Introducere în problemele de scalabilitate Blockchain

Apariția tehnologiei blockchain, cu promisiunea sa de tranzacții descentralizate, sigure și imuabile, a revoluționat numeroase industrii. Cu toate acestea, ca orice tehnologie de pionierat, vine cu partea ei de provocări. Una dintre cele mai critice și discutate probleme este cea a scalabilității.

În contextul tehnologiei blockchain, scalabilitatea se referă la capacitatea rețelei de a gestiona și procesa un volum tot mai mare de tranzacții în mod eficient și eficient. Adevărata provocare constă în relația paradoxală dintre descentralizare, securitate și scalabilitate, adesea denumită „trilema blockchain”. Trilema presupune că o rețea blockchain poate excela în două domenii, dar va face inevitabil compromisuri în al treilea.

Majoritatea blockchain-urilor tradiționale precum Bitcoin și Ethereum au fost concepute cu un accent puternic pe securitate și descentralizare. Acest accent, deși este esențial pentru integritatea rețelelor, a limitat, din neatenție, scalabilitatea acestora. Această limitare este cel mai bine exemplificată în perioadele de congestie mare a rețelei, în care utilizatorii se confruntă cu timpi de tranzacție mai lenți și taxe de tranzacție mai mari.

Capacitatea actuală de tranzacție a Bitcoin este de aproximativ șapte tranzacții pe secundă (TPS), în timp ce Ethereum merge puțin mai bine la 15 TPS. În comparație cu rețelele financiare centralizate precum Visa, capabile să gestioneze aproximativ 24.000 de TPS, devine evident cât de mult spațiu de îmbunătățire există în ceea ce privește scalabilitatea blockchain.

Problema scalabilității, așadar, prezintă un obstacol semnificativ în calea adoptării în masă a tehnologiei blockchain. A devenit centrul a numeroase inițiative de cercetare și proiecte de dezvoltare care se străduiesc să optimizeze rețelele blockchain fără a sacrifica descentralizarea sau securitatea acestora. Apariția soluțiilor Layer 2, cum ar fi Lightning Network și Plasma, semnifică progrese promițătoare în acest domeniu, oferind modalități inovatoare de a îmbunătăți scalabilitatea și, prin urmare, propulsând tehnologia mai aproape de acceptarea pe scară largă.

Înțelegerea soluțiilor de nivel 1 și 2

Pentru a dezlega complexitatea scalabilității blockchain, este esențial să înțelegem diferențele fundamentale dintre soluțiile de nivel 1 și stratul 2. Acești termeni se referă la două abordări diferite pentru îmbunătățirea capacității unui blockchain de a procesa tranzacții.

Soluțiile de nivel 1 cuprind modificări ale protocolului blockchain în sine, schimbând efectiv regulile originale ale rețelei. Aceste modificări pot implica creșterea dimensiunii blocului, așa cum se vede în hard fork-ul Bitcoin Cash, sau tranziția la un mecanism de consens mai scalabil, cum ar fi Proof of Stake de la Ethereum. Soluțiile de nivel 1 sunt adesea mai complexe de implementat, deoarece necesită de obicei un acord la nivel de rețea sau un hard fork, ceea ce poate duce la fragmentarea în cadrul comunității.

Soluțiile de nivel 2, pe de altă parte, caută să îmbunătățească scalabilitatea fără a modifica protocolul de bază. În schimb, funcționează prin construirea unui cadru secundar deasupra blockchain-ului existent. Ideea de bază este de a descărca o parte semnificativă a tranzacțiilor din lanțul principal, procesându-le pe acest al doilea strat, care este mai rapid și mai flexibil. Odată ce tranzacțiile sunt finalizate pe al doilea strat, rezultatul este înregistrat pe blockchain-ul principal, asigurând astfel securitatea și imuabilitatea. Această abordare „în afara lanțului” a câștigat o tracțiune semnificativă pentru potențialul său de a crește dramatic debitul tranzacțiilor, fără a sacrifica avantajele inerente ale blockchain-ului subiacent.

Două dintre cele mai proeminente soluții Layer 2, Lightning Network și Plasma, au prezentat un potențial considerabil în combaterea problemelor de scalabilitate ale Bitcoin și, respectiv, Ethereum. Următoarele secțiuni vor aprofunda aceste soluții, elucidând funcțiile, caracteristicile și implicațiile lor pentru viitorul tehnologiei blockchain.

