Galvenās atziņas
Blokķēdes trilemma raksturo grūtības rast līdzsvaru starp drošību, decentralizāciju un mērogojamību blokķēdes tīklos.
Uzlabojumi vienā no šīm jomām bieži vien notiek uz vienas vai abu pārējo jomu rēķina.
Dažādas blokķēdes izmanto atšķirīgas tehniskās pieejas, piemēram, alternatīvus konsensa mehānismus, 2. slāņa risinājumus un slodzes dalīšanu, lai risinātu šo trilemmu.
Lai gan neviena blokķēde nav pilnībā atrisinājusi šo trilemmu, nozarē joprojām tiek meklēti inovatīvi risinājumi, kas nodrošinātu labāku līdzsvaru.
Ievads
Tā kā blokķēdes var apstrādāt ierobežotu skaitu darījumu sekundē, pastāv uzskats, ka, lai ieviestu šo tehnoloģiju globālā līmenī, tai vajadzētu spēt apstrādāt daudz vairāk datu un ar lielāku ātrumu. Tādējādi lielāks skaits cilvēku varētu izmantot tīklu, nepadarot to pārāk lēnu vai dārgu.
Tomēr daudzi decentralizētie tīkli ir veidoti tā, ka, palielinot to mērogojamību, pasliktinās decentralizācija vai drošība. To sauc par blokķēdes trilemmu. Izstrādātāji meklē dažādus risinājumus, tostarp jaunus konsensa mehānismus, slodzes dalīšanu un 2. slāņa tīklus.
Blokķēdes trilemma
Būtībā blokķēde ir decentralizēta digitālā datu bāze. Datu bloki tiek organizēti hronoloģiskā secībā. Šie bloki tiek savstarpēji saistīti un nodrošināti, izmantojot kriptogrāfiskus apliecinājumus. Šīs tehnoloģijas ieviešana dažādās nozarēs jau tagad maina to, kā mēs dzīvojam un strādājam.
Ideja ir tāda, ka decentralizētas un drošas blokķēdes ļauj izveidot pasauli, kurā mums nav jāpaļaujas uz trešajām pusēm, lai tīkli vai tirgi varētu darboties. Tomēr eksperti kopumā ir vienisprātis, ka, lai ieviestu šo tehnoloģiju plašākā mērogā, ir jārisina blokķēdes trilemma.
Ethereum līdzdibinātāja Vitālija Buterina popularizētā blokķēdes trilemma ietver ideju par to, ka blokķēdēm ir grūti optimālā līmenī nodrošināt visas trīs īpašības vienlaikus. Uzlabojot vienu no šīm īpašībām, bieži vien jāsamierinās ar kompromisu attiecībā uz vienu vai abām pārējām.
Decentralizācija
Blokķēdes tīkli pēc savas būtības ir decentralizēti, kas nozīmē, ka tos nekontrolē viena persona, uzņēmums vai organizācija. Tīkls ir atvērts ikvienam, kurš vēlas tajā piedalīties, un kontrole ir sadalīta starp visiem dalībniekiem. Ikvienam ir piekļuve vienai un tai pašai virsgrāmatai, un, ja dalībnieks mēģinās apkrāpt sistēmu, mainot ierakstus sev par labu, pārējais tīkls varēs pārbaudīt un noraidīt krāpnieciskos datus.
Salīdzināsim Bitcoin un tradicionālo banku sistēmu. Bankas veicina uzticēšanos starp cilvēkiem, kas veic darījumus, un nodrošina visu datu pareizu uzskaiti. Turpretī Bitcoin blokķēdē visiem tīkla dalībniekiem ir pieejami visi dati, lai tos varētu pārbaudīt un apstiprināt pirms pievienošanas datu bāzei. Tā rezultātā iegūstam sistēmu, kas var pastāvēt bez trešo pušu starpniecības.
Decentralizācija padara iespējamu t. s. Web3. Web2 veido lielāko daļu mūsdienu interneta, kur vietnes un lietotnes kontrolē dažādi uzņēmumi, turpretī Web3 sniedz lietotājiem kontroli pār saviem datiem un identitāti.
Tomēr decentralizācija ietver dažādus kompromisus. Tā kā vairākiem lietotājiem ir jāpanāk vienošanās par katru darījumu, apstrāde bieži vien ir lēnāka nekā centralizētās sistēmās. Tas padara mērogojamību (spēju apstrādāt vairāk darījumu sekundē) par būtisku izaicinājumu decentralizētajos tīklos.
Blokķēdes drošība
Drošība ir būtiska jebkurā blokķēdē, jo bez tās uzbrucēji varētu apdraudēt tīklu un mainīt darījumu vēsturi. Neatkarīgi no tā, vai sistēma ir centralizēta vai decentralizēta, nav nekādu drošības garantiju. Centralizētajās sistēmās ir stingrāka kontrole un lēmumi tiek pieņemti ātrāk, taču tajās veidojas viens kritiskais punkts un tās ir atkarīgas no drošības komandas darba kvalitātes.
