Ievads
Mērogojamība kopumā attiecas uz sistēmas spēju augt, lai pielāgotos pieaugošajam pieprasījumam. Datorā varat uzlabot ierīces veiktspēju, jauninot tās aparatūru, lai tā varētu ātrāk veikt noteiktus uzdevumus. Kad mēs runājam par mērogojamību blokķēdēs, mēs runājam par to kapacitātes palielināšanu, lai apstrādātu vairāk darījumu.
Tādiem protokoliem kā Bitcoin ir daudz priekšrocību, taču mērogojamība nav viena no tām. Ja Bitcoin tiktu palaists centralizēti piederošā datu bāzē, administratoram būtu salīdzinoši viegli palielināt ātrumu un caurlaidspēju. Bet Bitcoin vērtību piedāvājumi (t.i., cenzūras pretestība) prasa, lai daudzi dalībnieki sinhronizētu blokķēdes kopiju.
Blokķēdes mērogojamības problēma
Bitcoin mezgla darbināšana ir salīdzinoši lēta, un pat vienkāršas ierīces to var paveikt. Taču, tā kā tūkstošiem mezglu ir jāatjaunina vienam ar otru, to jaudai ir noteikti ierobežojumi.
Tiek noteikti ierobežojumi darījumu skaitam, ko var apstrādāt ķēdē, lai neļautu datubāzei izaugt līdz apgrūtinošam izmēram. Ja tas pārāk ātri kļūst pārāk liels, mezgli nespēs sekot līdzi. Turklāt, ja bloki ir pārāk lieli, tos nevar ātri pārraidīt pa tīklu.
Rezultātā mēs atrodamies sastrēguma vietā. Blokķēdi var uzskatīt par vilcienu pakalpojumu, kas atiet noteiktos intervālos. Katrā vagonā ir tikai ierobežots vietu skaits, un, lai iegūtu biļeti, ceļotājiem ir jāpiedalās, lai garantētu vietu. Ja visi mēģinās iekāpt vilcienā vienlaikus, cena būs augsta. Tāpat, ja tīkls ir aizsērējis ar nepabeigtiem darījumiem, lietotājiem būs jāmaksā lielāka maksa, lai viņu darījums tiktu iekļauts savlaicīgi.
Viens no risinājumiem būtu ratiņus palielināt. Tas nozīmētu vairāk vietu, lielāku caurlaidspēju un lētākas biļešu cenas. Taču nav garantijas, ka sēdvietas nepiepildīsies tā, kā kādreiz. Ratiņus nevar pastāvīgi paplašināt, tāpat kā blokus vai bloku gāzes ierobežojumus nevar mērogot bezgalīgi. Pēdējais padara mezglu palikšanu tīklā dārgāku, jo tiem būs nepieciešama dārgāka aparatūra, lai tie būtu sinhronizēti.
Ethereum radītājs Vitaliks Buterins izstrādāja mērogojamības trilemmu, lai aprakstītu izaicinājumu, ar ko saskaras blokķēdes. Viņš uzskata, ka protokoliem ir jārod kompromisi starp mērogojamību, drošību un decentralizāciju. Tie ir zināmā mērā pretrunā viens ar otru – pārāk daudz koncentrējoties uz diviem no īpašumiem, trešais būs slikts.
Šī iemesla dēļ daudzi mērogojamību uzskata par kaut ko tādu, kas jāpanāk ārpus ķēdes, savukārt drošība un decentralizācija ir maksimāli jāpalielina pašā blokķēdē.
Kas ir ārpus ķēdes mērogošanas risinājumi?
Mērogošana ārpus ķēdes attiecas uz pieejām, kas ļauj veikt darījumus, nepārkāpjot blokķēdi. Protokoli, kas tiek pievienoti ķēdei, ļauj lietotājiem sūtīt un saņemt līdzekļus, neparādot darījumus galvenajā ķēdē. Mēs aplūkosim divus no ievērojamākajiem sasniegumiem šajā jomā: sānu ķēdēm un maksājumu kanāliem.
Ievads sānu ķēdēs
Kas ir sānu ķēde?
Sānu ķēde ir atsevišķa blokķēde. Tomēr tā nav atsevišķa platforma, jo tā ir kaut kādā veidā piesaistīta galvenajai ķēdei. Galvenā ķēde un sānu ķēde ir sadarbspējīgas, kas nozīmē, ka līdzekļi var brīvi plūst no viena uz otru.
Ir vairāki veidi, kā nodrošināt līdzekļu pārnešanu. Dažos gadījumos aktīvi tiek pārvietoti no galvenās ķēdes, noguldot tos īpašā adresē. Tie nav īsti nosūtīti — tie ir bloķēti adresē, un sānu ķēdē tiek izsniegta atbilstoša summa. Vienkāršāka (kaut arī centralizēta iespēja) ir nosūtīt līdzekļus glabātājam, kurš apmaina depozītu pret līdzekļiem sānu ķēdē.
