Spis treści
Wstęp
Problemy ze skalowalnością Blockchain
Co to jest rozwiązanie skalujące poza łańcuchem?
Wprowadzenie do łańcuchów bocznych
Co to jest łańcuch boczny?
Jak działają łańcuchy boczne
Dlaczego warto używać łańcuchów bocznych?
Wprowadzenie do kanału płatności
Czym są kanały płatności?
Jak działają kanały płatności
ścieżka płatności
Podsumować
Wstęp
Mówiąc najogólniej, skalowalność odnosi się do zdolności systemu do ciągłej rozbudowy w odpowiedzi na rosnące wymagania. W informatyce możesz poprawić wydajność komputera i szybciej wykonywać niektóre zadania poprzez modernizację sprzętu. Jeśli chodzi o skalowalność blockchainu, ogólnie odnosi się ona do poprawy wydajności, dzięki czemu można przetworzyć więcej transakcji.
Protokoły takie jak Bitcoin mają wiele zalet, ale brakuje im skalowalności. Gdyby Bitcoin działał w scentralizowanej bazie danych, administratorom byłoby znacznie łatwiej zwiększyć szybkość i przepustowość przetwarzania. Jednak propozycja wartości Bitcoina (taka jak odporność na cenzurę) wymaga, aby wielu uczestników współpracowało w celu synchronizacji kopii łańcucha bloków.
Problemy ze skalowalnością Blockchain
Węzły Bitcoin są stosunkowo tanie w obsłudze i nawet sprzęt z niższej półki może wykonać to zadanie. Jednakże tysiące węzłów muszą być aktualizowane, co skutkuje ograniczoną wydajnością.
Górny limit bloku jest zwykle ustalany na liczbę transakcji, które można przetworzyć w łańcuchu, aby zapobiec wymknięciu się danych spod kontroli. Jeśli przyrost danych jest zbyt duży, a tempo wzrostu zbyt szybkie, węzły mogą nie nadążać. Ponadto, jeśli blok jest zbyt duży, trudno będzie szybko przekazać go przez sieć.
Kiedy tak się dzieje, natrafiamy na wąskie gardło. Możemy myśleć o blockchainie jako o pociągu o stałych odstępach czasu. Liczba miejsc w każdym wagonie jest ograniczona, a pasażerowie muszą złożyć ofertę, aby zabezpieczyć bilet. Jeśli wszyscy będą chcieli wsiąść do pociągu, cena biletu w naturalny sposób wzrośnie. Podobnie sieć zapchana niepotwierdzonymi transakcjami wymagałaby od użytkowników uiszczania wygórowanych opłat, aby ich transakcje były traktowane priorytetowo.
Jednym z rozwiązań jest rozszerzenie karetki. Wraz ze wzrostem liczby miejsc rośnie przepływ pasażerów, a ceny biletów spadają. Prawdopodobnie jednak wagony będą nadal tak samo pełne, jak wcześniej. Nie można w sposób ciągły poszerzać przewozów, tak jak nie można w nieskończoność zwiększać limitów opłat blokowych i paliwowych. Opłaty za gaz zwiększają koszty utrzymania węzłów w sieci, ponieważ synchronizację węzłów można uzyskać jedynie poprzez modernizację sprzętu.
Vitalik Buterin, twórca Ethereum, zaproponował „Trilemmat” skalowalności, aby omówić wyzwania stojące przed blockchainem. Uważa, że protokoły muszą równoważyć skalowalność, bezpieczeństwo i decentralizację. Te trzy są ze sobą sprzeczne. Jeśli którekolwiek dwa zostaną nadmiernie wzmocnione, trzeci zostanie znacznie zmniejszony.
Dlatego wielu uważa, że oczekuje się, że skalowalność zostanie osiągnięta poza łańcuchem, natomiast bezpieczeństwo i decentralizacja powinny być maksymalizowane w samym łańcuchu bloków.
Co to jest rozwiązanie skalujące poza łańcuchem?
Ekspansja poza łańcuchem odnosi się do metody, która obsługuje realizację transakcji, ale nie pozwala na rozszerzanie się łańcucha bloków. Protokół on-chain umożliwia użytkownikom wysyłanie i odbieranie środków, ale transakcje nie pojawią się natychmiast w głównym łańcuchu. W tym kontekście przyjrzymy się dwóm najbardziej znaczącym zmianom: sidechainom i kanałom płatności.
Wprowadzenie do łańcuchów bocznych
Co to jest łańcuch boczny?
Sidechainy to niezależne łańcuchy bloków, ale nie niezależne platformy i w pewnym stopniu powiązane z łańcuchem głównym. Łańcuch główny i łańcuch boczny mogą współdziałać, co oznacza, że aktywa mogą swobodnie przepływać między łańcuchem głównym a łańcuchem bocznym.
