Vad är nätverksträngsel på blockkedjan?
Hem
Artiklar
Vad är nätverksträngsel på blockkedjan?

Vad är nätverksträngsel på blockkedjan?

Avancerad
Publicerad May 23, 2023Uppdaterad Nov 8, 2023
9m

TL;DR

  • N√§tverkstr√§ngsel p√• blockkedjan uppst√•r n√§r antalet transaktioner som skickas till n√§tverket √∂verstiger n√§tverkets bearbetningskapacitet.

  • √Ėkade transaktionsaktiviteter, sm√• blockstorlekar och l√•ngsam blocktid kan bidra till tr√§ngseln i n√§tverket.

  • Konsekvenserna av n√§tverkstr√§ngsel inkluderar √∂kade transaktionsavgifter, l√•ngsammare transaktionsbekr√§ftelser och en d√•lig anv√§ndarupplevelse.¬†

  • V√•ren 2023 blev Bitcoin-n√§tverket √∂verbelastat, eftersom √∂kade transaktionsaktiviteter relaterade till BRC-20-token orsakade k√∂ till transaktionerna och att avgifterna sk√∂t i h√∂jden.¬†

Vad är nätverksträngsel?

Nätverksträngsel uppstår när antalet transaktioner som skickas till nätverket överstiger dess kapacitet att bearbeta dessa transaktioner. Detta fenomen har flera bidragande faktorer, såsom externa faktorer inklusive marknadsvolatilitet och nätverkets egna egenskaper såsom blockstorlek och blocktid. 

Innan vi går in på detaljerna är det viktigt att förstå processen genom vilken block läggs till på blockkedjan. 

Hur fungerar blockkedjetekniken? 

En blockkedja består av en kedja av block, där varje block innehåller transaktionsdata skapade av användare. Varje nytt block som läggs till i kedjan är permanent och oföränderligt. 

Dessa block sprids över ett decentraliserat nätverk av noder, där var och en lagrar en kopia av blockkedjan. Blockkedjan är säkrad genom kryptografi och spelteori och utgör ryggraden i kryptovalutor som Bitcoin och Ethereum.

För att fullt ut förstå varför blockkedjenätverk kan bli överbelastade måste vi gå igenom nyckelbegreppen som spelar en roll i ett nätverks förmåga att bearbeta transaktioner: mempooler, kandidatblock, slutgiltighet och den längsta kedjans princip.

Vad √§r en ‚ÄĚmempool‚ÄĚ?¬†

En mempool betyder insamlingen av obekräftade transaktioner som väntar på att inkluderas i nästa block. 

När en transaktion till exempel sänds till Bitcoin-nätverket läggs den inte till i blockkedjan omedelbart. Istället skickas den först in i mempoolen (som betyder minnespool), vilket i huvudsak är ett väntrum för alla väntande transaktioner. En transaktion tas bort från mempoolen när den har bekräftats. 

Vad √§r ‚ÄĚkandidatblock‚ÄĚ?¬†

Kandidatblock, √§ven kallade "f√∂reslagna block‚ÄĚ, √§r de som miners eller validerare f√∂resl√•r ska l√§ggas till i blockkedjan. Dessa block inneh√•ller obekr√§ftade transaktioner som har skickats till n√§tverket, men som inte har inkluderats i blockkedjan.

För att ett kandidatblock ska bli ett bekräftat block måste det utvinnas eller valideras enligt blockkedjans konsensusmekanism. Som exempel låter Bitcoins konsensusmekanism bevis på arbetsinsats miners tävla om att lösa ett komplext matematiskt pussel. Den första miner som löser pusslet får lägga till sitt kandidatblock i blockkedjan och får en belöning.

I Ethereums konsensusmekanism bevis på insats väljs validerare slumpmässigt för att föreslå kandidatblock. Andra validerare intygar blockets giltighet. När ett block får tillräckligt med intyg övergår det från ett kandidatblock till ett bekräftat block.

