Kas ir blokķēdes tīkla pārslodze?
Sākums
Raksti
Kas ir blokķēdes tīkla pārslodze?

Kas ir blokķēdes tīkla pārslodze?

Sarežģītākas tēmas
Publicēts May 23, 2023Atjaunināts Nov 8, 2023
9m

Īsumā

  • Blokķēdes tÄ«kla pārslodze veidojas tad, ja tÄ«klā iesniegto darÄ«jumu skaits pārsniedz tÄ«kla apstrādes jaudu.

  • TÄ«kla pārslodzi var veicināt darÄ«jumu aktivitātes palielināšanās, mazs bloku izmērs un ilgs bloka izveides laiks.

  • TÄ«kla pārslodzes rezultātā paaugstinās darÄ«jumu komisijas maksa, darÄ«jumi tiek apstiprināti lēnāk un pasliktinās lietoÅ¡anas ērtums kopumā. 

  • 2023. gada pavasarÄ« Bitcoin tÄ«klā izveidojās pārslodze, jo pieaugoÅ¡ais darÄ«jumu aktivitātes apjoms saistÄ«bā ar BRC-20 tokeniem izraisÄ«ja neapstiprināto darÄ«jumu skaita un komisijas maksu strauju pieaugumu. 

Kas ir tīkla pārslodze?

Tīkla pārslodze veidojas tad, ja tīklā iesniegto darījumu skaits pārsniedz tīkla iespējas darījumus apstrādāt. Šo situāciju var veicināt dažādi faktori, tostarp arī ārējie faktori, piemēram, tirgus svārstīgums un tīklam raksturīgās iezīmes (piemēram, bloka lielums un bloka izveides laiks). 

Pirms pievēršamies tam detalizēti, ir svarīgi izpētīt procesu, kura ietvaros bloki tiek pievienoti blokķēdei. 

Kā darbojas blokķēdes tehnoloģija? 

Blokķēde sastāv no bloku ķēdes, un katrs bloks sastāv no lietotāju izveidoto darījumu datiem. Katrs jaunais ķēdei pievienotais bloks ir pastāvīgs un nemainīgs. 

Šie bloki tiek pārraidīti decentralizētā mezglu tīklā, kurā katrs mezgls glabā savu blokķēdes kopiju. Izmantojot kriptogrāfiju un spēļu teoriju, blokķēdes tehnoloģija ir tādu kriptovalūtu kā Bitcoin un Ethereum darbības pamatā.

Lai pilnībā izprastu, kāpēc blokķēdes tīklos mēdz veidoties pārslodze, ir jāapskata svarīgākie jēdzieni, kas ietekmē tīkla spēju apstrādāt darījumus, proti, "mempool", potenciālie bloki un garākās ķēdes princips.

Kas ir "mempool"? 

Mempool ir neapstiprināto darījumu kolekcija, kas gaida iekļaušanu nākamajā blokā. 

Piemēram, kad darījums tiek pārraidīts Bitcoin tīklā, tas netiek uzreiz pievienots blokķēdei. Vispirms tas tiek pievienots "mempool" (saīsinājums no angļu "memory pool" jeb "atmiņas fonds"), kas būtībā ir visu neapstiprināto darījumu gaidīšanas zona. Pēc apstiprināšanas darījumi tiek izņemti no "mempool". 

Kas ir potenciālie bloki? 

Potenciālie bloki jeb ierosinātie bloki ir bloki, ko ieguvēji vai validētāji piedāvā pievienošanai blokķēdei. Šie bloki ietver neapstiprinātos darījumus, kas ir pārraidīti tīklā, bet vēl nav iekļauti blokķēdē.

Lai potenciālais bloks kļūtu par apstiprinātu bloku, tas ir jāiegūst jeb jāvalidē saskaņā ar blokķēdes konsensa mehānismu. Piemēram, Bitcoin darba apliecinājuma (PoW) konsensa mehānisms ļauj ieguvējiem sacensties, risinot sarežģītu matemātisku uzdevumu. Pirmais ieguvējs, kurš atrisina šo uzdevumu, var pievienot blokķēdei savu potenciālo bloku un saņem atlīdzību.

Ethereum likmes apliecinājuma (PoS) konsensa mehānisms nosaka, ka potenciālo bloku ierosināšanai validētāji tiek izvēlēti nejauši. Citi validētāji pārbauda bloka derīgumu. Kad bloks ir saņēmis pietiekami daudz apstiprinājumu, tas no potenciālā bloka kļūst par apstiprināto bloku.

