodik, amelyek a fő – „anya” – blokkláncra épülnek. A beágyazott blokkláncok az anyalánc által meghatározott szabályok és paraméterek szerint működnek. A fő lánc nem vesz részt a tranzakciók végrehajtásában, és a szerepe a szükség esetén lefolytatott vitarendezésre korlátozódik. A mindennapi működés a „alláncok” feladata, amelyek a feldolgozott tranzakciókat visszaküldik a fő láncnak, amint a fő láncon kívüli feldolgozásuk befejeződött. Az OmiseGO Plasma projektje például egy beágyazott 2.rétegű blokkláncmegoldás.
Az 1.rétegű és 2.rétegű skálázási megoldások korlátai
Az 1.rétegű és a 2.rétegű megoldásoknak is megvannak az egyedi előnyei és hátrányai. Nagy léptékű protokollfejlesztések esetén az 1.rétegű hálózaton végzett változtatás nyújthatja a leghatékonyabb megoldást. Ez ugyanakkor azt is jelenti, hogy a validátorokat meg kell győzni, hogy a változtatásokat hard fork elágazással elfogadják.
A Proof of Work mechanizmusról Proof of Stake mechanizmusra való átállás egy lehetséges példa arra, amikor a validátorok ezt esetleg nem akarják megtenni. Ezzel a hatékonyabb rendszerre való váltással a bányászok bevételektől esnek el, ami elveheti a kedvüket a skálázhatóság javításától.
A 2.rétegű sokkal gyorsabb módját kínálja a skálázhatóság javításának. Mindazonáltal a használt módszertől függően az eredeti blokklánc biztonságából sokat veszíthet a felhasználó. A hálózat használói azért bíznak az olyan projektekben, mint az Ethereum és a Bitcoin, mert ellenállóak és a biztonságuk kiállta az idő próbáját. Azzal, hogy az 1.rétegű egyes aspektusaitól megválunk, gyakran a 2.rétegű hálózatra és annak csapatára kell támaszkodnunk a hatékonyság és a biztonság tekintetében.
Mi jön az 1.réteg és a 2.réteg után?
Az egyik kulcskérdés, hogy szükségünk lesz-e egyáltalán 2.rétegű megoldásokra, miután az 1.rétegű láncok skálázhatóbbá válnak. A létező blokkláncok fejlődnek, az új hálózatokat pedig eleve jó skálázhatósággal hozzák létre. Ugyanakkor a legnagyobb rendszereknek sok időbe telik majd a skálázhatóságuk javítása, és a siker nem garantált. A legvalószínűbb opció az, hogy az 1.rétegűek a biztonságra összpontosítanak, és lehetővé teszik, hogy a 2.rétegű hálózatok konkrét felhasználási célokhoz igazítsák a szolgáltatásaikat.
A közeljövőben a hatalmas felhasználói és fejlesztői közösségüknek köszönhetően a nagy blokkláncok – például az Ethereum – jó eséllyel továbbra is dominálnak majd. Mindazonáltal a nagy méretű, decentralizált validátorcsoportja és a megbízhatóságot sugárzó hírneve szilárd alapot szolgáltat a célzott 2.rétegű megoldások számára.
Záró gondolatok
Amióta csak elkezdődött a kriptók története, a még jobb skálázhatóság után a hajsza két ágon folyik az 1.rétegű fejlesztésekkel és a 2.rétegű megoldásokkal. Ha Ön diverzifikált portfólióval rendelkezik, akkor jó eséllyel már 1.rétegű és 2.rétegű hálózatok felé is szerzett kitettséget. Most már ismeri a különbséget a két hálózattípus, valamint a skálázhatósággal kapcsolatban általuk kínált eltérő megközelítések között.