Vad √§r ‚ÄĚslutgiltighet‚ÄĚ i blockkedjan?¬†

Slutgiltighet är när en transaktion eller operation inte längre kan ändras eller tas tillbaka. När en transaktion har uppnått slutgiltighet registreras den permanent på blockkedjan och kan inte ändras eller tas bort.

På Bitcoins blockkedja skickas transaktioner till nätverket och läggs till i mempoolen. Miners väljer och verifierar transaktioner från denna pool och inkluderar dem i nya block som ska läggas till i blockkedjan. Transaktionerna som ingår i det blocket anses vara bekräftade, men det är teoretiskt fortfarande möjligt för andra miners att utvinna ett konkurrerande block. 

Transaktionernas slutgiltighet √∂kar med antalet bekr√§ftade block. Bitcoin-transaktioner betraktas vanligtvis som ‚ÄĚslutgiltiga‚ÄĚ n√§r ytterligare sex block har lagts till blocket som inneh√•ller dessa transaktioner. I och med Ethereums kortare blocktid rekommenderas ett st√∂rre antal bekr√§ftelser f√∂r att uppn√• en liknande niv√• av f√∂rtroende f√∂r ‚ÄĚslutgiltighet‚ÄĚ.

Vad √§r principen om den ‚ÄĚl√§ngsta kedjan‚ÄĚ?¬†

Som illustreras ovan kan flera miners producera nya giltiga block vid liknande tidpunkter. Detta kan resultera i tillfälliga gafflar i blockkedjan.

Principen om den "l√§ngsta kedjan" √§r regeln att den giltiga versionen av blockkedjan √§r den som har mest ber√§kningsarbete investerat i den, vilket vanligtvis √§r den med den l√§ngsta kedjan av block. Som ett resultat av detta kasseras de ‚ÄĚgiltiga‚ÄĚ blocken p√• de kortare kedjorna ‚Äď ofta kallade f√∂r√§ldral√∂sa eller inaktuella block ‚Äď och deras transaktioner returneras till mempoolen.

Ethereum anv√§nde principen om den l√§ngsta kedjan n√§r n√§tverket anv√§nde bevis p√• arbetsinsats. Efter Ethereums √∂verg√•ng till bevis p√• insats (PoS) under 2022 antog n√§tverket en uppdaterad gaffelvalsalgoritm som m√§ter kedjans ‚ÄĚvikt‚ÄĚ, vilket √§r den ackumulerade summan av valideringsr√∂ster viktade av valideringsinsatsbalanser.

Vad orsakar nätverksträngsel på blockkedjan? 

Nätverksträngsel på blockkedjan uppstår när antalet transaktioner som skickas till nätverket överstiger nätverkets kapacitet att bearbeta dem.

Det finns flera anledningar till varför blockkedjenätverk kan bli överbelastade: 

√Ėkad efterfr√•gan

Eftersom fler skickar in transaktioner till blockkedjan kan antalet obekräftade transaktioner i mempoolen överstiga vad som kan inkluderas i ett enda block. Detta är särskilt relevant för blockkedjor med egna begränsningar i blockstorlek och blocktid. 

√Ėkade transaktioner kan drivas av pl√∂tsliga prisvolatiliteter som leder till en kraftig √∂kning av transaktionsaktiviteter eller perioder d√• fler b√∂rjar anv√§nda blockkedjan.¬†

Liten blockstorlek

Varje blockkedja har en blockstorlek som definierar den maximala storleken ett block kan ha. Denna blockstorlek begränsar hur många transaktioner som ett block kan innehålla. 

Till exempel var Bitcoin ursprungligen utformad för att ha en blockstorleksgräns på 1 megabyte. Under 2017 implementerade Bitcoin en uppgradering som heter Segregated Witness, eller SegWit, för att förbättra transaktionsgenomströmningen. Den ökade den teoretiska blockstorleksgränsen upp till cirka 4 MB. 

Om antalet transaktioner överskrider denna gräns resulterar det i trängsel i nätverket.

