Zhrnutie
Obľúbenosť krypto a blockchainu exponenciálne rastie, rovnako ako počet používateľov a transakcií. Aj keď je ľahké vidieť, aký revolučný je blockchain, škálovateľnosť – schopnosť systému rásť a zároveň uspokojovať rastúci dopyt – bola vždy výzvou. Verejné blockchainové siete, ktoré sú vysoko decentralizované a bezpečné, sa často snažia dosiahnuť vysokú priepustnosť.
Toto sa často označuje ako Blockchain Trilemma, ktorá uvádza, že pre decentralizovaný systém je prakticky nemožné súčasne dosiahnuť rovnako vysokú úroveň decentralizácie, bezpečnosti a škálovateľnosti. V skutočnosti môžu blockchainové siete mať iba dva z troch faktorov.
Našťastie však tisíce nadšencov a odborníkov pracujú na riešeniach škálovania. Niektoré z týchto riešení sú navrhnuté tak, aby vylepšili architektúru hlavného blockchainu (vrstva 1), zatiaľ čo iné sa zameriavajú na protokoly vrstvy 2, ktoré fungujú nad základnou sieťou.
Úvod
S veľkým počtom blockchainov a kryptomien, ktoré sú k dispozícii, možno neviete, či používate reťazec 1. alebo 2. vrstvy. Skrytie zložitosti blockchainu má svoje výhody, ale stojí za to pochopiť systém, do ktorého investujete alebo ktorý používate. V tomto článku pochopíte rozdiely medzi blockchainmi vrstvy 1 a 2 a rôznymi riešeniami škálovateľnosti.
Čo je blockchain vrstva 1 vs. vrstva 2?
Termín Vrstva 1 sa vzťahuje na základnú úroveň architektúry blockchainu. Je to hlavná štruktúra blockchainovej siete. Bitcoin, Ethereum a BNB Chain sú príklady blockchainov vrstvy 1. Vrstva 2 označuje siete postavené na iných blockchainoch. Ak je teda bitcoin vrstvou 1, Lightning Network, ktorá na nej beží, je príkladom vrstvy 2.
Zlepšenia škálovateľnosti blockchainovej siete možno kategorizovať do riešení vrstvy 1 a vrstvy 2. Riešenie vrstvy 1 priamo zmení pravidlá a mechanizmy pôvodného blockchainu. Riešenie vrstvy 2 bude využívať externú paralelnú sieť na uľahčenie transakcií mimo hlavného reťazca.
Prečo je škálovateľnosť blockchainu dôležitá?
Predstavte si, že sa medzi veľkým mestom a jeho rýchlo rastúcim predmestím stavia nová diaľnica. Keď sa objem dopravy prechádzajúcej cez diaľnicu zvyšuje a zápchy sa stávajú bežnými – najmä počas dopravných špičiek – môže sa priemerný čas dostať sa z bodu A do bodu B výrazne predĺžiť. Niet sa čomu čudovať, keďže cestná infraštruktúra má svoju obmedzenú kapacitu a dopyt neustále rastie.
Čo môžu teraz úrady urobiť, aby pomohli viacerým dochádzajúcim rýchlejšie cestovať touto trasou? Jedným z riešení by bolo zlepšenie samotnej diaľnice pridaním ďalších pruhov na každú stranu cesty. To však nie je vždy praktické, keďže ide o drahé riešenie, ktoré by spôsobilo značné problémy tým, ktorí už diaľnicu využívajú. Alternatívou je byť kreatívny a zvážiť rôzne prístupy, ktoré nesúvisia so zmenami základnej infraštruktúry, ako je budovanie ďalších obslužných ciest alebo dokonca spustenie ľahkej železničnej tranzitnej linky pozdĺž diaľnice.
Vo svete technológie blockchain by primárnou diaľnicou bola vrstva 1 (hlavná sieť), zatiaľ čo ďalšie obslužné cesty by boli riešenia vrstvy 2 (sekundárna sieť na zlepšenie celkovej kapacity).
Bitcoin, Ethereum a Polkadot sú všetky považované za blockchainy vrstvy 1. Sú to blockchainy základnej vrstvy, ktoré spracúvajú a zaznamenávajú transakcie pre svoje príslušné ekosystémy s natívnou kryptomenou – zvyčajne používanou na platenie poplatkov a poskytovanie širšej užitočnosti. Polygón je jedným z príkladov riešenia škálovania vrstvy 2 pre Ethereum. Sieť Polygon pravidelne posiela kontrolné body do hlavnej siete Ethereum, aby jej aktualizovali jej stav.
