Проблема масштабируемости криптовалют. Почему популярность вредит Блокчейну?
Основная цель
Десять лет назад Биткоин не пользовался популярностью у пользователей. Таким образом, с годами увеличение числа юзеров в системе создало проблемы вычислительным мощностям технологии. Пользоваться криптовалютой стало сложнее по причине длинных очередей из-за ограничений числа обработанных платежей в секунду. Таким образом обострилась проблема масштабируемости.
Разработчики начали активно искать оптимальные механизмы стабилизации работы. С тех пор монеты регулярно обновляются или разделяются при отсутствии компромиссов. Однако, обо всем по порядку.
Проблема масштабируемости: суть задачи
Все транзакции Биткоина производятся блоками, в которые поступают данные о сделках. Одна ячейка вмещает в себя 1 Мб информации, а скорость обработки в среднем составляет четыре платежа в секунду. С другой стороны, за движение средств, стабильность работы отвечают мощности майнеров. Это необходимо для вычислений алгоритмов при создании монет и записей зашифрованных сделок. С каждой транзакции добытчики цифровой валюты получают комиссию.
При увеличении количества сделок также снижается скорость выполнения каждой операции. Таким образом, Блокчейн не справляется с большим потоком. Все переводы криптовалюты строятся в длинную очередь. Только высокая стоимость комиссии дает возможность занять приоритет в очереди. Такой феномен оказывает влияние на ликвидность (скачки цен) монеты — покупателю проще воспользоваться наличными или банковской картой даже в ущерб анонимности и приватности.
Юзеры в подобных случаях теряют интерес и доверие к валюте, вслед за ними уходят майнеры. Как следствие, инвесторы видят риск вложений и выводят активы на пиковой стоимости и популярности, а трейдеры играют на движении цен.
Как выражается проблема масштабируемости
С популяризацией Биткоина проявилась проблема масштабируемости криптовалюты из-за перегрузки сети. Поэтому пользоваться монетой стало сложнее — в мае 2017 года очереди переводов достигали до пяти дней. Так поднялся вопрос баланса скорости и безопасности транзакций.
Можно разобрать проблему на практическом примере. Предположим, необходимо перевезти 500 тонн груза на поезде с вагонами вместительностью в тонну с предварительной проверкой безопасности и погрузкой со временем работы грузчиков в 2 часа на одну единицу. Однако стоимость услуг перевозки влияет на расположение товара по убыванию. В итоге, нужно как минимум две недели, чтобы адресаты с наименьшей оплатой за доставку получили конечный продукт. Так же и с Биткоином — невозможно совершать платежи так же быстро, как с банковской карты.
Исходя из написанного, можно выделить определение проблемы масштабируемости — ограничение числа обработанных транзакций в определенный промежуток времени. Тем не менее, возможность выбора оплаченной комиссии может поднять приоритет операции в очереди системы Блокчейн, но не решает задачу.
Первое, что приходит в голову — увеличение размера блока и числа обработанных платежей без дополнительных мер. К сожалению, подход снизит безопасность, так как дозированная обработка информации позволяет избежать высокого риска DDoS-атак (Намеренной перегрузки сети в мошеннических целях). Размер предусмотрен для тщательной проверки данных. Тем не менее, необходимо подробно разобрать возможные выходы из ситуации.
Способы решения проблемы масштабируемости
Разработчики, активисты и ученые начали искать способы решения проблемы масштабируемости Биткоина. Пиковой и показательной была описанная ситуация в 2017 году с длинными очередями. Именно тогда задача широко обсуждалась в криптосообществе. Было выделено три концепции исправления недостатка системы Блокчейн:
- увеличение размера блока, тем самым снижение комиссии за платежи и подъем скорости обработки транзакций в секунду (TPS). Недостатка два — путь ведет к централизации монеты и к риску удачных попыток DDoS-атак;
- сегментированная обработка информации или шардинг. Некоторая информация выводится за пределы ячеек. Таким образом блок разделяется на два или более сегмента, отвечающих за разные группы транзакций. Также возникает риск хакерских атак, так как для обработки шардов требуется меньше мощностей майнеров. Из-за разделения на несколько частей, проверке безопасности требуются легкие алгоритмы. Таким образом, мошенники могут добавить ложные операции в сеть, примером служит атака 1％;
- группа L2-решений задачи масштабируемости. Подход представляет собой фреймворк, программу, работающую поверх Блокчейна, которая разгружает уже существующую сеть. Подобные концепции отличаются от ончейнов (решений внутри системы монеты) вмешательством посредника.
