Ключові висновки

  • Трилема блокчейну пояснює виклик балансування безпеки, децентралізації та масштабованості в мережах блокчейн.

  • Покращення однієї властивості часто відбувається за рахунок однієї або обох інших.

  • Різні блокчейни використовують різні технічні підходи, такі як альтернативні механізми консенсусу, рішення другого рівня та шардінг, щоб вирішити трилему.

  • Хоча жоден блокчейн повністю не вирішив трилему, поточні розробки, такі як оновлення Fusaka Ethereum та дорожня карта, орієнтована на роллапи, значно звузили розрив.

Binance Academy courses banner

Вступ

Оскільки блокчейни можуть обробляти лише обмежену кількість транзакцій за секунду, багато хто стверджує, що для глобального впровадження технології вона повинна бути здатна обробляти набагато більше даних та швидше. Це дозволить більшій кількості людей користуватися мережею без уповільнення або високих витрат.

Проте, фундаментальний дизайн багатьох децентралізованих мереж означає, що збільшення масштабованості, як правило, послаблює децентралізацію або безпеку. Це те, що називається трилемою блокчейну. Розробники досліджують різні рішення, такі як нові механізми консенсусу, шардінг та мережі другого рівня.

Трилема блокчейну

Коротко кажучи, блокчейн - це розподілена цифрова база даних. Блоки даних організовані в хронологічному порядку та зв'язані криптографічними доказами. Реалізація цієї технології в різних галузях вже змінює наше життя та роботу.

Ідея полягає в тому, що децентралізовані та безпечні блокчейни дозволяють існувати світу, де нам не потрібно покладатися на третіх осіб, щоб мережі чи ринки функціонували. Однак експерти загалом погоджуються, що якщо ця технологія має бути більш широко впроваджена, трилема блокчейну повинна бути вирішена.

Популяризована співзасновником Ethereum Віталіком Бутеріним, трилема блокчейну стосується ідеї, що важко досягти оптимальних рівнів усіх трьох властивостей одночасно. Посилення однієї з цих властивостей часто означає компроміс у одній або обох інших.

Децентралізація

Публічні блокчейни зазвичай розроблені для децентралізації, що означає, що жоден окремий учасник не повинен мати одностороннього контролю над мережею. На практиці ступінь децентралізації варіюється між мережами. Мережа зазвичай відкрита для всіх, хто хоче брати участь, і контроль розподілений серед усіх учасників. Кожен має доступ до одного й того ж реєстру, і якщо учасник намагається шахраювати систему, змінюючи записи на свою користь, решта мережі може перевірити та відхилити шахрайські дані.

Розгляньте різницю між Bitcoin та традиційною банківською системою. Банки забезпечують довіру між людьми під час транзакцій та гарантують правильність всіх записів. Однак блокчейн Bitcoin ділиться всіма цими даними з усіма в мережі, щоб їх можна було перевірити та підтвердити перед додаванням до бази даних. В результаті система може існувати без потреби в третіх особах.

Децентралізація пропонує можливість того, що відомо як Web3. У той час як Web2 складає більшість сучасного Інтернету, з сайтами та додатками, контрольованими компаніями, Web3 надає користувачам контроль над своїми даними та ідентичністю.

Проте децентралізація має свої компроміси. Оскільки кілька користувачів повинні досягти консенсусу щодо кожної транзакції, обробка часто є повільнішою, ніж у централізованих системах. Це робить масштабованість (здатність обробляти більше транзакцій за секунду) ключовим викликом для децентралізованих мереж.

Безпека блокчейну

Безпека є необхідною для будь-якого блокчейну, оскільки без неї зловмисники могли б скомпрометувати мережу та змінити історію транзакцій. Незалежно від того, чи є система централізованою чи децентралізованою, безпека не гарантується. Централізовані системи можуть отримати вигоду від більшої контролю та швидшого прийняття рішень, але вони також представляють єдину точку відмови та сильно залежать від якості своїх команд безпеки.

У децентралізованих системах безпека повинна досягатися без покладання на центральний орган. Наприклад, Bitcoin використовує комбінацію криптографії та механізму консенсусу, відомого як Proof of Work (PoW). Кожен блок даних пов'язаний з попереднім через унікальний цифровий підпис (хеш), що робить будь-яке втручання відразу помітним.

PoW додає ще один рівень захисту, вимагаючи від учасників мережі, відомих як майнери, розв'язувати складні математичні задачі через широкі обчислення хешування перед підтвердженням транзакцій. Це робить атаки дорогими та складними для реалізації. Оскільки видобуток Bitcoin за дизайном є ресурсомістким, він повільніший, ніж деякі інші підходи.

Також зверніть увагу, що чим більше учасників (вузлів) у мережі, тим безпечніше вона. Чим більша мережа, тим важче одному зловмиснику захопити контроль над системою.

В теорії, якщо особа або група зможе контролювати більше половини потужності мережі, вони можуть здійснити те, що відоме як атака на 51%, що потенційно може дозволити зловживання, такі як подвійна витрата.

