Kryptovaluutat ovat kehittyneet paljon Bitcoinin käyttöönoton jälkeen vuonna 2008. Mutta kuten kymmenen minuutin Bitcoin-tapahtumat tai kohtuuttomat Ethereumin kaasumaksut voivat osoittaa, ne eivät aivan pysty vastaamaan Visan tapahtumanopeuksiin tai korvaamaan kokonaan fiat-valuuttoja. Pohjimmiltaan nämä ongelmat johtuvat skaalautuvuuden puutteesta – ongelmasta, jonka toisen tason ratkaisut voisivat ratkaista.
Tässä artikkelissa tarkastellaan, miksi lohkoketjuarkkitehtuuri luonnostaan tuo mukanaan skaalautuvuusongelmia, ja kolmea tapaa, joilla toisen tason ratkaisut voisivat ratkaista ne.
Miksi skaalautuvuus on vaikeaa
Lohkoketjuarkkitehtuureilla on useita skaalautuvuushaasteita. Toisin kuin perinteiset maksujärjestelmät, ne eivät ole riippuvaisia keskitetystä välittäjästä, joka voi yksipuolisesti hyväksyä tapahtumia ylläpitämällä vain yhtä tietokantaa. Sen sijaan ne ovat riippuvaisia solmuverkostosta ja monimutkaisesta konsensusjärjestelmästä toimiakseen ilman auktoriteettihahmoa – ja nämä lisäävät yleiskustannuksia.
Suurimpia haasteita ovat muun muassa:
- YhteisymmärrysMonet lohkoketjut käyttävät konsensusmekanismeja, jotka hidastavat tarkoituksella transaktioprosessia petosten estämiseksi. Esimerkiksi työntodiste-algoritmit vaativat vaikean laskennan lohkon lisäämiseksi. Nämä monimutkaiset laskelmat estävät pahantahtoisia toimijoita yrittämästä pakottaa tapahtumaa.
- solmutMonet lohkoketjut vaativat jokaista solmua tallentamaan lohkoketjun täydellisen kopion, mikä voi ajan myötä vaatia paljon resursseja tapahtumien lisääntyessä. Lisäksi lohkoketjujen on välitettävä tapahtumat ja lohkot jokaiselle verkon solmulle, mikä aiheuttaa verkkoviivettä.
- BlocksBitcoinilla ja muilla lohkoketjuilla on kiinteä lohkokoko, mikä rajoittaa tapahtumien määrää sekunnissa. Esimerkiksi Bitcoin pystyy käsittelemään noin seitsemän tapahtumaa sekunnissa, mikä on huomattavasti vähemmän kuin perinteiset maksujärjestelmät.
Nämä haasteet aiheuttavat useita skaalautuvuusongelmia:
- RajoituksetLohkoketjuilla on rajallinen transaktioiden läpimenoaika ja käsittelynopeudet konsensusmekanisminsa ja lohkokokojensa vuoksi. Lisäksi verkon osallistujien määrän kasvaessa lohkoketjuilla voi olla vaikeuksia vastata kysyntään.
- KaupankäyntikulutKorkeat transaktiomaksut vaikeiden konsensusmekanismien ja muiden tekijöiden vuoksi tekevät transaktioiden suorittamisesta kallista käyttäjille ja haittaavat lohkoketjun skaalautumiskykyä.
- VastausajatSkaalautuvuusongelmat voivat johtaa pidempiin vasteaikoihin. Esimerkiksi Bitcoin pystyy käsittelemään vain seitsemän tapahtumaa sekunnissa, mikä tarkoittaa, että käyttäjien on ehkä odotettava kauan ennen kuin tapahtuma on virallisesti valmis. Ja ruuhkaiset verkot, joissa ei ole riittävästi solmuja, voivat pahentaa näitä ongelmia.
Nämä haasteet luovat ns. lohkoketjun trilemma – tai uskomus, että hajautetut verkot voivat tarjota vain kaksi kolmesta hajauttamiseen, turvallisuuteen ja skaalautuvuuteen liittyvästä hyödystä. Esimerkiksi skaalautuvuuden parantaminen olisi yksinkertaista, jos keskitettäisiin konsensusmekanismi tai ei tarvitsisi huolehtia vilpillisistä tapahtumista.
Mitä ovat Layer 2 -ratkaisut?
Useimmat ohjelmistot rakennetaan kerroksittain, kun taas sovellukset rakennetaan yleensä yhdelle perustalle. Ei siis pitäisi olla yllättävää, että lohkoketjutkin rakennetaan kerroksittain. Kerroksen 1 lohkoketjut, kuten Bitcoin ja Ethereum, tarjoavat perustan Tason 2 ratkaisut ja muita ekosysteemejä. Ja käy ilmi, että nämä lisäkerrokset voivat olla ratkaisevan tärkeitä skaalautuvuusongelmien ratkaisemisessa.