Schopnosť priepustnosti je životne dôležitým prvkom blockchainu. Je to miera rýchlosti a efektívnosti, ktorá ukazuje, koľko transakcií je možné spracovať a zaznamenať v určitom časovom rámci. Keď sa počet používateľov zvyšuje a počet simultánnych transakcií stúpa, blockchain vrstvy 1 sa môže stať pomalým a nákladným. Platí to najmä pre blockchainy vrstvy 1, ktoré používajú mechanizmus Proof of Work na rozdiel od Proof of Stake.
Aktuálne problémy vrstvy 1
Bitcoin a Ethereum sú dobrými príkladmi sietí vrstvy 1 s problémami so škálovaním. Obaja zabezpečujú sieť prostredníctvom modelu distribuovaného konsenzu. To znamená, že všetky transakcie sú pred overením overené viacerými uzlami. Takzvané ťažobné uzly všetky súťažia o vyriešenie komplexnej výpočtovej hádanky a úspešní ťažiari sú odmenení vo vlastnej kryptomene siete.
Inými slovami, všetky transakcie si pred potvrdením vyžadujú nezávislé overenie niekoľkých uzlov. Ide o efektívny spôsob protokolovania a zaznamenávania správnych, overených údajov do blockchainu a zároveň zmierňuje riziko útoku zlých aktérov. Akonáhle však máte sieť tak populárnu ako Ethereum alebo Bitcoin, dopyt po priepustnosti sa stáva čoraz väčším problémom. V časoch preťaženia siete budú používatelia čeliť pomalším časom potvrdenia a vyšším transakčným poplatkom.
Ako fungujú riešenia škálovania vrstvy 1?
Pre blockchainy vrstvy 1 je k dispozícii niekoľko možností, ktoré môžu zvýšiť priepustnosť a celkovú kapacitu siete. V prípade blockchainov využívajúcich Proof of Work by prechod na Proof of Stake mohol byť možnosťou, ako zvýšiť počet transakcií za sekundu (TPS) a zároveň znížiť poplatky za spracovanie. Napriek tomu existujú v kryptokomunite zmiešané názory týkajúce sa výhod a dlhodobých dôsledkov Proof of Stake.
Riešenia škálovania v sieťach vrstvy 1 zvyčajne uvádza vývojový tím projektu. V závislosti od riešenia bude komunita musieť sieť tvrdo (hard fork) alebo mäkko (soft fork) diferencovať. Niektoré malé zmeny sú spätne kompatibilné, ako napríklad aktualizácia SegWit pre bitcoin.
Väčšie zmeny, ako napríklad zvýšenie veľkosti bloku bitcoinov na 8 MB, si vyžadujú hard fork. Vzniknú tak dve verzie blockchainu, jedna s aktualizáciou a jedna bez nej. Ďalšou možnosťou, ako zvýšiť priepustnosť siete, je sharding. Toto rozdeľuje operácie blockchainu na viacero menších sekcií, ktoré môžu spracovávať dáta súčasne, nie postupne.
Ako fungujú riešenia škálovania vrstvy 1?
Ako už bolo uvedené, riešenia vrstvy 2 sa spoliehajú na sekundárne siete, ktoré fungujú paralelne alebo nezávisle od hlavného reťazca.
Súhrny
Súhrny s nulovými znalosťami (najbežnejší druh) spájajú transakcie na 2. vrstve mimo reťazca a odosielajú ich ako jednu transakciu v hlavnom reťazci. Tieto systémy používajú dôkazy platnosti na kontrolu integrity transakcií. Aktíva sú držané v pôvodnom reťazci s premosťujúcou inteligentnou zmluvou a inteligentná zmluva potvrdzuje, že súhrn funguje podľa plánu. To poskytuje bezpečnosť pôvodnej siete s výhodami menej náročného súhrnu.
Vedľajšie reťazce
Vedľajšie reťazce sú nezávislé blockchainové siete s vlastnými súbormi validátorov. To znamená, že premosťujúci smart kontrakt na hlavnom reťazci neoveruje platnosť siete vedľajšieho reťazca. Preto musíte veriť, že postranný reťazec funguje správne, pretože je schopný kontrolovať aktíva v pôvodnom reťazci.
