Что такое трилемма блокчейна?

Технология блокчейн, берущая свое начало в новаторской работе пионеров криптографии, навсегда изменила ландшафт цифровых транзакций и хранения данных. Однако его рост был отмечен сложной проблемой, которую часто называют трилеммой блокчейна.

Трилемма блокчейна, концептуализированная влиятельным соучредителем Ethereum Виталиком Бутериным , описывает баланс между тремя основополагающими столпами блокчейн-систем: безопасностью , масштабируемостью и децентрализацией .

Безопасность имеет первостепенное значение и подчеркивает необходимость принятия надежных мер для предотвращения потенциальных угроз со стороны злоумышленников, стремящихся подорвать систему. Между тем, масштабируемость, способность системы справляться с резкими скачками объема транзакций и участия пользователей без неоправданного повышения комиссий или задержек во времени транзакций, остается не менее важной. По своей сути децентрализация воплощает идеал блокчейна. Он обеспечивает демократическое распределение контроля, исключая возможность неправомерного влияния или доминирования какой-либо отдельной организации или группы.

Сложная взаимосвязь между этими столпами предполагает, что поддержка одного может непреднамеренно поставить под угрозу другие. Эта динамика представляет собой сложную загадку для архитекторов блокчейнов, часто требующую компромиссов для обеспечения гармоничного взаимодействия между ними.

Хотя существует ощутимое чувство оптимизма, более широкие настроения в сообществе блокчейнов остаются осторожно разделенными. Многие эксперты утверждают, что достижение идеального сочетания безопасности, масштабируемости и децентрализации может оставаться недостижимой целью, по крайней мере, в обозримом будущем.

Безопасность: первый краеугольный камень трилеммы блокчейна

Углубляясь в основополагающие аспекты трилеммы блокчейна, безопасность выделяется как важнейшая опора в огромном пространстве технологии блокчейна. Учитывая децентрализованную архитектуру блокчейнов, усиление их защиты от потенциальных взломов со стороны злоумышленников становится обязательным. Эта задача усложняется, если признать отсутствие централизованного руководящего органа, отвечающего за безопасность платформы.

Один из самых известных и новаторских блокчейнов, Биткойн, использует сложное сочетание криптографических методов в сочетании с моделью консенсуса, называемой доказательством работы. Эта гениальная система гарантирует, что каждый блок данных надежно переплетается, образуя неизменяемую цепочку. Любые несанкционированные изменения данных цепочки немедленно становятся очевидными для всей сети, что обеспечивает быстрое обнаружение. Ключевой аспект повышения безопасности заключается в уровне участия; более обширная сеть с большим количеством узлов или участников по своей сути повышает ее устойчивость к потенциальным угрозам. Этот принцип основан на идее о том, что увеличение количества участников снижает концентрацию власти, эффективно нейтрализуя такие угрозы, как пресловутая атака 51%.

Тем не менее, поскольку мы подчеркиваем важность безопасности, крайне важно признать ее сложную взаимосвязь с двумя другими компонентами трилеммы: децентрализацией и масштабируемостью. Приоритизация безопасности может непреднамеренно нагрузить эти другие элементы, подчеркивая деликатный баланс, с которым сталкиваются разработчики и архитекторы блокчейнов.

Масштабируемость: второй краеугольный камень трилеммы блокчейна

Переходя к следующему ключевому элементу трилеммы блокчейна, масштабируемость становится первостепенной проблемой в развивающемся ландшафте дизайна блокчейна. По своей сути масштабируемость отражает способность блокчейна управлять резким ростом объемов транзакций и вовлечением пользователей без ненужных задержек или непомерных транзакционных издержек.

Многие блокчейн-инициативы преследуют амбиции по всемирному внедрению, что требует создания достаточно надежной инфраструктуры, чтобы беспрепятственно обслуживать миллиарды пользователей. Тем не менее, стремление к масштабируемости часто сталкивается с всеобъемлющей необходимостью поддерживать два других принципа трилеммы: безопасность и децентрализация.

Компромиссы между этими столпами становятся очевидными при изучении таких сетей, как Биткойн. Поскольку его пропускная способность ограничена примерно семью транзакциями в секунду, он явно опережает централизованные аналоги, такие как Visa, которая может похвастаться ошеломляющей пропускной способностью в 24 000 транзакций в секунду. Это несоответствие проистекает из основополагающей архитектуры блокчейна, где каждая транзакция проходит проверку на нескольких узлах и регулируется консенсусными алгоритмами, такими как доказательство работы, известными своей безопасностью, но общеизвестно склонными к задержкам.

Сообщество блокчейнов в своем неустанном стремлении к масштабируемости без ущерба для целостности активно исследует и экспериментирует с инновационными решениями. Среди них такие концепции, как сегментирование, которое делит сеть на более мелкие и более управляемые сегменты; альтернативные методологии консенсуса, которые отдают приоритет скорости без ущерба для безопасности; и протоколы уровня 2, предназначенные для работы поверх основного блокчейна и ускорения обработки транзакций.

Децентрализация: третий краеугольный камень трилеммы блокчейна

Децентрализация является характерной чертой технологии блокчейн, резко отличающей ее от централизованных аналогов. В децентрализованной системе власть и контроль справедливо распределяются между всеми участниками, что делает центральные руководящие органы ненужными. Такой демократизированный подход повышает прозрачность и справедливость системы, а также защищает ее от потенциальной цензуры и неоправданного внешнего вмешательства.

