Трилема блокчейну – досягнення масштабованості, безпеки та децентралізації одночасно – залишається центральною проблемою в розвитку технології блокчейну. Зрозуміло, що будь-який блокчейн, від Bitcoin до Ethereum, бореться з цією трилемою, часто оптимізуючи два з трьох аспектів за рахунок третього.
Вирішення трилеми блокчейну означало б створити мережу, яка одночасно максимізує децентралізацію, безпеку та масштабованість без шкоди для будь-якого аспекту – забезпечуючи високу пропускну здатність транзакцій, багаторівневу безпеку для запобігання вторгненням, масове впровадження та децентралізовану структуру, яка узгоджується з основним принципом блокчейну, тобто. довіра та опір цензурі.
Чому розв’язання трилеми блокчейну є важливим?
Трилема блокчейну: три основні проблеми в технології блокчейн
Віддзеркалюючи боротьбу Нео за збалансування сил у Матриці, розробники блокчейнів стикаються з тристороннім викликом. Ця трилема має вирішальне значення, оскільки вона демонструє невід’ємні компроміси, з якими стикаються розробники, намагаючись оптимізувати такі важливі аспекти:
Децентралізація (Скільки вузлів керують блокчейном?)
Зберігає демократичний дух блокчейну, забезпечуючи
Усі вузли мають однакові права, щоб запобігти маніпуляціям
Робить його стійким до збоїв, усуваючи одиничні точки відмови та,
Значно ускладнює 51% атак.
Однак у випадку досягнення високої пропускної здатності транзакцій (TPS) у високодецентралізованих мережах можуть бути компроміси, що перешкоджає масштабованості.
Масштабованість (яка пропускна здатність? Скільки існує TPS?)
Масштабованість, швидше за все, є найбільш проблематичною функцією для включення в сучасні блокчейн-мережі, і вона надзвичайно важлива для глобального впровадження.
Реальні додатки блокчейну, такі як фінансові послуги, управління ланцюгом поставок тощо, вимагають, щоб мережа швидко й ефективно обробляла велику кількість транзакцій.
Щоб дати вам уявлення, біткойн обробляє близько 7 TPS, а Ethereum – близько 30 TPS, тоді як Visa обробляє приблизно 1700 TPS з можливістю підвищення до 24 000 TPS.
Безпека (Наскільки мережа стійка до атак?)
І останнє, але не менш важливе: у нас є безпека, і без неї блокчейни були б абсолютно марними, оскільки кожен мав би можливість порушувати облікові книги та навіть маніпулювати ними.
Природа блокчейнів із відкритим вихідним кодом є потенційною вразливістю, але рідко призводить до експлойтів у таких усталених мережах, як Bitcoin. Але безпека має свою ціну. Використовуються ресурсомісткі механізми консенсусу, такі як PoW, але це перешкоджає масштабованості в міру зростання мережі.
Підкреслюючи це, можна зробити висновок, що вирішення трилеми блокчейну є життєво важливим для покращення TPS, більшої безпеки та підтримки справжньої децентралізації для запобігання ризикам централізації.
Унікальний підхід до вирішення трилеми блокчейну
Такі інновації, як мережі рівня 2, шардинг і механізми гібридного консенсусу, просуваються до досягнення балансу, і на тлі цих подій Quranium став чудовим рішенням, унікально розробленим для подолання трилеми через свою гібридну архітектуру та інноваційні підходи до консенсусу.
Прочитайте тут, як рішення для масштабування рівня 2 змінюють продуктивність блокчейну, дозволяючи мережам рівня 1 досягти безпрецедентної масштабованості, безпеки та ефективності.
Використовуючи дворівневу установку, яка поєднує PoW з PoR у рамках BlockDAG, Quranium забезпечує збалансоване рішення, яке покращує масштабованість без шкоди для безпеки чи децентралізації. Це ковток, чи не так? Давайте розберемо це.
Як Quranium вирішує трилему блокчейну?
Quranium успішно вирішує трилему блокчейну, інтегруючи передові механізми, які забезпечують одночасну оптимізацію децентралізації, безпеки та масштабованості.
Децентралізація через гібридний консенсус і доказ поваги (PoR)
Quranium покращує децентралізацію за допомогою унікального гібридного консенсусного підходу та інноваційного механізму Proof of Respect (PoR). Це те, що відрізняє Quranium серед різноманітних протоколів.
Якщо вам цікаво, згаданий «гібридний консенсусний підхід» — це, по суті, двошарова система Quranium, яка використовує Доказ роботи (PoW) для основного рівня та Доказ поваги (PoR) для основного шару.
«Гібридний консенсусний механізм Quranium, який поєднує Proof of Work (PoW) з BlockDAG, представляє нове рішення трилеми блокчейну щодо масштабованості, безпеки та децентралізації. Синергія між цими рівнями, особливо з інноваційним підтвердженням поваги (PoR), підвищує цілісність і ефективність мережі. Ця дворівнева система оптимізує пропускну здатність транзакцій і сприяє чесній і децентралізованій мережі. Шляхом динамічного ранжування валідаторів і заохочення позитивної поведінки Quranium забезпечує надійне, масштабоване та інклюзивне середовище блокчейну, встановлюючи нові стандарти для галузі».
Джеймс Бернард, радник Quranium.
Що таке доказ поваги (PoR)?
PoR — це новий механізм консенсусу, запроваджений Quranium, який виходить за межі традиційного Proof of Stake. Це ключовий компонент у вирішенні трилеми блокчейна.
