Seznam obsahu
Úvod
Problémy se škálovatelností blockchainu
Jaká jsou některá řešení škálovatelnosti mimo řetězec?
Seznámení s postranními řetězci
Co jsou postranní řetězce?
Jak sidechain funguje?
Proč se používají boční řetězce?
Seznamte se s platebními kanály
Co je platební kanál?
Jak funguje platební kanál?
Platební cesta
Zavírání
Úvod
Obecně platí, že škálovatelnost je schopnost systému vyvíjet se tak, aby uspokojil rostoucí poptávku. V oblasti výpočetní techniky můžete zvýšit možnosti svého počítače tím, že upgradujete vzhled hardwaru tak, aby byl rychlejší při provádění určitých úloh. Když mluvíme o škálovatelnosti v blockchainu, máme na mysli rozšíření kapacity pro zpracování více transakcí.
Protokoly jako bitcoin mají mnoho výhod, ale škálovatelnost bohužel mezi ně nepatří. Pokud by bitcoiny byly provozovány v centrálně vlastněné databázi, bylo by pro administrátory relativně snadné zvýšit rychlost výsledků. Ale návrh hodnoty bitcoinu (příklad: odolnost proti cenzuře) vyžaduje, aby mnoho účastníků synchronizovalo kopie blockchainu.
Problémy se škálovatelností blockchainu
Provozování bitcoinového uzlu je relativně levné a svou práci zvládnou i jednoduchá zařízení. Ale protože tisíce uzlů musí být stále aktuální, způsobuje to určitá omezení v jejich kapacitě.
Limity jsou kladeny na počet transakcí, které lze zpracovat v řetězci, aby se zabránilo rozšíření databáze do nežádoucích velikostí. Pokud je příliš velký nebo příliš rychlý, uzly nebudou moci držet krok. Pokud je navíc blok příliš velký, nelze jej přes síť přeposlat.
V důsledku toho jsme ve stavu známém jako úzké místo. Blockchain lze přirovnat k vlakové dopravě, která bude odjíždět v předem stanovených intervalech. V každém vagónu je omezený počet míst, a aby cestující získali lístky, musí smlouvat, aby si zajistili místo. Pokud se všichni pokusí dostat do vlaku ve stejnou dobu, cena bude vysoká. Stejně tak síť, která je ucpaná kvůli zpožděným transakcím, bude vyžadovat, aby uživatelé platili vyšší poplatky, aby své transakce provedli včas.
Jedním z řešení je zvětšit kočáry. To znamená, že bude více míst a levnější ceny vstupenek. Není ale zaručeno, že sedadla budou tišší. Vozíky se nemohou neustále roztahovat, stejně jako se nemohou neustále roztahovat bloky nebo plynové bloky. To zdraží setrvání uzlů v síti, protože bude vyžadovat dražší hardware, aby zůstaly v synchronizaci.
Tvůrce Etherea Vitalik Buterin vytvořil Trilemma škálovatelnosti, aby vysvětlil výzvy, kterým blockchain čelí. Zastává teorii, že protokoly si musí vybrat mezi škálovatelností, zabezpečením a decentralizací. To je ošemetná situace – pokud se příliš soustředíte na dvě vlastnosti, třetí bude velmi slabá.
Z tohoto důvodu mnozí tvrdí, že škálovatelnosti by mělo být dosaženo způsobem mimo řetězec, zatímco bezpečnost a decentralizace by měly být maximalizovány na samotném blockchainu.
Jaká jsou některá řešení škálovatelnosti mimo řetězec?
Expanze mimo řetězec je přístup, který umožňuje provádění transakcí bez nafouknutí blockchainu. Řetězově propojené protokoly umožňují uživatelům odesílat a přijímat finanční prostředky, ale transakce se v hlavním řetězci neobjevují. Budeme diskutovat o dvou důležitých událostech v tomto sektoru: postranních řetězcích a platebních kanálech.
Seznámení s postranními řetězci
Co jsou postranní řetězce?
Sidechain je samostatný blockchain. Nejedná se však o samostatnou platformu, protože je určitým způsobem propojena s hlavním řetězcem. Hlavní řetězce a vedlejší řetězce mohou být provozovány stejným způsobem, což znamená, že aktiva mohou volně proudit do az obou typů řetězců.