Kas blokķēdē ir "galīgums" blokķēdē? 

Galīgums iestājas brīdī, kad darījums vai operācija vairs nav maināma vai atsaucama. Ja darījums kļūst galīgs, tas tiek neatgriezeniski reģistrēts blokķēdē, un to vairs nevar mainīt vai dzēst.

Bitcoin blokķēdē darījumi tiek pārraidīti tīklā un pievienoti mempool. Ieguvēji izvēlas un verificē darījumus no mempool un iekļauj tos jaunos blokos, ko paredzēts pievienot blokķēdei. Blokā iekļautie darījumi ir uzskatāmi par apstiprinātiem, taču teorētiski pastāv iespēja, ka citi ieguvēji izveidos konkurējošu bloku. 

Līdz ar apstiprināto bloku skaitu darījumu galīgums palielinās. Bitcoin darījumi parasti tiek uzskatīti par galīgiem tad, kad virs šos darījumus saturošā bloka tiek pievienoti vēl seši bloki. Tā kā Ethereum tīklā bloka izveides laiks ir īsāks, lai sasniegtu līdzīga līmeņa pārliecību par darījumu galīgumu, ir ieteicams sagaidīt vairāk apstiprinājumu.

Ko nozīmē garākās ķēdes princips? 

Kā minējām, jaunus un derīgus blokus vienlaikus var izveidot vairāki ieguvēji. Tā rezultātā blokķēde var īslaicīgi sadalīties.

Garākās ķēdes princips nozīmē, ka derīgā blokķēdes versija ir tā, kurā ir ieguldīts lielāks skaitļošanas darbs, un parasti tā ir garākā bloku ķēde. Rezultātā "derīgie" bloki, kas ir iekļauti īsākajās ķēdēs (dažkārt saukti par pamestajiem jeb novecojušajiem blokiem) tiek atmesti, bet tajos iekļautie darījumi atgriežas mempool.

Kad Ethereum tīklā tika izmantots darba apliecinājums (PoW), tajā darbojās garākās ķēdes princips. Pēc pārejas uz likmes apliecinājumu (PoS) Ethereum ķēdē 2022. gadā tika ieviests atjaunināts ķēdes atzara izvēles algoritms, kas mēra ķēdes "svaru" – validētāju balsu kumulatīvo skaitu, kas svērts pēc validētāju steikingā ieguldīto Ether atlikumiem.

Kas izraisa blokķēdes tīkla pārslodzi? 

Blokķēdes tīkla pārslodze veidojas tad, ja tīklā iesniegto darījumu skaits pārsniedz tīkla spējas tos apstrādāt.

Ir vairāki iemesli, kāpēc blokķēdes tīklos mēdz veidoties pārslodze: 

Pieprasījuma palielināšanās

Ja vairāk cilvēku iesniedz savus darījumus blokķēdē, neapstiprināto darījumu skaits mempool ietvaros var pārsniegt viena bloka izmēru. Jo īpaši tas ir aktuāli blokķēdēs, kurās ir ierobežots bloka izmērs un bloka izveides laiks. 

Darījumu skaita pieaugumu var veicināt negaidītas cenas svārstības, kā rezultātā palielinās darījumu aktivitāte vai veidojas masveida izmantošanas cikliskas izmaiņas. 

Mazs bloka izmērs

Katrā blokķēdē ir noteikts maksimālais bloka izmērs. Bloka izmērs nosaka, cik daudz darījumu var iekļaut vienā blokā. 

Piemēram, Bitcoin tīklā sākotnējais bloka ierobežojums bija 1 megabaits. 2017. gadā Bitcoin ieviesa jauninājumu ar nosaukumu Segregated Witness jeb SegWit, lai uzlabotu tīkla veiktspēju. Ar to teorētiskais bloka izmēra ierobežojums tika paaugstināts līdz aptuveni 4 MB. 

Ja darījumu skaits pārsniedz šo ierobežojumu, tīklā veidojas pārslodze.

Ilgs bloka izveides laiks 

Bloka izveides laiks nosaka, cik bieži blokķēdē tiek pievienots jauns bloks. Bitcoin tīklā jauns bloks tiek pievienots ik pēc aptuveni 10 minūtēm. Ja darījumi tiek veidoti biežāk un ir lielāki, veidojas darījumu rinda.

