Obsah
Úvod
Problémy se škálovatelností blockchainu
Co je řešení škálování mimo řetězec?
Úvod do postranních řetězců
Co je postranní řetězec?
Jak fungují postranní řetězce
Proč používat postranní řetězce?
Představení platebního kanálu
Co jsou platební kanály?
Jak fungují platební kanály
platební cesta
Shrnout
Úvod
Obecně řečeno, škálovatelnost se týká schopnosti systému neustále se rozšiřovat v reakci na rostoucí požadavky. V oblasti výpočetní techniky můžete zlepšit výkon počítače a provádět některé úkoly rychleji prostřednictvím upgradů hardwaru. Pokud jde o škálovatelnost blockchainu, obecně se to týká zlepšení výkonu, aby bylo možné zpracovat více transakcí.
Protokoly jako bitcoin mají mnoho výhod, ale chybí jim škálovatelnost. Pokud by Bitcoin běžel na centralizované databázi, bylo by pro administrátory mnohem jednodušší zvýšit rychlost zpracování a propustnost. Návrh hodnoty bitcoinu (jako je odolnost proti cenzuře) však vyžaduje, aby mnoho účastníků spolupracovalo na synchronizaci kopií blockchainu.
Problémy se škálovatelností blockchainu
Provoz bitcoinových uzlů je relativně levný a tuto práci zvládne i zařízení nižší třídy. Je však třeba udržovat aktuální tisíce uzlů, což má za následek omezenou kapacitu.
Horní limit bloku je obecně nastaven na počet transakcí, které lze v řetězci zpracovat, aby se zabránilo tomu, že se data vymknou kontrole. Pokud je přírůstek dat příliš velký a rychlost růstu příliš rychlá, uzly nemusí být schopny držet krok. Navíc, pokud je blok příliš velký, bude obtížné přenášet rychle přes síť.
Takže když se to stane, narazíme na úzké hrdlo. Blockchain si můžeme představit jako vlakovou dopravu s pevnými intervaly odjezdů. Počet míst v každém vagónu je omezený a cestující si musí zajistit jízdenku. Pokud budou chtít všichni nastoupit do vlaku, jízdné se přirozeně zvýší. Podobně by síť zanesená nepotvrzenými transakcemi vyžadovala, aby uživatelé platili přemrštěné poplatky, aby jejich transakce byly upřednostněny.
Jedním z řešení je rozšíření vozíku. S rostoucím počtem sedadel se zvyšuje tok cestujících a ceny letenek klesají. Vagony však budou pravděpodobně stále stejně plné jako dříve. Vozy nelze průběžně rozšiřovat, stejně jako nelze donekonečna zvyšovat limity blokových a palivových poplatků. Poplatky za plyn zvyšují náklady na udržování uzlů v síti, protože uzly mohou zůstat synchronizované pouze prostřednictvím upgradů hardwaru.
Vitalik Buterin, tvůrce Etherea, navrhl „trilema“ škálovatelnosti, aby diskutoval o výzvách, kterým blockchain čelí. Věří, že protokoly musí vyvažovat škálovatelnost, bezpečnost a decentralizaci. Ty tři jsou si navzájem protichůdné Pokud jsou kterékoli dva příliš zesílené, třetí se výrazně sníží.
Proto se mnozí domnívají, že se očekává, že škálovatelnosti bude dosaženo mimo řetězec, zatímco bezpečnost a decentralizace by měly být maximalizovány na samotném blockchainu.
Co je řešení škálování mimo řetězec?
Expanze mimo řetězec označuje metodu, která podporuje provádění transakcí, ale neumožňuje expanzi blockchainu. On-chain protokol umožňuje uživatelům odesílat a přijímat finanční prostředky, ale transakce se v hlavním řetězci neobjeví okamžitě. V tomto ohledu se ponoříme do dvou nejpozoruhodnějších událostí: vedlejších řetězců a platebních kanálů.
Úvod do postranních řetězců
Co je postranní řetězec?
Vedlejší řetězce jsou nezávislé blockchainy, ale ne nezávislé platformy, a jsou do určité míry propojeny s hlavním řetězcem. Hlavní řetězec a vedlejší řetězec mohou vzájemně spolupracovat, to znamená, že aktiva mohou volně proudit mezi hlavním řetězcem a vedlejším řetězcem.