Existuje několik způsobů, jak zajistit odeslání finančních prostředků. V některých případech se aktiva přesunou z hlavního řetězce jejich uložením na speciální adresu. Tyto prostředky nejsou ve skutečnosti odesílány – jsou uzamčeny v rámci adresy a stejná částka je vydána na postranním řetězci. Jednodušší způsob (ale je to centralizovaná varianta) je poslat prostředky custodianovi, který vymění vklad za prostředky na postranním řetězci.
Jak sidechain funguje?
Představte si, že naše kamarádka Alice má pět bitcoinů. Chce to vyměnit za pět ekvivalentních jednotek na postranním řetězci bitcoinů – řekněme, že se to nazývá sidecoin. Dotyčný vedlejší řetězec používá obousměrné odkazy, což znamená, že uživatelé mohou převádět svá aktiva z hlavního řetězce do vedlejšího řetězce a naopak.
Pamatujte, že postranní řetězce jsou samostatné blockchainy. Tyto řetězce tedy mají různé bloky, uzly a mechanismy ověřování. Aby Alice získala své vedlejší coiny, pošle pět bitcoinů na jinou adresu. Tato adresa by mohla patřit někomu, kdo by připsal pět vedlejších coinů na Alicinu adresu vedlejšího řetězce, pokud by bitcoiny obdržel. Nebo alternativně, systém má nějaké nastavení, kde jsou vedlejší coiny automaticky připsány, jakmile software detekuje platbu.
Nyní Alice vyměnila své coiny do vedlejšího řetězce, ale kdykoli může provést opačný proces, aby bitcoiny získala zpět. Vzhledem k tomu, že vstoupila do sidechainu, je nyní volně obchodovat na tomto samostatném blockchainu. Může posílat nebo přijímat vedlejší coiny stejně snadno jako v hlavním řetězci.
Nyní může, řekněme, zaplatit Bobovi sidecoin za nákup mikiny Binance. Když se chce vrátit k Bitcoinu, může poslat čtyři sidecoiny na speciální adresu. Jakmile je transakce potvrzena, čtyři bitcoiny budou uvolněny a odeslány na jeho vlastní kontrolovanou adresu v hlavním řetězci.
Proč se používají boční řetězce?
Možná si říkáte, o co vlastně jde. Proč Alice nepoužívá bitcoinový blockchain?
Odpověď zní, že postranní řetězce jsou schopny věcí, které bitcoiny nemohou. Blockchain je pečlivě sestavený systém kompromisů. I když je bitcoin nejbezpečnější a nejcentralizovanější kryptoměna, z hlediska propustnosti není bitcoin nejlepší. Přestože jsou bitcoinové transakce rychlejší než konvenční metody, jsou stále relativně pomalé ve srovnání s jinými blockchainovými systémy. Bloky se těží každých deset minut a poplatky se mohou výrazně zvýšit, když je síť přetížená.
Možná malé, každodenní platby tuto úroveň zabezpečení skutečně nepotřebují. Pokud Alice platí za kávu, kterou si koupila, nebude chtít stát a čekat na potvrzení transakce. Pokud k tomu dojde, podrží čáru a nápoj před pitím vychladne.
Postranní řetězce nejsou vázány stejnými pravidly. Ve skutečnosti není nutné používat doklad o práci, aby fungoval. Můžete použít jakýkoli mechanismus konsensu, důvěřovat jednomu validátoru nebo změnit libovolný počet parametrů. Můžete přidat vylepšení, která v hlavním řetězci neexistují, generovat větší bloky a rychle dokončit transakce.
Je zajímavé, že postranní řetězce mohou mít dokonce kritické defekty/chyby, aniž by to ovlivnilo základní řetězec. To umožňuje použití postranních řetězců jako platformy pro experimentování a zavádění funkcí, které mohou vyžadovat souhlas většiny sítě.
Pokud uživatelům nevadí kompromisy, mohou být vedlejší řetězce nedílným krokem k efektivní škálovatelnosti. Neexistuje žádný požadavek, aby uzel hlavního řetězce ukládal jakékoli transakce z vedlejšího řetězce. Alice může vstoupit do vedlejšího řetězce pomocí jedné bitcoinové transakce, provést stovky vedlejších transakcí a poté vedlejší řetězec opustit. Pokud jde o bitcoinový blockchain, dělá pouze dvě věci – a to přihlášení a odhlášení.