Aprofundare în soluțiile de scalare de nivel 2

Pe măsură ce pășim în lumea soluțiilor Layer 2, este esențial să înțelegem principiile de bază care guvernează aceste tehnologii inovatoare. Soluțiile de scalare de nivel 2 urmăresc în primul rând atenuarea congestionării rețelei și reducerea taxelor de tranzacție prin efectuarea majorității tranzacțiilor în afara lanțului. Ei valorifică securitatea blockchain-ului principal, pe care sunt postate doar informații esențiale. Cu alte cuvinte, soluțiile Layer 2 servesc ca o rețea auxiliară care facilitează tranzacții mai rapide și mai ieftine, stabilind în cele din urmă rezultatele nete pe blockchain-ul primar.

Unul dintre conceptele fundamentale utilizate de multe soluții de strat 2 este cunoscut sub numele de „canale de stat”. Un canal de stat este un canal de comunicare bidirecțională între participanți, care le permite să efectueze tranzacții nelimitate între ei în afara lanțului. Aceste tranzacții sunt instantanee, deoarece nu necesită confirmări de blocare și au taxe minime, deoarece nu consumă resurse de rețea. Odată ce participanții au încheiat tranzacțiile, ei închid canalul de stat și decontează rezultatul net pe lanțul principal.

O altă tehnică esențială folosită în soluțiile Layer 2 este „sidechains”. Acestea sunt blockchain-uri independente care rulează paralel cu lanțul principal și au propriile mecanisme de consens. Activele pot fi transferate din lanțul principal în lanțul lateral, permițând tranzacții mai rapide și mai ieftine. Odată ce tranzacțiile sunt finalizate, activele pot fi mutate înapoi în lanțul principal.

Atât canalele de stat, cât și sidechain-urile scad semnificativ sarcina pe lanțul principal, sporind capacitatea globală de tranzacție a rețelei. Cu toate acestea, fiecare are punctele lor forte și punctele slabe, făcându-le potrivite pentru diferite aplicații. Secțiunile următoare vor analiza rețeaua Lightning și Plasma, două soluții de strat 2 care utilizează aceste concepte pentru a aborda problemele de scalabilitate ale Bitcoin și, respectiv, Ethereum.

Evidențierea rețelei Lightning

Ca răspuns la problema de scalabilitate a Bitcoin, rețeaua Lightning a fost conceptualizată ca o soluție de nivel 2 pentru a facilita tranzacții mai rapide și cu costuri reduse. Rețeaua Lightning folosește conceptul de canale de stat, permițând participanților să tranzacționeze în afara lanțului, ocolind constrângerile timpilor de confirmare a blocurilor și congestionarea rețelei.

Rețeaua Lightning funcționează prin crearea unui canal de plată între două părți care doresc să efectueze mai multe tranzacții. Acest canal este deschis prin crearea unui portofel cu semnături multiple, care este în esență un portofel Bitcoin care necesită semnăturile ambelor părți pentru a executa o tranzacție. Deschiderea canalului, care implică crearea portofelului cu semnături multiple și o depunere inițială de Bitcoin, este înregistrată pe blockchain-ul Bitcoin.

Odată deschis canalul, cele două părți pot efectua un număr nelimitat de tranzacții între ele, fără ca aceste tranzacții să fie înregistrate pe lanțul principal. Aceste tranzacții modifică distribuția depozitului inițial în cadrul portofelului cu semnături multiple, dar se produc instantaneu și fără comisioane, deoarece nu fac obiectul confirmărilor de bloc.

Când părțile nu mai doresc să tranzacționeze, închid canalul, iar distribuția finală a Bitcoin în portofelul cu semnături multiple este înregistrată pe lanțul principal. Important este că numai tranzacțiile de deschidere și de închidere sunt înregistrate pe blockchain, permițând posibil ca mii de tranzacții în afara lanțului să aibă loc cu doar două tranzacții în lanț.

Această abordare inovatoare promite un impuls semnificativ pentru scalabilitatea Bitcoin, susținând tranzacții aproape instantanee cu comisioane minime. Cu toate acestea, este esențial să înțelegem că Lightning Network este cel mai potrivită pentru tranzacții mici sau micro-tranzacții, având în vedere cerințele canalelor de prefinanțare și riscurile potențiale asociate cu tranzacțiile mai mari.