Existuje mnoho způsobů, jak zajistit hladký převod finančních prostředků. V některých případech mohou být finanční prostředky uloženy na zvláštní adresu a aktiva v hlavním řetězci mohou být převedena do vedlejšího řetězce. V tuto chvíli nejsou prostředky ve skutečnosti převedeny, ale jsou uzamčeny na adrese a postranní řetězec obdrží odpovídající částku. Přímější přístup (který může upřednostňovat centralizaci) je poslat prostředky správci, který použije marži k výměně prostředků za vedlejší řetězec.
Jak fungují postranní řetězce
Řekněme, že naše kamarádka Alice vlastní pět bitcoinů. Doufá, že to smění za pět ekvivalentních měn v postranním řetězci bitcoinů (říkáme jim „coiny postranního řetězce“). Postranní řetězec, o kterém jsme hovořili, je obousměrný peg, kde uživatelé mohou převádět svá aktiva z hlavního řetězce do vedlejšího řetězce a naopak.
Nezapomeňte, že sidechainy jsou nezávislé blockchainy s různými bloky, uzly a ověřovacími mechanismy. Aby Alice získala coiny vedlejšího řetězce, pošle svých pět bitcoinů na jinou adresu. Adresu může někdo vlastnit. Po obdržení bitcoinů majitel adresy připíše těchto 5 mincí postranního řetězce na adresu postranního řetězce Alice. Kromě toho může mít adresa určitý druh maximálně důvěryhodného nastavení, kdy software automaticky připíše mince vedlejšího řetězce, když detekuje platbu.
Alice přeměnila své bitcoiny na mince sidechain. Může také pracovat obráceně a převádět mince vedlejšího řetězce na bitcoiny. Poté, co vlastní aktivum na vedlejším řetězci, může nyní volně obchodovat na tomto nezávislém blockchainu. Stejně jako hlavní řetězec může posílat nebo přijímat mince vedlejšího řetězce od ostatních.
Může například zaplatit Bobovi minci postranního řetězu, aby si koupil mikinu Binance. Když chce své bitcoiny vyměnit zpět, může zbývající čtyři coiny vedlejšího řetězce poslat na speciální adresu. Po potvrzení transakce budou čtyři bitcoiny odemčeny a převedeny na adresu, kterou ovládá v hlavním řetězci.
Proč používat postranní řetězce?
Možná se ptáte, proč byste měli používat postranní řetězce. Není v pořádku, aby Alice používala bitcoinový blockchain?
Odpověď zní, že postranní řetězce mohou mít funkce, které Bitcoin nemá. Blockchain je pečlivě navržený mimořetězový transakční systém. Zatímco bitcoin je nejbezpečnější decentralizovanou kryptoměnou, zatím není lídrem, pokud jde o propustnost. Zatímco bitcoinové transakce jsou rychlejší než tradiční metody, rychlost je o něco nižší ve srovnání s jinými blockchainovými systémy. Bloky lze těžit pouze každých deset minut a při přetížení sítě mohou poplatky výrazně narůst.
Musíme ale uznat, že každodenní drobné platby nemusí tak vysokou úroveň zabezpečení vůbec vyžadovat. Pokud si Alice půjde koupit kávu, určitě nebude čekat na potvrzení transakce. Pokud ano, její transakce bude vždy ve frontě a v době, kdy bude transakce potvrzena, její káva vystydne.
Postranní řetězce tomuto pravidlu nepodléhají. Funguje to i bez použití dokladu o práci. Můžete si vybrat mechanismus konsensu, důvěřovat jedinému validátoru nebo upravit libovolný počet parametrů. Vedlejší řetězce mohou implementovat upgrady, které nejsou dostupné na hlavním řetězci, generovat větší bloky a provádět rychlé vypořádání.
Zajímavé je, že i když se postranní řetězec strašně pokazí, neovlivní to základní řetězec. Tímto způsobem mohou sloužit jako experimentální platformy pro spouštění funkcí, které by měly dominovat většině konsenzu sítě.
Pokud jsou uživatelé spokojeni s transakcemi mimo řetězec, mohou být postranní řetězce nedílným krokem pro efektivní škálování. Uzel hlavního řetězce nemusí ukládat všechny transakce vedlejšího řetězce. Alice může vstoupit do postranního řetězce pomocí jedné bitcoinové transakce, provést stovky měnových transakcí postranního řetězce a poté odejít. Pokud jde o bitcoinový blockchain, dokončila pouze dvě operace: jednu dovnitř a jednu ven.
Ethereum Plasma je na tom podobně, ale existují značné rozdíly. Přečtěte si prosím "Co je plazma Ethereum (plazma)?" “, Zjistěte více:
Představení platebního kanálu
Co jsou platební kanály?