Je to podobné jako Ethereum Plasma, ale jsou zde některé velké rozdíly. Přečtěte si více o: Co je Ethereum Plasma
Seznamte se s platebními kanály
Co je platební kanál?
Platební kanály slouží ke stejnému účelu jako vedlejší řetězce, pokud jde o škálovatelnost, ale jsou zásadně odlišné. Stejně jako postranní řetězce, platební kanály podporují provádění transakcí mimo hlavní řetězec, aby se zabránilo nadýmání blockchainu. Na rozdíl od sidechainů však platební kanály nevyžadují samostatný blockchain.
Platební kanály používají chytré smlouvy, které uživatelům umožňují provádět transakce, aniž by jejich transakce zveřejňovaly v blockchainu. To se provádí pomocí softwarového souhlasu mezi dvěma účastníky.
Jak funguje platební kanál?
V modelech, jako je populární Lightning Network, by dvě strany nejprve vložily mince na adresu, kterou společně vlastní. Toto je adresa s více podpisy, která vyžaduje dva podpisy, aby bylo možné utratit prostředky. Pokud tedy Alice a Bob vytvoří adresu jako je tato, mohou být prostředky převedeny pouze s jejich souhlasem.
Řekněme, že každý vloží 10 BTC na adresu, která nyní obsahuje 20 BTC. Bylo by pro ně snadné vést rozvahu, která začíná tím, že Alice a Bob mají každý 10 BTC. Pokud chce Alice dát coiny Bobovi, mohou jej aktualizovat tak, aby na něm bylo napsáno, že Alice má 9 BTC, Bob má 11 BTC. Nepotřebují to zveřejňovat na blockchainu, protože zůstatek se neustále aktualizuje.
Až přijde čas, řekněme, že Alice má 5 BTC a Bob 15 BTC. Poté mohou vytvořit transakci, která tento zůstatek odešle na adresu vlastněnou stranami, podepíše ji a odešle.
Alice a Bob by ve své rozvaze mohli zaznamenat deset, sto nebo tisíc transakcí. Ale pokud jde o blockchainy, provádějí v řetězci pouze dvě operace: jednu pro transakci počátečního financování a jednu pro přerozdělení zůstatku po jeho dokončení. Kromě těchto dvou jsou všechny ostatní transakce bezplatné a téměř okamžité, protože k nim dochází mimo řetězec. Neplatíte žádné poplatky za těžaře a nemusíte čekat na potvrzení bloků.
Příklad, který jsme probrali výše, jistě vyžaduje spolupráci obou stran, tato situace není ideální pro strany, které se neznají. K potrestání jakýchkoli pokusů o podvádění však lze použít speciální mechanismy, aby všechny strany mohly bezpečně komunikovat, aniž by si musely navzájem důvěřovat.
Platební cesta
Je zcela jasné, že platební kanály jsou velmi výhodné pro dvě strany, které mají velké objemy transakcí. Je tu ještě lepší zpráva, síť těchto kanálů lze vylepšit, což znamená, že Alice může platit stranám, které s ní nejsou přímo spojeny. Pokud má Bob otevřenou linku s Carol, Alice může zaplatit Carol za předpokladu, že má dostatečnou kapacitu. Přesune prostředky na Bobův kanál a Bob je pak přesune na Carolův kanál. Pokud je Carol spojena s jiným účastníkem, například Dani, lze provést totéž.
Sítě, jako je tato, se vyvíjejí do distribuované topologie, kde je každý člověk připojen k mnoha vrstevníkům. Často bude existovat více cest nebo tras k jednomu cíli a uživatelé si budou moci vybrat tu nejúčinnější.
Zavírání
Diskutovali jsme o dvou přístupech škálovatelnosti, které umožňují provádět transakce bez přetížení základního blockchainu. Technologie sidechain a platebních kanálů jsou stále relativně mladé, ale jsou stále více žádané uživateli, kteří se chtějí vyhnout transakčním nedostatkům na základní vrstvě.
Jak plyne čas a k síti se připojuje více uživatelů, mělo by být dosaženo cíle decentralizace. Toho lze dosáhnout pouze uvalením limitů na růst blockchainu, aby se nové uzly mohly snadno připojit. Zastánci řešení škálovatelnosti mimo řetězec se domnívají, že časem bude hlavní řetězec využíván pouze k vypořádání transakcí s vysokou hodnotou nebo ke zpracování postranních vstupních/odchozích odkazů a otevřených/uzavíracích kanálů.