Масштабованість блокчейну

Масштабованість стосується здатності блокчейну обробляти збільшену кількість транзакцій за секунду (TPS). Щоб технологія блокчейн могла підтримувати масове впровадження та потенційно мільярди користувачів, вона повинна швидко, дешево та надійно обробляти транзакції. На практиці масштабованість часто відходить на другий план у порівнянні з децентралізацією та безпекою, які є двома основними принципами дизайну блокчейну.

Централізовані платіжні системи, такі як Visa, можуть, як стверджують, обробляти тисячі транзакцій за секунду, оскільки вони працюють у закритому, дозволеному середовищі. Їм не потрібно глобальне узгодження від тисяч незалежних вузлів, що дозволяє їм обробляти транзакції майже миттєво.

На відміну від цього, публічні блокчейни повинні обробляти кожну транзакцію через кілька незалежних валідаторів. Це розподілене підтвердження сповільнює продуктивність: базовий шар Bitcoin в середньому обробляє близько 5 TPS, тоді як Ethereum обробляє близько 15-20 TPS.

Навіть з впровадженням консенсусу Proof of Stake (PoS) замість PoW у деяких мережах, необхідність глобальної угоди все ще накладає обмеження. Без ефективних рішень для масштабованості, сплеск використання може призвести до перевантаження мережі, уповільнення часу транзакцій та підвищення комісій.

Вирішення трилеми блокчейну

Найпростіший підхід до трилеми блокчейну полягав би в зменшенні кількості валідаторів мережі (вузлів) в обмін на більшу масштабованість та швидкість. Але це ослабило б децентралізацію, передавши контроль меншій кількості учасників, і також могло б ослабити безпеку, оскільки менша кількість гравців означає вищу ймовірність атак.

Отже, тут лежить трилема: децентралізація та безпека глибоко пов'язані, а спосіб, яким будуються блокчейни, ускладнює покращення масштабованості без ослаблення однієї або обох. Велике питання полягає в тому, як зробити блокчейни швидшими, не жертвуючи тими якостями, які роблять їх надійними з самого початку.

Поточні розробки

Немає єдиного рішення для трилеми. Проте, розробники та дослідники досліджували різноманітні підходи, багато з яких показали перспективні результати. Деякі з найважливіших розробок включають:

Шардінг

Шардінг ділить блокчейн на менші частини, або шард, кожен з яких має свій власний реєстр та здатність обробляти транзакції незалежно. Основний ланцюг координує взаємодії між шардою, зменшуючи навантаження на будь-який окремий ланцюг і покращуючи масштабованість.

Наприклад, протокол NEAR використовує модель шардінгу, відому як Nightshade, яка динамічно масштабується, ділячи мережу на кілька паралельних шард. Точна кількість шард та час завершення можуть змінюватись, коли мережа оновлюється, але наразі мережа працює з 8 активними шард і може досягати завершення транзакцій за приблизно 600 мілісекунд.

Альтернативні механізми консенсусу

Однією з причин, чому трилема існує в мережі Bitcoin, є те, як працює PoW для забезпечення безпеки. Знаходження іншого способу забезпечити консенсус є одним із підходів до вирішення трилеми.

У блокчейнах PoS учасники, які беруть участь у підтвердженні транзакцій, повинні ставити (блокувати) свої токени. Немає потреби в надзвичайно спеціалізованих майнінгових машинах. Додавання більшої кількості валідаторів до мережі є простішим і доступнішим, хоча участь все ще залежить від вимог до ставок, вимог до апаратного забезпечення, обмежень валідаторів та того, чи підтримує мережа делегування чи ставки пулів.

Інший підхід - це Proof of Authority (PoA), який забезпечує безпеку мережі, використовуючи ідентичності валідаторів, а не ставлені монети. У системах PoA обмежена кількість довірених учасників заздалегідь затверджені для перевірки транзакцій та створення блоків. Це може запропонувати вищу масштабованість, але зменшує децентралізацію.

Деякі блокчейн-мережі використовують гібридні моделі для балансування компромісів. Наприклад, BNB Smart Chain використовує Proof of Staked Authority (PoSA), де валідатори ставлять BNB, щоб брати участь у виробництві блоків, досягаючи часу блокування приблизно три секунди. Мережа Conflux поєднує елементи PoW з структурою Directed Acyclic Graph (DAG), щоб покращити пропускну здатність, зберігаючи характеристики безпеки PoW.

Рішення другого рівня

Ще один підхід до вирішення трилеми полягає в тому, щоб будувати поверх існуючого блокчейну, а не змінювати його базовий шар. Рішення другого рівня обробляють транзакції поза основним ланцюгом, а потім повертають результати назад на нього. Це зменшує перевантаження, знижує комісії та зберігає безпеку базового шару.