Kādas ir tīkla pārslodzes sekas? 

Blokķēdes tīkla pārslodzei var būt dažādas negatīvas sekas, kas kavē tīkla darbību. 

Darījumu komisijas maksu paaugstināšanās 

Ieguvēji ir motivēti augstāku prioritāti piešķirt darījumiem, par kuriem tiek maksāta lielāka komisijas maksa. Tāpēc blokķēdes tīkla pārslodzes apstākļos lietotājiem bieži vien nākas maksāt lielākas darījumu komisijas maksas, lai motivētu ieguvējus piešķirt viņu darījumiem augstāku prioritāti. Tas var sadārdzināt blokķēdes izmantošanu, jo īpaši mazākiem darījumiem.

Ilgāka darījumu apstiprināšana 

Tīkla pārslodzes dēļ var būt ilgāk jāgaida darījuma apstiprinājumi un galīgums. Ekstremālos apstākļos darījumi gaida apstiprināšanu vairākas stundas, dienas vai pat ilgāk. Tas var raisīt lietotājos neapmierinātību. 

Nepatīkama lietotāju pieredze 

Augsta komisijas maksa un ilga darījumu apstiprināšana var radīt nepatīkamu lietotāju pieredzi, kas, savukārt, var mazināt blokķēdes izmantošanas apjomu un lietojamību.

Tirgus svārstīgums 

Tīkla pārslodze var palielināt nenoteiktību un tirgus svārstīgumu. Ja daudzi lietotāji cenšas pārdot kriptovalūtu, bet tīkls ir pārslogots un nespēj šos darījumus apstrādāt, lietotāji var krist panikā un mēģināt ātri atbrīvoties no saviem uzkrājumiem.

Rodas arī citas sekas, piemēram, drošības riski un tīkla centralizācijas riski. Ilgāka darījumu apstiprināšana var palielināt dubulto tēriņu uzbrukumu risku, bet augsto komisijas maksu dēļ var tikt centralizēta ieguves jauda.  

Tīkla pārslodzes piemēri 

Gan Bitcoin, gan Ethereum tīklos ir bijuši būtiski pārslodzes gadījumi.  

Bitcoin tīkla pārslodze

Bitcoin ievērojamā cenas pieauguma dēļ laikā no 2017. gada beigām līdz 2018. gada sākumam tīklā izveidojās viens no līdz šim ievērojamākajiem pārslodzes gadījumiem. Bitcoin straujā popularitātes pieauguma rezultātā ievērojami palielinājās pieprasījums un darījumu skaits, izraisot būtiskus kavējumus un iespaidīgu darījumu komisijas maksas palielināšanos. Vidējā darījumu komisijas maksa kādā brīdī pārsniedza pat 50 $.

2023. gada pavasarī Bitcoin tīklā izveidojās pārslodze, jo pieaugošais darījumu aktivitātes apjoms saistībā ar BRC-20 tokeniem izraisīja neapstiprināto darījumu skaita un komisijas maksu strauju pieaugumu. Vienlaicīgi tika reģistrēti teju 400 000 neapstiprinātu darījumu, izraisot mempool sastrēgumu. Darījumu komisijas maksas pāris nedēļu laikā pieauga par vairāk nekā 300 %. 

Ethereum tīkla pārslodze

Uzskatāms Ethereum tīkla pārslodzes gadījums notika 2017. gadā, kad lielu popularitāti guva projekts "CryptoKitties", ievērojami palēninot tīkla darbību. Tīkla pārslodzi izraisīja arī DeFi popularitātes pieaugums, kā rezultātā palielinājās gāzes cena.

Pārslodze var izveidoties jebkurā blokķēdes tīklā. Taču Bitcoin un Ethereum tīklu pārslodzes ir piesaistījušas lielāku uzmanību par citām blokķēdēm, jo tīklu popularitātes un nozīmīguma dēļ tām ir plašāka ietekme.  

Risinājumi tīkla pārslodzes mazināšanai

Blokķēdes tīkla pārslodzes risināšana nav vienkārša. Ir vairākas pieejas, un katrai no tām ir savas priekšrocības un trūkumi. 