Kerroksen 2 ratkaisut toimivat pohjana olevan lohkoketjuprotokollan päällä parantaakseen skaalautuvuutta ja tehokkuutta. Esimerkiksi Lightning Network on Bitcoinin toinen kerros, joka käyttää mikromaksukanavia skaalatakseen lohkoketjun kykyä käsitellä tapahtumia tehokkaammin (ja kustannustehokkaammin) ja parantaakseen Bitcoinin tunnetusti hitaita tapahtumia.
Layer 2 -ratkaisujen nousu ei kuitenkaan tarkoita, etteikö Layer 1 -verkkoja olisi pyritty parantamaan. Esimerkiksi Ethereum 2.0 siirtyi tehokkaampaan Proof-of-Stake (PoS) -konsensusmekanismiin, kun taas siirtyminen EVM:stä eWASM:ään lyhentää merkittävästi transaktioaikoja kääntämällä koodia sen sijaan, että sitä tulkittaisiin reaaliajassa.
Myös toisen kerroksen ratkaisuilla on omat haittapuolensa. Vaikka ne saattavat parantaa skaalautuvuutta, monet ratkaisut joutuvat tinkimään hajauttamisesta tai tietoturvasta. Hyvä uutinen on kuitenkin se, että nämä ratkaisut ovat parantuneet tasaisesti. Uudet lähestymistavat parantavat yleensä skaalautuvuutta enemmän kuin vahingoittavat lohkoketjutrilemman muita komponentteja.
Kerroksen 2 skaalautuvuusmenetelmät
Tason 2 ratkaisut käyttävät useita eri strategioita parantaakseen pohjana olevan tason 1 lohkoketjun skaalautuvuutta. Yleensä nämä strategiat voidaan kuitenkin jakaa kolmeen luokkaan.
Sisäkkäiset lohkoketjut
Sisäkkäisillä lohkoketjuilla on vanhempi-lapsisuhde kerroksen 1 lohkoketjuun. Vanhempi lohkoketju delegoi työn lapsiketjuille, jotka käsittelevät työn ja palauttavat sen vanhemman lohkoketjulle, kun se on valmis. Vanhempi lohkoketju puolestaan on yleensä mukana vain silloin, kun lapsiketjun tulokseen liittyy transaktioriita.
OMG-verkko on yksi suosituimmista sisäkkäisistä lohkoketjuista. Yhdistämällä Ethereumin tapahtumat, pakkaamalla ne yhdeksi tapahtumaksi ja validoimalla ne optimoidulla lapsiketjulla verkko voi käsitellä tuhansia tapahtumia sekunnissa, mikä vähentää Ethereumin tapahtumakustannuksia kolmanneksella ja ratkaisee sen skaalautuvuusongelmat.
Valtion kanavat
Tilakanavat avaavat kaksisuuntaisen viestinnän lohkoketjun ja ketjun ulkopuolisen tapahtumakanavan välille. Ketjun ulkopuolisessa kanavassa osallistujat voivat suorittaa rajattomasti yksityisiä tapahtumia, joita vain he itse voivat tarkkailla. Kun tapahtuma on valmis, sen lopullinen tila tallennetaan alla olevaan kerroksen 1 lohkoketjuun.
Lightning Network on suosittu esimerkki Bitcoin-lohkoketjuun rakennetusta tilakanavasta. Kun haluat tehdä transaktion tai transaktiosarjan, voit hyödyntää verkkoa rajattomien maksujen tekemiseen, jotka tapahtuvat välittömästi ja murto-osalla alkuperäisistä kustannuksista. Kun päätät sulkea kanavan, kaikki tapahtumat yhdistetään ja lisätään Bitcoiniin.
sivuketjuja
Sivuketjut ovat lohkoketjun vierekkäisiä transaktioketjuja suurille erätapahtumille. Pääketju ylläpitää yleistä turvallisuutta ja ratkaisee kiistoja, kun taas sivuketjuilla on itsenäinen konsensusmekanismi, joka on optimoitu nopeutta ja skaalautuvuutta varten. Ja kaksisuuntainen sidonta varmistaa, että näitä ratkaisuja käytettäessä ei ole vastapuoliriskiä.
Esimerkiksi Liquid Network on avoimen lähdekoodin sivuketju, joka on rakennettu Bitcoinin lohkoketjun päälle. Bitcoinin lohkoaika on kymmenen minuuttia, kun taas Liquidin lohkojen löytämisaika on vain yksi minuutti, mikä tarkoittaa, että sivuketjuun voidaan lisätä kymmenen kertaa enemmän lohkoja. Työntodisteiden louhinnan sijaan Liquid luottaa nopeaan funktionaalien verkkoon tapahtumien varmentamiseksi.