Långsamma blocktider 

Blocktiden avser hur ofta ett nytt block läggs till i blockkedjan. Bitcoin lägger till ett nytt block ungefär var tionde minut. Om transaktionerna skapas i mycket snabbare takt och volym kommer det att ske en eftersläpning av transaktioner.

Vilka är konsekvenserna av nätverksträngsel? 

Blockkedjors nätverksbelastning kan resultera i flera negativa konsekvenser som hindrar nätverkets förmåga att fungera smidigt. 

√Ėkade transaktionsavgifter¬†

Miners motiveras att prioritera transaktioner som betalar högre avgifter. Så när ett blockkedjenätverk blir överbelastat måste användarna ofta betala högre transaktionsavgifter för att motivera miners att prioritera användarnas transaktioner. Detta kan göra blockkedjan dyrare än vanligt, särskilt för mindre transaktioner.

Försenade transaktionsbekräftelser 

Nätverksträngsel kan leda till längre väntetider för transaktionsbekräftelser och slutgiltighet. I extrema fall kan transaktionerna inte bekräftas på flera timmar, dagar eller ännu längre. Detta kan orsaka frustration för användarna. 

Dålig användarupplevelser 

Höga avgifter och långsamma bekräftelsestider kan resultera i en dålig användarupplevelse, vilket potentiellt kan minska antagandet och användbarheten av blockkedjan.

Marknadsvolatilitet 

Trängsel kan öka osäkerheten och bidra till marknadsvolatilitet. Om det finns många användare som försöker sälja en kryptovaluta, men om nätverket är för överbelastat för att bearbeta dessa transaktioner, kan användarna få panik och snabbt försöka hämta hem sina innehav.

Det finns andra konsekvenser, inklusive säkerhetsrisker och risker med nätverkscentraliseringen. Speciellt kan längre bekräftelsetider öka risken för attacker med dubbla utgifter och höga avgifter kan leda till centralisering av utvinningskraften.  

Exempel på nätverksträngsel 

Både Bitcoin- och Ethereum-nätverken har upplevt betydande nätverksträngsel.  

Trängsel i Bitcoin-nätverket

Bitcoins otroliga pris√∂kning mellan slutet av 2017 och b√∂rjan av 2018 ledde till en av de mest framtr√§dande h√§ndelserna i n√§tverket hittills. √Ėkningen i Bitcoins popularitet ledde till en massiv √∂kning av efterfr√•gan och transaktioner, vilket resulterade i betydande f√∂rseningar och uppseendev√§ckande √∂kningar i transaktionsavgifterna. Vid ett tillf√§lle var de genomsnittliga transaktionsavgifterna √∂ver 50 dollar.

Våren 2023 blev Bitcoin-nätverket överbelastat, eftersom ökade transaktionsaktiviteter relaterade till BRC-20-token orsakade kö till transaktionerna och att avgifterna sköt i höjden. Vid ett tillfälle registrerades nästan 400 000 obekräftade transaktioner, vilket orsakade en flaskhals i mempoolen. Transaktionsavgifterna ökade med över 300 % inom ett par veckor. 

Trängsel i Ethereum-nätverket

Ett s√§rskilt exempel p√• tr√§ngsel i Ethereum-n√§tverket intr√§ffade 2017, n√§r projektet ‚ÄĚCryptoKitties‚ÄĚ blev viralt och saktade ned n√§tverket avsev√§rt. Det har ocks√• varit tr√§ngsel i n√§tverket p√• grund av DeFi-boomen, vilket resulterade i √∂kningar av gaspriserna.

Alla blockkedjenätverk kan bli överbelastade. Men nätverksträngsel i Bitcoin- och Ethereum-nätverken har väckt mer uppmärksamhet än i andra blockkedjor, eftersom de har haft en större inverkan på grund av deras popularitet och betydelse.  

Lösningar för att lindra nätverksträngsel

Att ta itu med nätverksträngsel i blockkedjor är ett komplext problem. Det finns flera tillvägagångssätt och var och en har sina för- och nackdelar. 