Kā darbojas sānu ķēde?
Pieņemsim, ka mūsu draudzenei Alisei ir pieci bitkoini. Viņa vēlas tās apmainīt pret piecām līdzvērtīgām vienībām Bitcoin sānu ķēdē – sauksim tās par blakusmonētām. Attiecīgā sānu ķēde izmanto divvirzienu piesaisti, kas nozīmē, ka lietotāji var pārsūtīt savus līdzekļus no galvenās ķēdes uz sānu ķēdi un otrādi.
Atcerieties, ka sānu ķēde ir atsevišķa blokķēde. Tātad tam būs dažādi bloki, mezgli un validācijas mehānismi. Lai iegūtu savus blakusmonētus, Alise viņai nosūtīja piecus bitkoīnus uz citu adresi. Tas varētu piederēt kādam, kurš pēc tam, kad saņems bitkoīnus, ieskaitīs viņas sānu ķēdes adresi ar piecām blakusmonētām. Alternatīvi, tai var būt kāda veida uzticēšanās samazināta iestatīšana, kurā sānu monētas tiek automātiski ieskaitītas pēc tam, kad programmatūra nosaka maksājumu.
Alise tagad ir pārveidojusi savas monētas sānu monētās, taču viņa vienmēr var mainīt procesu, lai atgūtu savus bitkoinus. Tagad, kad viņa ir iekļuvusi sānu ķēdē, viņa var brīvi veikt darījumus šajā atsevišķajā blokķēdē. Viņa var nosūtīt sānu monētas vai saņemt tās no citiem, tāpat kā galvenajā ķēdē.
Viņa varētu, piemēram, samaksāt Bobam vienu sānu monētu par Binance kapuci. Kad viņa vēlas atgriezties pie Bitcoin, viņa varētu nosūtīt atlikušās četras sānu monētas uz īpašu adresi. Pēc darījuma apstiprināšanas četri bitkoini tiks atbloķēti un piegādāti uz adresi, kuru viņa kontrolē galvenajā ķēdē.
Kāpēc tiek izmantotas sānu ķēdes?
Jums varētu rasties jautājums, kāda ir šī jēga. Kāpēc Alise vienkārši neizmanto Bitcoin blokķēdi?
Atbilde ir tāda, ka sānu ķēde var būt spējīga uz lietām, ko Bitcoin nevar izdarīt. Blokķēdes ir rūpīgi izstrādātas kompromisu sistēmas. Lai gan Bitcoin ir visdrošākā un decentralizētākā kriptovalūta, tā nav labākā caurlaides spējas ziņā. Lai gan Bitcoin darījumi ir ātrāki par parastajām metodēm, tie joprojām ir salīdzinoši lēni, salīdzinot ar citām blokķēdes sistēmām. Bloki tiek iegūti ik pēc desmit minūtēm, un maksa var ievērojami pieaugt, kad tīkls ir pārslogots.
Jāatzīst, ka nelieliem ikdienas maksājumiem šāds drošības līmenis, visticamāk, nav vajadzīgs. Ja Alise maksā par kafiju, viņa negaidīs, kamēr darījums tiks apstiprināts. Viņa stāvēja rindā, un viņas dzēriens jau būs auksts, kad tas tiks nodots.
Uz sānu ķēdēm neattiecas tie paši noteikumi. Faktiski viņiem pat nav jāizmanto darba apliecinājums, lai tie darbotos. Varat izmantot jebkuru vienprātības mehānismu, uzticēties vienam pārbaudītājam vai pielāgot jebkuru parametru skaitu. Varat pievienot jauninājumus, kas nepastāv galvenajā ķēdē, izveidot lielākus blokus un nodrošināt ātrus norēķinus.
Interesanti, ka sānu ķēdēs var būt pat kritiskas kļūdas, neietekmējot pamatā esošo ķēdi. Tas ļauj tos izmantot kā platformas eksperimentiem un tādu funkciju izvēršanai, kurām pretējā gadījumā būtu nepieciešama tīkla lielākās daļas vienprātība.
Ja lietotāji ir apmierināti ar kompromisiem, sānu ķēdes varētu būt neatņemams solis ceļā uz efektīvu mērogošanu. Nav prasības galvenajiem ķēdes mezgliem saglabāt katru darījumu no sānu ķēdes. Alise varēja iekļūt sānu ķēdē ar vienu Bitcoin darījumu, veikt simtiem sānu monētu darījumu un pēc tam iziet no sānu ķēdes. Ciktāl tas attiecas uz Bitcoin blokķēdi, viņa ir veikusi tikai divus — vienu, lai ieietu, un vienu, lai izietu.
Ethereum plazma ir līdzīga, taču tai ir dažas būtiskas atšķirības. Lasiet vairāk par to: Kas ir Ethereum Plasma?
