Od czasu premiery Bitcoina w 2009 roku technologia blockchain dowiodła, że może zrewolucjonizować świat, a nowe przypadki użycia są odkrywane każdego dnia. Jednak technologia blockchain jest wciąż w powijakach i musi sprostać kilku wyzwaniom przed jej powszechnym przyjęciem.
To skłoniło Vitalika Buterina do stworzenia koncepcji „trilemmy blockchain” jako sposobu na lepsze zrozumienie, w jaki sposób te wyzwania są ze sobą powiązane, łącząc je pod wspólnym terminem. Ale czym jest trylemat blockchain? Czy to naprawdę trylemat? I czy można to rozwiązać?
Wyjaśnienie Trilemma Blockchain
Nawet jeśli technologia blockchain nadal rewolucjonizuje niemal każdą branżę, z którą się styka, nawet Visa kupiła CryptoPunk za prawie 150 000 USD w eterze, sam sposób, w jaki zorganizowane są zdecentralizowane sieci, stawia przed nimi wyjątkowe wyzwania. Zwłaszcza w porównaniu do struktur scentralizowanych.
Twierdzenie CAP
Już pod koniec lat 90. informatyk Eric Brewer opracował tak zwane twierdzenie CAP, aby lepiej zrozumieć, co prawdopodobnie jest jego głównym wyzwaniem.
Twierdzenie CAP twierdzi, że jest niemożliwe, a przynajmniej bardzo trudne, aby rozproszony magazyn danych — w tym łańcuchy bloków — zapewniał jednocześnie wszystkie trzy z następujących gwarancji: spójność, dostępność i tolerancja partycji; stąd nazwa, twierdzenie CAP.
Zamiast tego, twierdzenie zakłada, że rozproszone magazyny danych muszą iść na kompromis; poświęcając co najmniej jedną gwarancję w celu realizacji dwóch pozostałych.
Trilemma Blockchain
Gdy rozproszone magazyny danych znalazły nowy przypadek użycia i wraz z pojawieniem się Bitcoina przekształciły się w publiczne zdecentralizowane rejestry, tak samo twierdzenie CAP ewoluowało w to, co obecnie znamy jako trilemat blockchain.
W kontekście nowoczesnych łańcuchów blokowych, trilemma twierdzi, że chociaż idealny łańcuch blokowy powinien być zdecentralizowany, bezpieczny i skalowalny, w rzeczywistości mogą to być tylko dwa z trzech. Stanowi to prawdopodobnie główne wyzwanie, jakie muszą pokonać blockchainy przed powszechnym przyjęciem technologii.
Elementy Trilemma Blockchain
Decentralizacja
Decentralizacja ma związek z liczbą węzłów (komputerów) obsługujących blockchain. Zdecentralizowany charakter infrastruktury blockchain ma tutaj kluczowe znaczenie, ponieważ głównym przełomem Bitcoina było rozwiązanie problemu podwójnych wydatków bez centralnego podmiotu; coś, co jest uważane za trywialny problem w scentralizowanych środowiskach.
Chociaż na pierwszy rzut oka decentralizacja wydaje się prawdopodobnie najmniej znaczącym ze wszystkich trzech elementów, musimy pamiętać, że kiedy Bitcoin został uruchomiony, cała idea stworzenia kryptowaluty polegała na zaoferowaniu zdecentralizowanej, bardziej demokratycznej opcji dla obecnego mocno scentralizowanego systemu finansowego .
Bezpieczeństwo
Bezpieczeństwo wiąże się z kodowaniem i, co bardzo ważne, mechanizmami konsensusu ( proof of work vs. proof of stake ). Mechanizmy konsensusu odnoszą się do tego, ile węzłów sieci musi potwierdzić transakcję, zanim zostanie ona ostateczna i jak te węzły są nagradzane.
Powiązane: Bitcoin vs. Ethereum: jaka jest różnica?
Skalowalność
Wreszcie, skalowalność odnosi się do zdolności łańcucha bloków do utrzymania pożądanej wydajności w zakresie szybkości transakcji w obliczu rosnącej sieci i coraz większej liczby transakcji na sekundę.
Tu pojawia się problem. W czasie, gdy Bitcoin został uruchomiony, Satoshi Nakamoto został zmuszony do osłabienia zdolności Bitcoina do efektywnego skalowania na rzecz decentralizacji i bezpieczeństwa. Jednak osiągnięcie skalowalnego łańcucha bloków jest jedynym sposobem na konkurowanie ze znacznie szybszymi scentralizowanymi sieciami.
Czy Blockchain Trilemma to rzeczywiście Trilemma?