Explorarea Plasmei

Plasma este o altă soluție de scalare de nivel 2, concepută în primul rând pentru a aborda problemele de scalabilitate ale rețelei Ethereum. Conceput de Joseph Poon și co-fondatorul Ethereum, Vitalik Buterin, Plasma folosește conceptul de sidechain pentru a crea o structură ierarhică a blockchain-urilor interconectate, fiecare funcționând independent, în timp ce în cele din urmă ancorat de lanțul principal Ethereum.

În cadrul Plasma, un lanț părinte (lanțul principal Ethereum) este conectat la mai multe lanțuri copii sau lanțuri Plasma, care sunt capabile să ruleze contracte inteligente și să proceseze tranzacții în mod independent. Aceste lanțuri de copii pot avea propriile lanțuri de copii, formând o structură asemănătoare unui copac. Beneficiul cheie al acestei arhitecturi este că fiecare lanț funcționează independent, descarcând o parte semnificativă a tranzacțiilor din lanțul principal, sporind astfel scalabilitatea.

Când un utilizator dorește să interacționeze cu un lanț de plasmă, mai întâi își depune jetoanele Ether sau ERC-20 într-un contract inteligent pe lanțul principal Ethereum. Acest contract inteligent acționează ca o punte între lanțul principal și lanțul Plasma. Odată ce depunerea este confirmată, activele echivalente sunt create în lanțul Plasma, permițând utilizatorului să efectueze tranzacții sau să interacționeze cu contracte inteligente într-un ritm mai rapid și cu comisioane mai mici.

Pentru a asigura securitatea și integritatea lanțului de plasmă, este utilizat un proces cunoscut sub numele de „ieșire din plasmă”. Acest proces permite utilizatorilor să-și retragă activele din lanțul Plasma înapoi în lanțul principal, chiar și în cazul unui actor rău intenționat care încearcă să compromită lanțul Plasma. În plus, lanțurile cu plasmă se bazează pe un mecanism de consens numit „Proof of Authority”, în care un număr mic de validatori sunt responsabili pentru menținerea integrității lanțului, optimizând în continuare performanța lanțului.

Descărcând o mare parte din sarcina tranzacțională din lanțul principal, Plasma are potențialul de a îmbunătăți în mod semnificativ scalabilitatea Ethereum, deschizând calea pentru ca aplicațiile descentralizate (dApps) mai sofisticate și mai mari consumatoare de resurse să înflorească în ecosistem.

Compararea Lightning Network și Plasma

Rețeaua Lightning și Plasma reprezintă două abordări diferite ale soluțiilor de scalare Layer 2, fiecare adaptată la caracteristicile și cerințele specifice ale blockchain-urilor respective, Bitcoin și Ethereum.

Rețeaua Lightning, concepută pentru Bitcoin, utilizează canale de stat pentru a facilita tranzacțiile în afara lanțului. Este deosebit de abil în a gestiona rapid și economic un volum mare de tranzacții mici. Permițând utilizatorilor să deschidă canale de plată directe între ei, Lightning Network încurajează micro-tranzacțiile și interacțiunile frecvente, cu costuri reduse, făcându-l o soluție ideală pentru scenariile care necesită tranzacții de înaltă frecvență și de valoare redusă. Cu toate acestea, este posibil să nu fie la fel de potrivit pentru tranzacții mai mari din cauza cerințelor canalelor de prefinanțare și a potențialelor riscuri de securitate asociate cu soldurile semnificative ale canalelor.

Pe de altă parte, Plasma, concepută pentru Ethereum, folosește o rețea de sidechain-uri pentru a descărca volumul de lucru computațional din lanțul principal. Acest lucru îl face excepțional de potrivit pentru operațiuni complexe, cum ar fi cele asociate cu aplicații descentralizate sau contracte inteligente. Lanțurile de plasmă pot gestiona o varietate de sarcini, de la simple transferuri de valoare la interacțiuni complexe cu contracte inteligente. Cu toate acestea, este esențial să rețineți că robustețea Plasmei vine cu un grad de complexitate, iar natura ierarhică a rețelei poate introduce provocări în coordonarea între mai multe lanțuri laterale.