Štátne kanály
Štátny kanál je obojsmerné komunikačné prostredie medzi zmluvnými stranami. Strany uzatvoria časť základného blockchainu a pripoja ho k mimoreťazcovému transakčnému kanálu. Zvyčajne sa to robí prostredníctvom vopred dohodnutého smart kontraktu alebo viacnásobného podpisu. Zmluvné strany potom vykonajú transakciu alebo skupinu transakcií mimo reťazca bez toho, aby okamžite odovzdali údaje o transakcii do základnej distribuovanej účtovnej knihy (t.j. hlavného reťazca). Po dokončení všetkých transakcií v súprave sa konečný „stav“ kanála odvysiela do blockchainu na overenie. Tento mechanizmus umožňuje zlepšiť rýchlosť transakcií a zvyšuje celkovú kapacitu siete. Riešenia ako Bitcoin Lightning Network a Ethereum's Raiden fungujú na základe štátnych kanálov.
Vnorené blockchainy
Toto riešenie sa spolieha na súbor sekundárnych reťazcov, ktoré sú umiestnené na vrchole hlavného, „nadradeného“ blockchainu. Vnorené blockchainy fungujú podľa pravidiel a parametrov nastavených nadradeným reťazcom. Hlavný reťazec sa nezúčastňuje na vykonávaní transakcií a jeho úloha je obmedzená na riešenie sporov v prípade potreby. Každodenná práca je delegovaná na „detské“ reťazce, ktoré po dokončení mimo hlavného reťazca vrátia spracované transakcie do hlavného reťazca. Plazmový projekt OmiseGO je inštanciou vnoreného blockchain riešenia na vrstve 2.
Obmedzenia riešení škálovania vrstvy 1 a 2
Riešenia vrstvy 1 aj vrstvy 2 majú jedinečné výhody a nevýhody. Práca s vrstvou 1 môže poskytnúť najefektívnejšie riešenie pre rozsiahle vylepšenia protokolov. To však tiež znamená, že validátori musia byť presvedčení, aby prijali zmeny prostredníctvom hard forku.
Jedným z možných príkladov, kedy to validátori nemusia chcieť urobiť, je zmena z Proof of Work na Proof of Stake. Ťažiari týmto prechodom na efektívnejší systém stratia príjem, čo ich odradí od zlepšovania škálovateľnosti.
Vrstva 2 poskytuje oveľa rýchlejší spôsob zlepšenia škálovateľnosti. V závislosti od použitej metódy však môžete stratiť veľkú časť bezpečnosti pôvodného blockchainu. Používatelia dôverujú sieťam ako Ethereum a Bitcoin pre ich odolnosť a doterajšie výsledky v oblasti bezpečnosti. Po odstránení aspektov z vrstvy 1 sa často musíte spoľahnúť na tím a sieť vrstvy 2, pokiaľ ide o efektivitu a bezpečnosť.
Čo bude ďalej po Vrstve 1 a Vrstve 2?
Jednou z kľúčových otázok je, či vôbec budeme potrebovať riešenia vrstvy 2, pretože vrstva 1 bude škálovateľnejšia. Existujúce blockchainy zaznamenávajú vylepšenia a vytvárajú sa nové siete s dobrou škálovateľnosťou. Veľkým systémom však bude trvať dlho, kým zlepšia svoju škálovateľnosť, a to nie je zaručené. Najpravdepodobnejšou možnosťou je to, že sa vrstva 1 zameria na bezpečnosť a umožní sieťam vrstvy 2 prispôsobiť svoje služby konkrétnym prípadom použitia.
V blízkej budúcnosti je veľká šanca, že veľké reťazce ako Ethereum budú stále dominovať vďaka ich veľkej komunite používateľov a vývojárov. Jeho veľká, decentralizovaná súprava validátorov a dôveryhodná povesť však vytvárajú solídny základ pre cielené riešenia na vrstve 2.
Záverečné myšlienky
Od začiatku kryptomien vytvorila honba za vylepšenou škálovateľnosťou dvojaký prístup s vylepšeniami vrstvy 1 a riešeniami vrstvy 2. Ak máte rôznorodé portfólio kryptomien, je veľká šanca, že ste už vystavení sieťam na 1. aj 2. vrstve. Teraz chápete rozdiely medzi nimi, ako aj rôzne prístupy k škálovaniu, ktoré ponúkajú.