Роллапи об'єднують кілька транзакцій поза ланцюгом і подають один стиснутий доказ на основний ланцюг для перевірки. Оптимістичні роллапи, такі як Arbitrum, вважають транзакції дійсними, якщо їх не оскаржують, тоді як роллапи нульового знання (ZK), такі як Scroll, використовують криптографічні докази для підтвердження дійсності без розкриття всіх деталей транзакцій. Ethereum все більше стає орієнтованим на роллапи, причому велика частина його децентралізованих фінансів (DeFi), ігрової діяльності та NFT відбувається на Рівні 2, щоб покращити швидкість та знизити витрати. Оновлення Fusaka Ethereum, яке активувалося в грудні 2025 року, ще більше покращує доступність даних для роллапів через механізм PeerDAS, що дозволяє мережі масштабувати перевірку без необхідності, щоб кожен вузол зберігав усі дані.

Канали стану дозволяють учасникам проводити транзакції поза ланцюгом, причому лише початкові та кінцеві стани записуються на блокчейні. Мережева Lightning Network Bitcoin є відомим прикладом, який використовує канали стану для швидких, низьковитратних транзакцій, зберігаючи більшість активностей поза ланцюгом, покладаючись на базовий шар Bitcoin для остаточного врегулювання.

Питання та відповіді

Що таке трилема блокчейну?

Трилема блокчейну стосується виклику оптимізації трьох основних властивостей мережі блокчейн одночасно: безпеки, децентралізації та масштабованості. Цей термін став популярним завдяки співзасновнику Ethereum Віталіку Бутеріну. Більшість дизайнів вимагають компромісів, де покращення однієї властивості зазвичай компрометує одну або обидві інші.

Чи була вирішена трилема блокчейну?

Станом на 2026 рік жоден блокчейн повністю не вирішив трилему. Проте рішення другого рівня, альтернативні механізми консенсусу та шардінг досягли значного прогресу. Наприклад, екосистема роллапів Ethereum розроблена для суттєвого масштабування пропускної здатності за межами базового шару, з дорожніми картами та оновленнями доступності даних, що націлюються на дуже високу загальну потужність.

Який блокчейн найкраще вирішує трилему?

Різні блокчейни по-різному пріоритизують трилему, залежно від їх цілей дизайну. Ethereum підкреслює безпеку та децентралізацію і спирається на мережі другого рівня для масштабованості. Solana пріоритизує пропускну здатність та швидкість, але робить компроміси в децентралізації. Протокол NEAR використовує динамічний шардінг для балансу всіх трьох властивостей на базовому рівні. Немає єдиної відповіді, оскільки правильний баланс залежить від випадку використання.

У чому різниця між Рівнем 1 та Рівнем 2 в контексті трилеми?

Рівень 1 - це базовий блокчейн (такий як Bitcoin або Ethereum), який забезпечує безпеку та децентралізацію. Мережі другого рівня будуються поверх Рівня 1 для покращення масштабованості. Транзакції обробляються поза ланцюгом і періодично врегульовуються назад на Рівень 1. Це розділення дозволяє базовому шару зберігати свої властивості безпеки, в той час як Рівень 2 поглинає вимоги до пропускної здатності.

Що таке шардінг і як він допомагає?

Шардінг ділить блокчейн на менші сегменти, або шард, кожен з яких здатний незалежно обробляти свої транзакції. Це знижує навантаження на будь-який окремий вузол і збільшує загальну пропускну здатність мережі. Ethereum розробляє повний данкшардінг як частину своєї довгострокової дорожньої карти, тоді як протокол NEAR вже використовує динамічну модель шардінгу на базовому рівні.

Заключні думки

Трилема блокчейну залишається значним викликом для технології, щоб досягнути свого повного потенціалу. Однак поточні зусилля, такі як дорожня карта Ethereum, орієнтована на роллапи, оновлення Fusaka та зростання високопродуктивних модульних блокчейнів, демонструють перспективні шляхи вперед. Ці нововведення мають на меті покращити масштабованість, не підриваючи безпеки або децентралізації, наближаючи галузь до майбутнього, де блокчейни можуть підтримувати глобальні додатки.

Додаткова література

  • Що таке Appchains (блокчейни, специфічні для додатків)?

  • Що таке мережі Bitcoin другого рівня?

  • Що таке абстракція ланцюга?

  • Що таке шардінг і як він працює?

Відмова від відповідальності: цей контент подається вам на основі "як є" для загальної інформації та освітніх цілей, без жодних представлень або гарантій будь-якого виду. Його не слід тлумачити як фінансову, юридичну або іншу професійну пораду, і він не має на меті рекомендувати покупку будь-якого конкретного продукту або послуги. Вам слід звернутися за порадою до відповідних професійних консультантів. Якщо стаття була написана стороннім автором, зверніть увагу, що висловлені думки належать сторонньому автору та не обов'язково відображають думки Binance Academy. Будь ласка, ознайомтеся з нашим повним відмовою від відповідальності для отримання додаткових деталей. Ціни на цифрові активи можуть бути волатильними. Вартість вашої інвестиції може знизитися або зростати, і ви можете не отримати назад вкладену суму. Ви несете повну відповідальність за свої інвестиційні рішення, і Binance Academy не несе відповідальності за будь-які збитки, які ви можете зазнати. Для отримання додаткової інформації дивіться наші Умови використання та Попередження про ризики.