Sposobów na zapewnienie płynnego transferu środków jest wiele. W niektórych przypadkach środki można zdeponować na specjalny adres, a aktywa z głównego łańcucha można przenieść do łańcucha bocznego. W tym momencie środki nie są faktycznie przekazywane, ale są blokowane na adresie, a łańcuch boczny otrzyma odpowiednią kwotę. Bardziej bezpośrednie podejście (które może sprzyjać centralizacji) polega na wysłaniu środków do depozytariusza, który wykorzystuje depozyt zabezpieczający do wymiany środków dla łańcucha bocznego.
Jak działają łańcuchy boczne
Załóżmy, że nasza przyjaciółka Alicja posiada pięć Bitcoinów. Ma nadzieję wymienić je na pięć równoważnych walut w łańcuchu bocznym Bitcoina (nazywamy je „monetami łańcucha bocznego”). Dwukierunkowy kołek łańcucha bocznego, o którym mówiliśmy, pozwala użytkownikom przenosić swoje aktywa z łańcucha głównego do łańcucha bocznego i odwrotnie.
Nie zapominaj, że sidechains to niezależne łańcuchy bloków z różnymi blokami, węzłami i mechanizmami weryfikacji. Aby otrzymać monety typu sidechain, Alicja wyśle jej pięć Bitcoinów na inny adres. Adres może być czyjąś własnością. Po otrzymaniu Bitcoinów właściciel adresu przypisuje te 5 monet sidechain adresowi sidechain Alicji. Ponadto adres może mieć maksymalną konfigurację bez zaufania, a oprogramowanie automatycznie zasila monety sidechain po wykryciu płatności.
Alice zamieniła swoje zasoby Bitcoinów na monety typu sidechain. Może także działać odwrotnie, konwertując monety sidechain na Bitcoin. Po posiadaniu aktywów w łańcuchu bocznym może teraz swobodnie handlować na tym niezależnym blockchainie. Podobnie jak główny łańcuch, może wysyłać i odbierać monety sidechain od innych.
Na przykład może zapłacić Bobowi monetę sidechain, aby kupił bluzę Binance. Kiedy chce wymienić swoje bitcoiny z powrotem, może wysłać pozostałe cztery monety sidechain na specjalny adres. Po potwierdzeniu transakcji cztery Bitcoiny zostaną odblokowane i przesłane na adres, który kontroluje w głównym łańcuchu.
Dlaczego warto używać łańcuchów bocznych?
Być może zastanawiasz się, dlaczego miałbyś używać łańcuchów bocznych. Czy nie byłoby w porządku, gdyby Alicja po prostu korzystała z łańcucha bloków Bitcoin?
Odpowiedź jest taka, że łańcuchy boczne mogą mieć funkcje, których nie ma Bitcoin. Blockchain to starannie zaprojektowany system transakcji poza łańcuchem. Chociaż Bitcoin jest najbezpieczniejszą zdecentralizowaną kryptowalutą, nie jest jeszcze liderem, jeśli chodzi o przepustowość. Chociaż transakcje Bitcoin są szybsze niż tradycyjne metody, prędkość jest nieco gorsza w porównaniu z innymi systemami blockchain. Bloki można wydobywać tylko co dziesięć minut, a gdy sieć jest przeciążona, opłaty mogą znacznie wzrosnąć.
Trzeba jednak przyznać, że codzienne drobne płatności wcale nie muszą wymagać tak wysokiego poziomu bezpieczeństwa. Jeśli Alicja pójdzie kupić kawę, z pewnością nie będzie czekać na potwierdzenie transakcji. Jeśli tak, jej transakcja będzie zawsze w kolejce, a zanim transakcja zostanie potwierdzona, jej kawa będzie już wystudzona.
Łańcuchy boczne nie podlegają tej regule. Działa nawet bez użycia dowodu pracy. Możesz wybrać mechanizm konsensusu, zaufać jednemu walidatorowi lub dostosować dowolną liczbę parametrów. Sidechains mogą wdrażać ulepszenia niedostępne w głównym łańcuchu, generować większe bloki i przeprowadzać szybkie rozliczenia.
Co ciekawe, nawet jeśli łańcuch boczny ulegnie strasznemu uszkodzeniu, nie wpłynie to na łańcuch podstawowy. W ten sposób mogą służyć jako platformy eksperymentalne do uruchamiania funkcji, które powinny zdominować większość konsensusu sieci.
Jeśli użytkownicy są zadowoleni z transakcji poza łańcuchem, sidechains mogą stanowić integralny krok w kierunku wydajnego skalowania. Węzeł łańcucha głównego nie musi przechowywać wszystkich transakcji łańcucha bocznego. Alicja może wejść do łańcucha bocznego za pomocą pojedynczej transakcji Bitcoin, wykonać setki transakcji walutowych w łańcuchu bocznym, a następnie wyjść. Jeśli chodzi o blockchain Bitcoina, wykonała tylko dwie operacje: jedną wejście i jedną wyjście.
Ethereum Plasma jest podobny, ale istnieją znaczące różnice. Proszę przeczytać „Co to jest plazma Ethereum (plazma)?” ",Ucz się więcej:
Wprowadzenie do kanału płatności
Czym są kanały płatności?