Decentralizētās sistēmās drošība ir jāpanāk bez vienas centrālās personas iesaistes. Piemēram, Bitcoin izmanto kriptogrāfijas un darba apliecinājuma (PoW) konsensa mehānisma kombināciju. Katrs datu bloks ir saistīts ar iepriekšējo, izmantojot unikālu digitālo parakstu (jaucējkodu), tāpēc jebkādas manipulācijas var uzreiz atklāt.
PoW sniedz papildu aizsardzību, pieprasot tīkla dalībniekiem jeb ieguvējiem pirms darījumu validācijas atrisināt sarežģītus matemātiskus uzdevumus, veicot apjomīgas skaitļošanas darbības. Tas padara uzbrukumus dārgus un grūti īstenojamus. Tā kā Bitcoin ieguve pēc būtības patērē daudz resursu, tā ir lēnāka nekā dažas citas pieejas.
Vienlaikus jāņem vērā – jo vairāk tīklā ir dalībnieku jeb mezglu, jo drošāks tas ir. Jo lielāks tīkls, jo grūtāk ir krāpniekam pārņemt kontroli pār sistēmu.
Teorētiski, ja persona vai grupa iegūtu kontroli pār vairāk nekā pusi tīkla jaudas, tās varētu īstenot 51 % uzbrukumu, kas potenciāli ļautu veikt tādas ļaunprātīgas darbības kā dubultie tēriņi.
Blokķēdes mērogojamība
Mērogojamība ir blokķēdes spēja apstrādāt arvien lielāku darījumu skaitu sekundē (TPS). Lai izmantotu blokķēdes tehnoloģiju plašā mērogā ar miljardiem lietotāju, tai ir jāapstrādā darījumi ātri, lēti un uzticami. Praksē mēdz būt tā, ka mērogojamība bieži tiek novirzīta otrajā plānā salīdzinājumā ar decentralizāciju un drošību, kas ir divi blokķēdes dizaina pamatelementi.
Piemēram, tādas centralizētas maksājumu sistēmas kā Visa var apstrādāt tūkstošiem darījumu sekundē, jo tās darbojas slēgtā, uz atļaujām balstītā vidē. Tām nav nepieciešams globāls konsenss no tūkstošiem neatkarīgu mezglu, tāpēc tās var apstrādāt darījumus teju acumirklī.
Turpretī publiskajās blokķēdēs katru darījumu apstrādā vairāki neatkarīgi validētāji. Šāda decentralizēta verifikācija palēnina tīkla darbību – Bitcoin bāzes slānis apstrādā vidēji 5 darījumus sekundē, bet Ethereum – apmēram 18 darījumus sekundē.
Pat ar likmes apliecinājuma (PoS) konsensu, kas dažos tīklos aizstāj PoW, globālā konsensa nepieciešamība joprojām uzliek ierobežojumus. Bez efektīviem mērogojamības risinājumiem lietojuma palielinājums var izraisīt tīkla pārslodzi, palēnināt darījumu apstrādi un paaugstināt komisijas maksas.
Blokķēdes trilemmas risināšana
Acīmredzamākais un vienkāršākais risinājums blokķēdes trilemmai ir samazināt tīkla validētāju (mezglu) skaitu, lai uzlabotu mērogojamību un tīkla darbības ātrumu. Taču tas pasliktinātu decentralizāciju, jo kontrole tiktu nodota mazākai tīkla dalībnieku grupai. Šādā situācijā ciestu arī drošība, jo mazāks dalībnieku skaits nozīmē lielāku uzbrukumu risku.
Tādējādi veidojas trilemma: decentralizācija un drošība ir cieši saistītas, un blokķēdes uzbūves īpatnību dēļ ir grūti uzlabot mērogojamību, nepasliktinot vienu vai abus šos elementus. Galvenais jautājums ir, kā padarīt blokķēdes ātrākas, nekaitējot īpašībām, kas tās padara uzticamas.
Aktuālie risinājumi
Šai trilemmai nav viena ideāla risinājuma. Tomēr izstrādātāji un pētnieki ir izpētījuši dažādas pieejas, un daudzām no tām ir daudzsološi rezultāti. Daži no nozīmīgākajiem risinājumiem:
1. Slodzes dalīšana
Slodzes dalīšanas rezultātā blokķēde tiek sadalīta mazākos segmentos ar atsevišķu virsgrāmatu un spēju apstrādāt darījumus neatkarīgi. Galvenā ķēde koordinē segmentu savstarpējo mijiedarbību, mazinot slodzi uz jebkuru atsevišķu ķēdi un uzlabojot mērogojamību.