√Ėka blockstorleken

Genom att öka blockstorleken kan fler transaktioner behandlas per block, vilket effektivt ökar nätverkets genomströmning. Men större block tar längre tid att sprida sig genom nätverket, vilket ökar risken för tillfälliga gafflar. De kräver även mer lagringsutrymme, vilket kan leda till ökad centralisering.

Minska blocktiden 

Att minska blocktiden kan göra det möjligt för nätverket att bearbeta transaktioner snabbare. Kortare blocktider kan dock öka antalet föräldralösa block och potentiellt äventyra säkerheten.

Lager 2-lösningar 

Dessa lösningar utanför kedjan bearbetar transaktioner från huvudblockkedjan och registrerar det slutliga tillståndet på kedjan. Bitcoins Lightning Network och Ethereums Plasma är exempel på dessa lösningar. Dessa lösningar kan öka skalbarheten, men är komplexa att implementera och kan orsaka ytterligare säkerhetsproblem.

Shardning 

Shardning är en teknik där blockkedjan är uppdelad i flera mindre delar och där var och en kan bearbeta transaktioner och smarta kontrakt. Detta kan öka nätverkets kapacitet avsevärt. Men i likhet med lager 2-lösningar ökar shardning komplexiteten och kan också orsaka ytterligare säkerhetsrisker.

Andra potentiella lösningar på nätverksträngsel inkluderar avgiftsjusteringar och skalningslösningar, inklusive optimistiska- och nollkunskaps-rollups. Konsensusmekanismen bevis på insats är i allmänhet snabbare än bevis på arbetsinsats.  

Sammanfattningsvis 

Eftersom blockkedjetekniken förväntas antas av fler användare under de kommande åren blir problem med nätverksträngsel mer framträdande. Ett nätverks förmåga att effektivt bearbeta en stor transaktionsvolym är avgörande för utbredd användning och användbarhet. Detta är särskilt relevant för blockkedjesystem som avser att underlätta dagliga transaktioner i realtid.

Men även om nätverksträngsel i blockkedjor innebär betydande utmaningar fortsätter communityn att utveckla lösningar för att minska dessa problem. Det är därför forskning kring förbättringen av blockkedjans skalbarhet ligger i framkant i branschen. 

Mer information 

Vad är blockkedjan och hur fungerar det?

Vad är transaktionsavgifter på blockkedjan?

Så här utvinner du Bitcoin

Vad är Bitcoins avgift-till-belöningsförhållande?

Ansvarsfriskrivning och riskvarning: detta inneh√•ll presenteras f√∂r dig ‚ÄĚi befintligt skick‚ÄĚ och endast f√∂r allm√§n information och utbildnings√§ndam√•l, utan representation eller garanti av n√•got slag. Det ska inte tolkas som ekonomisk, juridisk eller annan professionell r√•dgivning. Det √§r inte heller avsett att rekommendera k√∂p av n√•gon specifik produkt eller tj√§nst. Du b√∂r s√∂ka efter din egen r√•dgivning fr√•n l√§mpliga professionella r√•dgivare. I de fall d√• artikeln har skrivits av en tredje part, tillh√∂r √•sikterna som uttrycks denna tredje part och √•terspeglar inte n√∂dv√§ndigtvis Binance Academys √•sikter. L√§s v√•r fullst√§ndiga ansvarsfriskrivning h√§r f√∂r mer information. Priserna p√• digitala tillg√•ngar kan vara volatila. V√§rdet p√• din investering kan g√• ner eller upp och du kanske inte f√•r tillbaka det investerade beloppet. Du √§r sj√§lv ansvarig f√∂r dina investeringsbeslut och Binance Academy ansvarar inte f√∂r eventuella f√∂rluster som du kan √•dra dig. Detta material ska inte tolkas som ekonomisk, juridisk eller annan professionell r√•dgivning. Se v√•ra anv√§ndarvillkor och v√•r riskvarning f√∂r mer information.