Roll-Upit
Rollupit ovat toisen tason ratkaisu, joka suorittaa laskennan ja tallennuksen ketjun ulkopuolella ja lähettää vain lopullisen todisteen alla olevalle ensimmäisen tason lohkoketjulle. Kaksi suosituinta rollupin tyyppiä ovat zk-Rollupit (nollatietoa käyttävät) ja optimistiset rollupit. Ja molemmilla on omat nopeus-, turvallisuus- ja monimutkaisuuskompromissejaan.
Esimerkiksi Optimistinen Ethereum niputtaa useita tapahtumia yhteen ja lähettää pääketjuun vain yhteenvedon, mikä parantaa merkittävästi läpimenoa ja alentaa kustannuksia jyrkästi. ”Optimism”-osa olettaa, että kaikki tapahtumat ovat päteviä, ellei niitä kyseenalaisteta tietyn ajan kuluessa, mikä luo aikaa petosten havaitsemiselle.
Kerroksen 1 strategiat
Näiden tason 2 strategioiden lisäksi jotkin tason 1 lohkoketjut ovat alkaneet toteuttaa muutoksia tehostaakseen itseään. Esimerkiksi jotkut lohkoketjut ovat siirtymässä työntodisteesta panoksentodistekonsensusmekanismiin parantaakseen transaktionopeutta vähentämällä laskentatehoa.
Sharding on toinen kerroksen 1 strategia läpimenon parantamiseksi. Jakamalla tapahtumat pieniin joukkoihin ja käyttämällä sitten horisontaalista jakokäsittelyalgoritmia niiden käsittelemiseen rinnakkain, kerroksen 1 lohkoketjut voivat tehokkaammin käsitellä ruuhkiaan ilman, että tapahtumia tarvitsee lähettää erillisiin kerroksen 2 ratkaisuihin.
Haasteet ja riskit
Kerroksen 2 ratkaisut auttavat parantamaan läpimenon skaalautuvuutta, mutta ne voivat myös lisätä riskejä tai vaarantaa lohkoketjutrilemman muita osa-alueita. Ennen kuin käytät kerros 2 -ratkaisua, käytä aikaa sen toiminnan ja siihen liittyvien mahdollisten riskien ymmärtämiseen.
Joitakin mielessä pidettäviä haasteita ja riskejä ovat:
- TurvallisuusLayer 2 -ratkaisujen turvallisuus riippuu pääketjusta, mikä tekee niistä alttiita kaikille pääketjuun vaikuttaville ongelmille. Lisäksi älysopimuksia hyödyntävillä Layer 2 -ratkaisuilla voi olla mahdollisia turvallisuusriskejä.
- MonimutkaisuusKerroksen 2 ratkaisut lisäävät kerroksen 1 lohkoketjuihin uuden monimutkaisuuskerroksen, mikä voi lisätä virheiden esiintymisaluetta, pidentää kehitysaikatauluja, lisätä ylläpitokustannuksia ja vaikuttaa negatiivisesti käyttökokemukseen.
- ViiveKerroksen 2 ratkaisujen pitäisi vähentää tapahtumien viivettä, mutta tarve täsmäyttää tapahtumat kerroksen 1 lohkoketjun kanssa voi lisätä edestakaisen liikenteen viivettä.
Bottom Line
Lohkoketjut lupaavat mullistaa rahoitusalan, mutta monilla lohkoketjuilla on luonnostaan skaalautuvuusrajoituksia. Onneksi toisen tason ratkaisut voivat auttaa vastaamaan näihin haasteisiin vaarantamatta taustalla olevan ensimmäisen tason lohkoketjun eheyttä ja historiaa. Ja tietenkin jotkut ensimmäisen tason lohkoketjut jatkavat omien parannustensa toteuttamista.
Jos käyt kauppaa kryptovaroilla, ZenLedger voi auttaa järjestämään tapahtumasi veroaikaa varten, laskemaan myyntivoittosi tai -tappiosi ja luomaan tarvittavat verolomakkeet. Lisäksi verotappioiden käsittelytyökalumme voi auttaa sinua tunnistamaan mahdollisuuksia säästää ympäri vuoden.
Yllä oleva on tarkoitettu vain yleiseksi tiedoksi, eikä sitä tule tulkita ammatilliseksi neuvonnaksi. Hae riippumatonta oikeudellista, taloudellista, verotuksellista tai muuta neuvontaa juuri sinun tilanteeseesi.