Kanały płatnicze służą temu samemu celowi co sidechains pod względem skalowalności, ale zasadniczo się od siebie różnią. Podobnie jak w przypadku sidechainów, kanały płatności oddzielają transakcje od głównego łańcucha, uniemożliwiając nieograniczoną ekspansję blockchainu. Różnica w przypadku sidechainów polega jednak na tym, że nie muszą one opierać się na niezależnym blockchainie,
Kanały płatności obsługują transakcje użytkowników poprzez inteligentne kontrakty bez konieczności publikowania transakcji w blockchainie. Działa poprzez wykorzystanie oprogramowania w celu egzekwowania umowy pomiędzy dwoma uczestnikami.
Jak działają kanały płatności
W popularnym modelu Lightning Network obie strony najpierw wpłacają tokeny na wspólny adres. Jest to adres z wieloma podpisami i do wydania środków wymagane są dwa podpisy. Dlatego też, jeśli Alicja i Bob utworzą taki adres, transfer środków będzie możliwy wyłącznie za obopólną zgodą.
Załóżmy, że obie osoby wpłacają 10 Bitcoinów na ten sam adres, a saldo adresu wynosi 20 Bitcoinów. Są w stanie łatwo ustalić saldo początkowe, czyli Alicja i Bob mają po 10 Bitcoinów. Jeśli Alicja będzie musiała przekazać token Bobowi, księga może zostać zaktualizowana do następującej postaci: Alicja posiada 9 Bitcoinów, a Bob posiada 11 Bitcoinów. Nie muszą księgować transakcji w łańcuchu bloków, aby zaktualizować swoje salda.
Po ostatecznym zakończeniu wszystkich transakcji, powiedzmy, że Alicja posiada 5 Bitcoinów, a Bob 15. Mogą tworzyć transakcje, wysyłać te salda na odpowiednie adresy, podpisywać je i rozpowszechniać w sieci.
Alicja i Bob mogli zapisać w księdze dziesiątki, setki, a nawet tysiące transakcji. Jednak na poziomie blockchain wykonali tylko dwie operacje w łańcuchu: jedna była początkową transakcją finansowania, a druga dokonała redystrybucji salda po zakończeniu transakcji. Z wyjątkiem dwóch powyższych punktów, wszystkie pozostałe transakcje przeprowadzane są poza łańcuchem, bez opłat manipulacyjnych i niemal natychmiastowo. Obie strony nie muszą płacić opłat górniczych ani czekać na potwierdzenia blokowe.
Oczywiście omówione powyżej przykłady opierają się na wzajemnym zrozumieniu i ścisłej współpracy pomiędzy stronami transakcji i nie są odpowiednie dla obcych osób. Można jednak zastosować specjalne mechanizmy w celu karania oszustw i umożliwienia nieznanym stronom bezpiecznej transakcji.
ścieżka płatności
Dla obu stron dokonujących częstych transakcji kanały płatności są oczywiście wygodniejsze i szybsze. To podejście również poprawia się z dnia na dzień. Sieć tych kanałów można stale wzbogacać i optymalizować, dzięki czemu Alicja może płacić odbiorcom, z którymi nie ma bezpośredniego kontaktu. Jeśli Bob i Carol otworzą kanał płatności, Alicja będzie mogła płacić Carol za pośrednictwem tego kanału, o ile pojemność będzie wystarczająca. Może najpierw zapłacić za pośrednictwem kanału płatności Boba, a Bob przeleje środki na kanał Carol. Tę samą operację można wykonać, jeśli Carol jest połączona z innym uczestnikiem, Danem.
Ta struktura sieci ostatecznie przekształciła się w topologię rozproszoną, w której każdy może połączyć się z wieloma węzłami równorzędnymi. Kanałów płatności jest wiele, a użytkownicy mogą samodzielnie wybrać najbardziej efektywny kanał.
Podsumować
Powyżej omówiliśmy dwa scenariusze skalowalności. Obydwa umożliwiają realizację transakcji bez zwiększania obciążenia bazowego łańcucha bloków. Łańcuchy boczne i kanały płatności są wciąż niedojrzałe, ale korzysta z nich coraz większa liczba użytkowników, którzy chcą ominąć pułapki transakcji w warstwie podstawowej.
Z biegiem czasu, gdy użytkownicy będą nadal przyłączać się do sieci, utrzymanie decentralizacji będzie miało kluczowe znaczenie. Aby osiągnąć ten cel, można ograniczyć wzrost pojemności blockchaina, tak aby w dowolnym momencie można było dodawać nowe węzły. Zwolennicy rozwiązań skalowalnych poza łańcuchem uważają, że wraz z rozwojem technologii łańcuch główny będzie w przyszłości obsługiwał wyłącznie transakcje o dużej wartości lub będzie wykorzystywany wyłącznie do uzyskiwania dostępu/rozłączania łańcuchów bocznych oraz otwierania/zamykania kanałów płatności.