Первый способ требует разделения сети и создания новой монеты. Так происходит потеря поддержки обратной совместимости к оригиналу. То есть валюты в подобном случае больше не имеют однородность. В криптографической среде явление называют хардфорком. По такому пути пошел Биткоин Кэш. В результате раскола, в августе 2017 года произошло разделение от первой криптовалюты с увеличением размера блока до 8 Мб.
Второе решение подразумевает создание отдельных подсетей блока с перемещением части информации за его пределы. В таком случае происходит софтфорк — изменение программного протокола без разделения монеты. Аналогично выпуску патча для компьютерной игры с дополнениями. В пример можно привести обновление Segregated Witness. Размер блока увеличился до 2 Мб с хранением части информации за рамками основной цепочки транзакций.
Решение имеет недостатки — каждый шард будет подвергаться опасности кибератаки. На каждый такой сегмент используется меньшее количество мощностей, нежели на один блок.
Решения второго уровня
Последний пункт решения задачи масштабируемости считается эффективным. Иначе способ называют решениями второго уровня. Означает минимальное воздействие основного Блокчейна с использованием дополнительной платформы. Нужно разобрать подробно четыре способа реализации идеи:
- Сайдчейны. l2-решение внедряется с помощью сторонней платформы в роли гейткипера (помощника в движении средств), имеющего собственные токены. Информация, полученная сервисом передается и записывается в основной блокчейн и обратно по желанию пользователя. Здесь все зависит от добросовестности моста, выступающем в виде системы проверки транзакций.
- Каналы состояний. Можно привести в пример известный Lightning Network. Работает по принципу блокировки заданной суммы на кошельке юзера. Также средства резервируются на основном Блокчейне для проведения двустороннего платежа. Но в работе используется не монета, а долговые расписки между пользователями. В систему записывается только итог сделки между сторонами, что снижает нагрузку. Таким образом, решение позволяет проводить быстрые платежи без комиссии.
- Плазма. Идея заключается в создании копии цепей основного блокчейна. Для реализации используются алгоритмы хеш-функции в виде двоичного дерева для создания клонов. Однако платежи контролируются смарт контрактами (записи ведутся только при выполнении какого-либо действия на кошельке пользователем). Скопированная система может контролироваться юзерами, использующими сеть. Однако есть недостаток — длительное выполнение транзакций. Часть транзакций проводится в описанных сайдчейнах. Все операции по-умолчанию подтверждаются автоматически, только если не будут признаны недействительными. Любой пользователь может проголосовать за дальнейшее движение средств при подозрении на сомнительную операцию. В результате, соблюдается баланс скорости и безопасности.
Сейчас криптосообщество не пришло к единому решению. До сих пор возникают споры, создаются новые монеты, выпускаются обновления протоколов. Эффективные решения уже разработаны, но до сих пор существует риск человеческого фактора. Вопрос будет закрыт развитием искусственного интеллекта в качестве посредника сделок.
Читайте также:
- Где используется блокчейн: 5 востребованных сфер практического применения технологии
- Верификация личности в криптовалюте: польза или вред?
- Как заработать на криптовалюте? Новые необычные способы заработка
Читайте также:
Обсуждение
Самые последние новости
То есть в монете Солана проблема масштабируемости уже решена?
Здравствуйте, Ольга. Да, разработчики предусмотрели варианты для масштабируемости. Solana хорошо справляется с задачей, благодаря смарт-контрактам и высокой пропускной способности.
Спасибо большое, очень понятно и доступно о сложном👍
А какие монеты считаются с самыми лучшими и современными технологиями?
Уже понял по вопросу Ольги что Солана одна из них, да?
Благодарю за доступное изложение! Почему перестали писать такие статьи?