Bloka izmēra palielināšana

Palielinot bloka izmēru, ar katru bloku ir iespējams apstrādāt vairāk darījumu, tādējādi uzlabojot tīkla veiktspēju. Taču, lai pārraidītu tīklā lielākus blokus, ir nepieciešams vairāk laika, un tas nozīmē lielāku risku, ka blokķēde īslaicīgi sadalīsies. Ir nepieciešams arī vairāk glabāšanas resursu, kas var veicināt centralizāciju.

Bloka izveides laika samazināšana 

Samazinot bloka izveides laiku, tīkls var ātrāk apstrādāt darījumus. Taču pie īsāka bloku izveides laika var palielināties pamesto bloku skaits un rasties negatīva ietekme uz tīkla drošību.

2. slāņa risinājumi 

Šie ārpusķēdes risinājumi apstrādā darījumus ārpus galvenās blokķēdes un reģistrē ķēdē galīgo stāvokli. Kā šo risinājumu piemērus var minēt Bitcoin Lightning Network un Ethereum Plasma. Šie risinājumi var palielināt mērogojamību, taču tos ir sarežģīti ieviest un tie var radīt papildu drošības riskus.

Slodzes dalīšana 

Slodzes dalīšana ir metode, kas paredz blokķēdes sadalīšanu vairākos mazākos segmentos, katrs no kuriem var apstrādāt darījumus un viedos līgumus. Tas var ievērojami uzlabot tīkla veiktspēju. Taču, līdzīgi 2. slāņa risinājumiem, slodzes dalīšana palielina sarežģītību un rada drošības riskus.

Citi iespējamie tīkla pārslodzes risinājumi ir, piemēram, komisijas maksas izmaiņas un mērogošanas risinājumi, tostarp optimistiskie un nulles zināšanu apkopojumi. Likmes apliecinājuma (PoS) konsensa mehānisms kopumā ir ātrāks par darba apliecinājumu (PoW).  

Noslēgumā 

Ir sagaidāms, ka blokķēdes tehnoloģiju tuvāko gadu laikā izmantos lielāks skaits lietotāju, tāpēc tīkla pārslodzes problēma kļūst arvien aktuālāka. Tīkla spējai efektīvi apstrādāt lielu skaitu darījumu ir ļoti liela nozīme tā plašākas izmantošanas un lietojamības veicināšanā. Jo īpaši tas attiecas uz blokķēdes sistēmām, kuru mērķis ir nodrošināt reāllaika darījumus ikdienā.

Lai gan blokķēdes tīklu pārslodze rada būtiskus izaicinājumus, kopiena turpina darbu pie jaunu risinājumu izstrādes, lai palīdzētu risināt šīs problēmas. Tāpēc šajā nozarē aktīvi norisinās izpētes darbi saistībā ar blokķēdes mērogojamības uzlabošanu. 

Turpini lasīt 

Kas ir blokķēde un kā tā darbojas?

Kas ir blokķēdes darījumu komisijas maksas?

Kā veikt Bitcoin ieguvi?

Kas ir Bitcoin komisijas maksas attiecība pret atlīdzību?

Atruna un brīdinājums par risku: šis saturs tiek tev nodrošināts nemainītā veidā un ir paredzēts tikai vispārīgai informācijai un izglītojošiem mērķiem; tas neietver nekādus apliecinājumus vai garantijas. Tas nav uzskatāms par finansiālu, juridisku vai cita veida profesionālu padomu un nav paredzēts kā ieteikums iegādāties kādu konkrētu produktu vai pakalpojumu. Aicinām tevi apspriesties ar atbilstošiem profesionāliem konsultantiem. Ja šo rakstu ir veidojis trešās puses autors, lūdzu, ņem vērā, ka tajā paustie viedokļi pieder attiecīgajam raksta autoram un neatspoguļo Binance Akadēmijas pārstāvju uzskatus. Pilnu atrunas tekstu lasi šeit. Digitālo aktīvu cenas var būt svārstīgas. Tavu ieguldījumu vērtība var samazināties vai pieaugt, un tu vari neatgūt ieguldīto summu. Tu uzņemies pilnu atbildību par saviem ieguldījumu lēmumiem, un Binance Akadēmija neatbild par taviem iespējamajiem zaudējumiem. Šī informācija nav uzskatāma par finansiālu, juridisku vai cita veida profesionālu padomu. Papildinformācijai lasi mūsu Lietošanas noteikumus un Brīdinājumu par riskiem.