În esență, atât Rețeaua Lightning, cât și Plasma reprezintă progrese semnificative în scalabilitatea blockchain, fiecare cu punctele sale forte și cazurile de utilizare ideale. Pe măsură ce soluțiile de nivel 2 continuă să evolueze, este probabil să vedem implementări mai specializate care să răspundă unei game variate de cerințe de scalabilitate în peisajul mai larg al blockchain-ului.

Cazuri de utilizare din lumea reală și povești de succes

Soluțiile de strat 2 nu sunt doar constructe teoretice. Ei au început deja să aibă un impact tangibil în lumea blockchain, demonstrând utilitatea practică în diverse aplicații.

Rețeaua Lightning a permis micro-tranzacții pentru utilizatorii Bitcoin din întreaga lume, cu mii de noduri și canale active în prezent. O aplicație notabilă este platforma de social media, Sphinx Chat, care a integrat Lightning Network pentru a facilita micro-plățile creatorilor de conținut. Permițând plăți directe, cu costuri reduse, între utilizatori și creatori, Sphinx Chat este pionierul unui nou model de monetizare pentru rețelele sociale.

În spațiul de vânzare cu amănuntul online, procesorul de plăți OpenNode a folosit rețeaua Lightning pentru a permite tranzacții cu Bitcoin instantanee, cu taxe reduse. Acest lucru a permis companiilor, atât mari cât și mici, să accepte plățile Bitcoin mai economic și mai eficient decât oricând.

O implementare promițătoare a Plasma este Matic Network (acum Polygon), care oferă un cadru de nivel 2 scalabil și flexibil pentru Ethereum. Prin utilizarea unei variante de Plasma, Matic a reușit să crească semnificativ viteza tranzacțiilor, reducând în același timp costurile, făcându-l o soluție atractivă pentru aplicațiile descentralizate care caută scalabilitate.

Aceste povești de succes subliniază potențialul semnificativ al soluțiilor de nivel 2 în îmbunătățirea scalabilității blockchain. Pe măsură ce aceste tehnologii continuă să evolueze și să se maturizeze, ne putem aștepta să vedem o gamă mai largă de cazuri de utilizare și o integrare mai cuprinzătoare în rețelele blockchain existente.

Viitorul soluțiilor de nivel 2

Pe măsură ce tehnologia blockchain continuă să evolueze și să se maturizeze, soluțiile Layer 2 sunt gata să joace un rol din ce în ce mai crucial în îmbunătățirea scalabilității și în facilitarea adoptării în masă a tehnologiei blockchain. Călătoria, însă, este încă în fazele sale incipiente, iar peisajul este copt cu oportunități de explorare și inovare.

O perspectivă interesantă constă în dezvoltarea de soluții interoperabile de nivel 2 care pot funcționa pe diferite platforme blockchain. Astfel de soluții cross-chain Layer 2 ar putea permite interacțiuni fără întreruperi între diferite ecosisteme blockchain, creând în mod eficient o punte de insule blockchain izolate și creând o rețea blockchain mai unificată și mai puternică.

În plus, aplicarea soluțiilor de nivel 2 în domeniul în creștere rapidă al finanțelor descentralizate (DeFi) prezintă o cale promițătoare. Pe măsură ce platformele DeFi continuă să crească în complexitate și volumul tranzacțiilor, soluțiile de nivel 2 s-ar putea dovedi esențiale în gestionarea acestei creșteri a cererii fără a supraîncărca blockchain-ul de bază.

În plus, progresele în tehnologiile de nivel 2 ar putea deschide ușa către noi aplicații ale tehnologiei blockchain care nu sunt în prezent fezabile din cauza constrângerilor de scalabilitate. Acestea ar putea varia de la platforme de social media descentralizate la sisteme de lanț global de aprovizionare, revoluționând potențial industrii întregi.

Cu toate acestea, este important să ne amintim că soluțiile de nivel 2, deși promițătoare, nu sunt un glonț de argint. Fiecare soluție vine cu compromisurile și provocările sale și este esențial să explorezi în continuare alte căi de îmbunătățire a scalabilității blockchain, cum ar fi optimizările Layer 1 și noi algoritmi de consens.

În concluzie, evoluția soluțiilor Layer 2 este o componentă critică a revoluției blockchain în curs. Permițând blockchain-urilor să se scaleze în mod eficient și eficient, aceste tehnologii deschid calea către un viitor în care tehnologia blockchain este profund integrată în structura vieții noastre digitale.

Articolul original publicat pe site-ul nostru:  www.cryptocurrencyguide.org