Piemēram, NEAR protokols izmanto slodzes dalīšanas modeli Nightshade 2.0, kas dinamiski paplašina tīklu, sadalot to vairākos paralēlos segmentos. Uz 2025. gada augustu šajā tīklā darbojas 8 aktīvi segmenti, nodrošinot darījumu galīgumu aptuveni 600 milisekundēs.
2. Cits konsensa mehānisms
Viens no iemesliem, kāpēc šī trilemma pastāv Bitcoin tīklā, ir veids, kā PoW garantē drošību tīklā. Viens no veidiem, kā risināt šo trilemmu, ir atrast citu pieeju konsensa nodrošināšanai.
PoS blokķēdēs darījumu validēšanā iesaistītajiem dalībniekiem ir jāiegulda savi tokeni steikingā (proti, tie jāiesaldē). Nav jāizmanto ļoti specifiskas ieguves iekārtas. Jaunu validētāju iesaiste tīklā ir vienkāršāka un pieejamāka. PoS ir tikai viens no dažādajiem konsensa mehānismiem, kas cenšas nodrošināt mērogojamību.
Vēl viena pieeja ir autoritātes apliecinājums (PoA), kas aizsargā tīklu, izmantojot validētāju identitātes, nevis ieguldītās kriptovalūtas. PoA sistēmās ierobežots skaits uzticamu dalībnieku tiek iepriekš apstiprināti darījumu verificēšanai un bloku veidošanai. Tādējādi iespējams nodrošināt labāku mērogojamību, taču tiek mazināta decentralizācija.
Daži blokķēdes tīkli izmanto hibrīda modeļus, lai līdzsvarotu kompromisus. Piemēram, BNB Smart Chain izmanto dotās pilnvaras apliecinājumu (PoSA), kur validētāji iegulda BNB, lai piedalītos bloku veidošanā, nodrošinot bloku izveidi aptuveni trīs sekunžu laikā. Conflux tīkls apvieno PoW elementus ar virzīto bezciklu grafiku (DAG) sistēmu, lai uzlabotu tīkla veiktspēju, vienlaikus saglabājot PoW drošības īpašības.
3. 2. slāņa risinājumi
Vēl viens šīs trilemmas risināšanas veids ir izstrādāt risinājumus uz esošās blokķēdes pamata, nevis mainīt tās bāzes slāni. 2. slāņa risinājumi apstrādā darījumus ārpus galvenās ķēdes un pēc tam nosūta uz to atpakaļ rezultātus. Tas mazina sastrēgumus un izmaksas un uztur bāzes slāņa drošību.
Apkopojumi sagrupē vairākus darījumus ārpus ķēdes un iesniedz verifikācijai galvenajā ķēdē vienu saspiestu apliecinājumu. Optimistiskie apkopojumi kā, piemēram, Arbitrum, pieņem, ka darījumi ir derīgi, ja vien tie netiek apstrīdēti, savukārt nulles zināšanu (ZK) apkopojumi, tostarp Scroll, izmanto kriptogrāfiskus apliecinājumus, lai apstiprinātu derīgumu, neatklājot visu darījumu informāciju. Ethereum arvien vairāk pievēršas apkopojumiem, un liela daļa šī tīkla decentralizēto finanšu (DeFi) risinājumu, spēļu un NFT atrodas 2. slānī, lai uzlabotu ātrumu un samazinātu izmaksas.
Stāvokļa kanāli ļauj dalībniekiem veikt darījumus ārpus blokķēdes, reģistrējot blokķēdē tikai sākuma un beigu stāvokļus. Populārs piemērs ir Bitcoin Lightning Network, kas izmanto stāvokļa kanālus, lai nodrošinātu ātrus darījumus ar zemām izmaksām, vairumu aktivitāšu veicot ārpus ķēdes un vienlaikus izmantojot Bitcoin bāzes slāni galīgajiem norēķiniem.
Noslēgumā
Blokķēdes trilemma joprojām ir nozīmīgs izaicinājums, kas jāpārvar, lai pilnībā īstenotu šīs tehnoloģijas potenciālu. Tomēr nerimstošais darbs, meklējot risinājumus, tostarp Ethereum tīkla uz apkopojumiem orientētā pieeja un augstas veiktspējas modulārās blokķēdes, liecina par daudzsološām iespējām. Šo jauninājumu mērķis ir uzlabot mērogojamību, neapdraudot drošību un decentralizāciju, lai tuvinātu nozari nākotnei, kurā blokķēdes spētu atbalstīt globāla mēroga risinājumus.
Turpini lasīt
Atruna: 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. Šajā rakstā minētie produkti var nebūt pieejami tavā reģionā. 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. Papildinformācijai lasi pilnu atrunas tekstu. 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. Lai uzzinātu vairāk, lasi mūsu Lietošanas noteikumus un Brīdinājumu par riskiem.