Platební kanály slouží ke stejnému účelu jako vedlejší řetězce, pokud jde o škálovatelnost, ale jsou zásadně odlišné. Podobně jako u sidechainů, platební kanály oddělují transakce od hlavního řetězce, čímž brání blockchainu v neomezené expanzi. Rozdíl oproti postranním řetězcům je však v tom, že se nemusí spoléhat na nezávislý blockchain,
Platební kanály podporují transakce uživatelů prostřednictvím chytrých smluv bez nutnosti zveřejňovat transakce na blockchainu. Funguje to tak, že k vynucení dohody mezi dvěma účastníky používá software.
Jak fungují platební kanály
V populárním modelu Lightning Network obě strany nejprve vloží tokeny na společně vlastněnou adresu. Toto je adresa s více podpisy a vyžaduje dva podpisy, abyste mohli utratit finanční prostředky. Pokud tedy Alice a Bob takovou adresu vytvoří, finanční prostředky lze převádět pouze po vzájemné dohodě.
Předpokládejme, že oba lidé vloží 10 bitcoinů na stejnou adresu a zůstatek adresy je 20 bitcoinů. Jsou schopni snadno určit počáteční zůstatek, což je, že Alice a Bob mají každý 10 bitcoinů. Pokud Alice potřebuje převést token na Boba, účetní knihu lze aktualizovat na: Alice vlastní 9 bitcoinů a Bob vlastní 11 bitcoinů. Nepotřebují zaúčtovat transakce do blockchainu, aby aktualizovali své zůstatky.
Po konečném dokončení všech transakcí řekněme, že Alice vlastní 5 bitcoinů a Bob vlastní 15. Mohou vytvářet transakce, odesílat tyto zůstatky na jejich příslušné adresy, podepisovat je a vysílat v řetězci.
Alice a Bob mohli do účetní knihy zaznamenat desítky, stovky nebo dokonce tisíce transakcí. Ale na úrovni blockchainu provedli pouze dvě on-chain operace: jedna byla počáteční finanční transakce a druhá přerozdělila zůstatek po dokončení transakce. Kromě výše uvedených dvou bodů jsou všechny ostatní transakce prováděny mimo řetězec, bez manipulačních poplatků a téměř okamžité dokončení. Obě strany nemusí platit těžařské poplatky ani čekat na potvrzení blokování.
Výše uvedené příklady jsou samozřejmě založeny na vzájemném porozumění a úzké spolupráci mezi stranami transakce a nejsou vhodné pro cizí osoby. K potrestání podvodů a umožnění bezpečných transakcí neznámým stranám však lze použít i speciální mechanismy.
platební cesta
Pro obě strany s častými transakcemi jsou platební kanály samozřejmě pohodlnější a rychlejší. I tento přístup se den ode dne zlepšuje. Síť těchto kanálů lze průběžně obohacovat a optimalizovat, což Alici umožňuje platit příjemcům, se kterými nemá přímý kontakt. Pokud Bob a Carol otevřou platební kanál, Alice může platit Carol prostřednictvím kanálu, pokud je kapacita dostatečná. Nejprve může zaplatit prostřednictvím Bobova platebního kanálu a Bob převede prostředky na Carolin kanál. Stejnou operaci lze provést, pokud je Carol připojena k jinému účastníkovi, Danovi.
Tato síťová struktura se nakonec vyvinula v distribuovanou topologii, kde se kdokoli může připojit k více uzlu peer. Existuje mnoho platebních kanálů a uživatelé si mohou nezávisle vybrat ten nejúčinnější.
Shrnout
Výše jsme diskutovali o dvou scénářích škálovatelnosti. Oba umožňují dokončit transakce bez zvýšení zátěže základního blockchainu. Postranní řetězce a platební kanály jsou stále nevyzrálé, ale přijímá je stále větší počet uživatelů, kteří chtějí obejít úskalí transakcí základní vrstvy.
Postupem času, jak se uživatelé stále připojují k síti, je zachování decentralizace zásadní. K dosažení cíle lze omezit růst kapacity blockchainu tak, aby bylo možné kdykoli přidat nové uzly. Zastánci řešení škálovatelnosti mimo řetězec se domnívají, že s rozvojem technologie bude hlavní řetězec v budoucnu obsluhovat pouze transakce s vysokou hodnotou, nebo bude sloužit pouze pro přístup/odpojení postranních řetězců a otevření/zavření platebních kanálů.