Należy zauważyć, że chociaż trilemma blockchain stanowi wyzwanie dla powszechnego przyjęcia technologii, nie ma faktycznego prawa, które uniemożliwiałoby jednoczesne osiągnięcie wszystkich trzech aspektów.
Zamiast tego, trilemma blockchain została sformułowana jako sposób na konceptualizację i lepsze zrozumienie wyzwań stojących przed rozwojem i przyjęciem technologii blockchain oraz ich wzajemnych powiązań.
W rzeczywistości programiści ciężko pracują nad sposobami pokonania trilemma blockchain i już istnieją pewne propozycje i pomysły, jak poradzić sobie z „trilemmą”, które odniosły przynajmniej pewien poziom sukcesu. Można jednak uczciwie powiedzieć, że chociaż poczyniono postępy, trilemma nadal stanowi wyzwanie; żeby nie powiedzieć, że nie da się go rozwiązać.
Powiązane: Bitcoin działa wolno: jaka jest najszybsza kryptowaluta?
Jak programiści planują rozwiązać Trilemma Blockchain?
Deweloperzy przyjęli różne podejścia do rozwiązania problemu, niektórzy faworyzują bezpośrednie modyfikacje sieci blockchain (rozwiązania warstwy 1), podczas gdy inni optują za uruchomieniem innej sieci na głównym łańcuchu bloków (rozwiązania warstwy 2). Na przykład Ethereum wprowadził Proof-of-Stake jako rozwiązanie warstwy 1, podczas gdy Bitcoin wprowadził Lightning Network jako rozwiązanie warstwy 2.
Rozwiązania warstwy 1
- Ulepszanie mechanizmów konsensusu: Bitcoin, jeden z najpopularniejszych łańcuchów bloków, od czasu swojego uruchomienia używa Proof-of-Work jako protokołu konsensusu. I choć bezpieczny i zdecentralizowany, jest powolny; Na przykład Bitcoin może osiągnąć przepustowość transakcji tylko 7 TPS. Aby przebić się przez ten mur, niektóre łańcuchy bloków, w tym Ethereum 2.0, przechodzą na mechanizm konsensusu Proof-of-Stake. PoS określa status węzła na podstawie jego udziału w łańcuchu bloków, zamiast wymagać od węzłów użycia mocy obliczeniowej do rozwiązywania algorytmów kryptograficznych.
- Sharding: To rozwiązanie polega na dzieleniu transakcji na mniejsze „odłamki”. Są one następnie przetwarzane równolegle do siebie przez blockchain, co pozwala mu pracować na kilku transakcjach jednocześnie. Ponadto węzły nie muszą przechowywać kopii każdego bloku z genesis; zamiast tego informacje te są dzielone i przechowywane przez różne węzły.
Rozwiązania warstwy 2
- Zagnieżdżone łańcuchy bloków: w tego rodzaju systemie główny łańcuch blokowy lub łańcuch główny ustala zasady dla całej sieci, podczas gdy nie oczekuje się od niego udziału w żadnej operacji, chyba że pojawi się potrzeba rozwiązania sporu. Istnieje kilka poziomów łańcuchów bloków zbudowanych jeden na drugim i połączonych za pomocą połączenia łańcucha rodzic-dziecko. Delegaci łańcucha nadrzędnego pracują wśród swoich podrzędnych, wykonują akcje i wysyłają wynik z powrotem do łańcucha głównego, zmniejszając jego obciążenie i zwiększając skalowalność.
- Kanały stanowe: tworzą dwukierunkową komunikację między kanałami transakcyjnymi blockchain i spoza łańcucha. Kanały stanowe nie wymagają weryfikacji węzła do walidacji transakcji; zamiast tego ten zasób poza łańcuchem zamyka transakcje za pomocą inteligentnych kontraktów. Po zakończeniu transakcji na kanale stanu, ostateczny stan „kanału” i wszystkie jego transakcje są dodawane do bazowego łańcucha bloków. Bitcoin's Lightning Network jest przykładem kanału państwowego.
Czy Trilemma Blockchain może zostać rozwiązana?
Blockchainy odziedziczyły kilka wyzwań obecnych w rozproszonych magazynach danych, z których ewoluowały blockchainy. Wyzwania te zostały skonceptualizowane pod wspólnym terminem „trylemat łańcucha bloków”, aby lepiej zrozumieć takie wyzwania i ich powiązania.
Chociaż termin „trilemma” utknął, trilemat blockchain jest w rzeczywistości tylko przypuszczeniem; hipoteza podejrzewana o prawdziwość na podstawie wstępnych dowodów potwierdzających, dla której nie znaleziono jeszcze żadnego dowodu ani dowodu obalenia. Oznacza to, że jest jeszcze wiele do zrobienia, a rozwiązania warstwy 1 i warstwy 2 już osiągnęły pewien poziom sukcesu.