Ievads maksājumu kanālos
Kas ir maksājumu kanāls?
Maksājumu kanāli mērogojamības jomā kalpo tam pašam mērķim kā sānu ķēdes, taču tie būtiski atšķiras. Tāpat kā sānu ķēdes, tās izstumj darījumus no galvenās ķēdes, lai novērstu blokķēdes uzpūšanos. Tomēr atšķirībā no sānu ķēdēm, lai tās darbotos, nav nepieciešama atsevišķa blokķēde.
Maksājumu kanāls izmanto viedo līgumu, lai lietotāji varētu veikt darījumus, nepublicējot savus darījumus blokķēdē. Tas tiek darīts, izmantojot programmatūras īstenotu līgumu starp diviem dalībniekiem.
Kā darbojas maksājumu kanāls?
Tādos modeļos kā populārais Lightning Network divas puses vispirms nogulda monētas adresē, kas tām kopīgi pieder. Šī ir vairāku parakstu adrese, kurai nepieciešami divi paraksti, lai līdzekļi tiktu iztērēti. Tātad, ja Alise un Bobs izveidotu šādu adresi, līdzekļus varētu pārvietot tikai ar abu piekrišanu.
Pieņemsim, ka viņi katrs iemaksā 10 BTC uz adresi, kurā tagad ir 20 BTC. Viņiem būtu viegli izveidot bilanci, kurā teikts, ka Alisei un Bobam abiem ir 10 BTC. Ja Alise vēlētos dot Bobam monētu, viņi varētu to atjaunināt, lai rakstītu, ka Alisei ir 9 BTC, Bobam ir 11 BTC. Viņiem nebūtu jāpublicējas blokķēdē, jo viņi turpina atjaunināt šos atlikumus.
Tomēr, kad pienāks laiks, pieņemsim, ka Alisei ir 5 BTC, bet Bobam — 15 BTC. Pēc tam viņi varētu izveidot darījumu, kas nosūta šos atlikumus uz pusēm piederošām adresēm, parakstīt to un pārraidīt.
Alise un Bobs savā bilancē varēja ierakstīt desmit, simts vai tūkstoš darījumu. Bet, kas attiecas uz blokķēdi, viņi ir veikuši tikai divas ķēdes darbības: vienu sākotnējam finansēšanas darījumam un otru, lai pārdalītu atlikumus, kad tās ir pabeigtas. Izņemot šos divus, visi pārējie darījumi ir bezmaksas un gandrīz tūlītēji, jo tie notiek ārpus ķēdes. Nav jāmaksā kalnraču nodeva, un nav jāgaida bloķēšanas apstiprinājumi.
Protams, iepriekš apspriestais piemērs prasa abām pusēm sadarboties, kas nav ideāla situācija svešiniekiem. Tomēr, lai sodītu jebkuru krāpšanās mēģinājumu, var izmantot īpašus mehānismus, lai puses varētu droši sazināties viena ar otru bez uzticības.
Maksājumu maršrutēšana
Acīmredzot maksājumu kanāli ir ērti divām pusēm, kuras paredz lielu darījumu apjomu. Bet kļūst labāk. Šo kanālu tīklu var pilnveidot, kas nozīmē, ka Alise varētu maksāt partijai, ar kuru nav tieši saistīta. Ja Bobam ir atvērts kanāls ar Kerolu, Alise var viņai samaksāt, ja ir pietiekami daudz ietilpības. Viņa novirzīs līdzekļus Bobam kanālam, kurš savukārt tos novirzīs Kerola pusei. Ja Kerola ir savienota ar citu dalībnieku Denu, to pašu var izdarīt.
Šāds tīkls pārvēršas par sadalītu topoloģiju, kurā ikviens savienojas ar vairākiem vienaudžiem. Bieži vien līdz galamērķim būs vairāki maršruti, un lietotāji varēs izvēlēties visefektīvāko.
Noslēguma domas
Mēs esam apsprieduši divas mērogojamības pieejas, kas ļauj veikt darījumus, neapgrūtinot pamatā esošo blokķēdi. Gan sānķēdes, gan maksājumu kanālu tehnoloģija vēl nav nobriedusi, taču tos arvien vairāk izmanto lietotāji, kuri vēlas apiet pamata slāņa darījumu trūkumus.
Laikam ejot un tīklam pievienojoties arvien vairāk lietotāju, ir svarīgi ievērot decentralizāciju. Tas ir sasniedzams, tikai nosakot ierobežojumus blokķēdes izaugsmei, lai jauni mezgli varētu viegli pievienoties. Ārpus ķēdes mērogojamības risinājumu piekritēji uzskata, ka ar laiku galvenā ķēde tiks izmantota tikai augstvērtīgu darījumu norēķiniem vai sānu ķēžu piesaistei/izslēgšanai un kanālu atvēršanai/slēgšanai.