Однако путь к истинной децентрализации полон сложных проблем. Например, по мере увеличения числа участников в сети достижение консенсуса становится все более сложной задачей, часто замедляя скорость транзакций и тем самым создавая проблемы с масштабируемостью.

Более того, хотя децентрализация демократизирует контроль, она также открывает возможности для потенциальных уязвимостей. Сильно децентрализованная сеть может непреднамеренно снизить барьеры для проникновения злоумышленников, тем самым повышая риск скоординированных атак или компрометации. Необходимо найти хрупкий баланс, обеспечивающий широкое участие и одновременно сохраняющий целостность и устойчивость сети.

Добавление масштабируемости и угроза, которую она представляет для безопасности

В сфере блокчейна представьте, что каждый фрагмент данных имеет определенный вес. По мере накопления данных вес увеличивается, замедляя перемещение данных. Для оптимизации и обеспечения плавности крайне важно постоянно обновлять и уточнять эти данные. Одним из потенциальных подходов к достижению этой цели является ограничение степени распространения блокчейна.

Однако это ограничение, хотя и полезно для управления данными, может снизить защитные барьеры против потенциальных злоумышленников, стремящихся проникнуть в сеть. Конденсированная сеть может предложить этим злоумышленникам более простой путь к взятию на себя контроля, что позволит им потенциально изменять данные блокчейна. Такой сценарий подчеркивает неотъемлемые компромиссы при рассмотрении масштабируемости в рамках тройки принципов блокчейна.

Но что является движущей силой масштабирования блокчейнов?

Представьте себе разочарование от того, что вы застряли в пробке. Такие заторы возникают потому, что дороги не рассчитаны на одновременное размещение огромного количества транспортных средств. Аналогично, представьте, что такие тупики возникают каждый раз, когда инициируется транзакция. С притоком транзакций сеть переполняется, что приводит к возникновению узких мест в процессах проверки. В результате система становится не просто медленной, но и принципиально неэффективной.

По сути, для того, чтобы блокчейн получил широкое признание и интеграцию, его масштабируемость не подлежит обсуждению. Без возможности масштабирования блокчейны рискуют оказаться в тени традиционных платформ с точки зрения эффективности, скорости транзакций и общего пользовательского опыта.

Означает ли это, что для достижения масштабируемости инициатива блокчейна должна пойти на компромисс либо с безопасностью, либо с децентрализацией? Ответ не так прост.

Поиск решения

Решение сложной проблемы масштабируемости блокчейна привело к появлению множества инновационных решений в отрасли. В зависимости от базовой структуры проекта и его зависимости от других проектов (например, от того, как dApp зависит от Ethereum), предлагаемые решения были разнообразными и обладают значительным потенциалом для будущих улучшений сети.

Не вдаваясь в технические подробности, можно отметить несколько новаторских решений, в том числе:

Ethereum 2.0: использование шардинга и роллапов

Шардинг набирает обороты, особенно для отдельных проектов, таких как Ethereum. По своей сути шардинг делит транзакции блокчейна на более мелкие, управляемые фрагменты, ускоряя их обработку. Это подразделение облегчает одновременную обработку транзакций, устраняя потенциальные узкие места. Целостность данных остается неизменной, поскольку эти осколки постоянно взаимодействуют и синхронизируются с основным блокчейном.

С другой стороны, накопительные транзакции объединяют несколько транзакций в один пакет вне цепочки, дополненный доказательствами проверки, прежде чем включать их в основную цепочку. Аналогично совместному использованию автомобилей, объединение оптимизирует данные, уменьшая перегруженность и повышая скорость транзакций.

The Lightning Network: использование государственных каналов

Сеть Lightning Network, получившая название «уровня 2», накладывается на основную сеть блокчейна. Если взять Биткойн в качестве яркого примера, то его популярность привела к проблемам со скоростью транзакций и затратами. Lightning Network предлагает альтернативный метод транзакций, позволяющий избежать необходимости прямого взаимодействия с основной цепочкой Биткойн.

Государственные каналы облегчают прямые, быстрые и экономичные транзакции между участниками. Это похоже на открытие вкладки, где транзакции происходят «вне сети» до закрытия канала. В основной блокчейн передаются только сведения об открытии и закрытии, что обеспечивает эффективность. Смарт-контракты лежат в основе этих каналов, обеспечивая безопасность транзакций.

Polkadot: слияние релейных цепей и парачейнов

Polkadot представляет собой совместную экосистему взаимосвязанных блокчейнов. Центральное место в ее архитектуре занимает «релейная цепь», действующая как спинной мозг сети. «Парачейны», отдельные блокчейны, цепляются за эту ретрансляционную цепочку.

Эта структура способствует автономному управлению внутри каждой цепочки, способствуя масштабируемости, а коллективно они укрепляют безопасность за счет единого сотрудничества.

Обратите внимание, что Plisio также предлагает вам:

Создавайте крипто-счета в 2 клика and Принимать криптовалютные пожертвования

12 интеграции

6 библиотеки для самых популярных языков программирования

19 криптовалют и 12 блокчейн

Что такое трилемма блокчейна?

Безопасность: первый краеугольный камень трилеммы блокчейна

Масштабируемость: второй краеугольный камень трилеммы блокчейна

Децентрализация: третий краеугольный камень трилеммы блокчейна

Добавление масштабируемости и угроза, которую она представляет для безопасности

Поиск решения

Ready to Get Started?

Always know what you pay

Start your integration