PoR не лише вимірює обчислювальну роботу, виконану вузлами так само, як PoW, але виходить за рамки та враховує якість і корисність внесків вузлів у мережу, щоб вузли, які вносять значущий і впливовий внесок, отримували найвищу винагороду в екосистемі, а не в екосистемі, де домінує лише сировина обчислювальна потужність.
Консенсус PoR від Quranium є ключовим у вирішенні трилеми блокчейну, оскільки він включає соціальні показники, які зменшують ймовірність атак, оскільки зловмисники мають меншу ймовірність отримати повагу та вплив, а також сприяють більш широкому розподілу влади.
Масштабованість за допомогою технології BlockDAG і розділення рівнів
Прагнучи вирішити трилему блокчейну, Quranium досягає масштабованості завдяки двом основним інноваціям:
Розділення шарів для покращеної масштабованості
По-перше, Quranium відокремлює рівень остаточності даних від рівня розгортання смарт-контракту. Рівень остаточності даних зосереджений на підтвердженні та записі транзакцій, тоді як рівень розгортання смарт-контрактів обробляє виконання складних програмованих транзакцій.
Розділивши ці дві функції, Quranium гарантує, що мережа може ефективно обробляти великі обсяги транзакцій без шкоди для інших операцій, що є важливим кроком у вирішенні трилеми блокчейну.
BlockDAG для смарт-контрактів
По-друге, рівень розгортання смарт-контракту використовує структуру BlockDAG замість традиційного блокчейну. На відміну від традиційних блокчейнів, які організовують транзакції в єдиний ланцюжок блоків, Quranium використовує структуру BlockDAG.
Він дозволяє додавати в мережу декілька блоків одночасно, що значно збільшує пропускну здатність транзакцій. Зрештою це означає швидший час підтвердження завдяки можливостям паралельної обробки блокчейну.
BlockDAG дозволяє не тільки створювати декілька блоків паралельно, але й мінімізує проблеми, пов’язані з блоками-сиротами та розгалуженнями, що в кінцевому підсумку забезпечує більш плавну роботу мережі та швидший консенсус. Архітектура BlockDAG відіграє важливу роль у вирішенні трилеми блокчейну, покращуючи масштабованість без шкоди для безпеки чи децентралізації.
Цікаво, що тут слід зазначити, що немає компромісу між масштабованістю та безпекою, оскільки ефективність WOTS+ підтримує потреби Quranium у високому TPS без шкоди для безпеки.
Дізнайтеся більше про те, як технологія блокчейн долає проблеми масштабованості за допомогою різноманітних інноваційних рішень у нашому детальному дослідженні.
Квантово стійкі заходи безпеки
Звертаючись до іншого аспекту вирішення трилеми блокчейну, Quranium готується до квантової загрози. Квантовий алгоритм математика Пітера Шора становить значну загрозу для широко використовуваних криптографічних систем, таких як RSA, Diffie-Hellman і ECC. Алгоритм Шора потенційно може порушити безпеку цих систем, коли квантові комп’ютери стануть достатньо потужними.
Професор Массіміліано Сала з Університету Тренто, Італія, нещодавно обговорив концепцію «Q-дня» — моменту, коли квантові комп’ютери можуть зламати традиційне шифрування. Він сказав,
«Квантові комп’ютери можуть легко вирішити проблеми, які є основоположними для цифрових підписів, тим самим потенційно підриваючи механізм, який захищає активи користувачів на блокчейн-платформах».
Професор Массіміліано Сала з університету Тренто, Італія
Потенційні ризики для архітектур блокчейнів, пов’язані з квантовими обчисленнями
Джерело: розподілені ф'ючерси
Дізнайтеся більше про квантовий захист у вичерпній статті DroomDroom про те, як квантові обчислення створюють значні ризики для технологій блокчейн.
Quranium вирішує цю неминучу загибель, використовуючи квантово-стійкі криптографічні методи, такі як SPHINCS+, у структуру блокчейну. SPHINCS+ — це рішення для постквантової криптографії, затверджене NIST, яке захищає як від поточних, так і від нових кіберзагроз, невід’ємну частину вирішення трилеми блокчейну.
«SPHINCS+ являє собою монументальний стрибок у безпеці блокчейну, особливо для таких технологій, як Quranium. Його схема підпису на основі хешів, за своєю суттю стійка до квантових методів дешифрування, забезпечує надійний захист від нових квантових загроз. На відміну від традиційних алгоритмів, таких як ECC і RSA, SPHINCS+ не покладається на математичні проблеми, які потенційно можуть вирішити квантові комп’ютери. Завдяки інтеграції SPHINCS+ Quranium не тільки забезпечить перспективу своєї інфраструктури, але також пропонує гнучкі конфігурації безпеки, що робить його чудовим варіантом у постійно розвивається ландшафті технологій цифрових реєстрів».
Зішан Хан, співзасновник і головний операційний директор Quranium.
Це схема підпису без збереження стану, заснована на хеші, яка може регулювати, наскільки великим або малим має бути підпис залежно від необхідної безпеки та швидкості.
Привезти все додому
Підсумовуючи, стає зрозуміло, що вирішення трилеми блокчейну є монументальним, але захоплюючим викликом. Баланс між децентралізацією, безпекою та масштабованістю — це не просто технічна перешкода; це визначення майбутнього того, як ми взаємодіємо з цифровими системами та довіряємо їм.
Інноваційна комбінація PoR і BlockDAG від Quranium забезпечує ефективний баланс і максимізацію децентралізації, безпеки та масштабованості, надаючи комплексне рішення трилеми блокчейну. Краса інфраструктури Quranium полягає в її гібридному підході, який плавно поєднує найкраще з усіх світів без шкоди для жодного аспекту.
Використовуючи PoW для основного рівня та PoR у структурі BlockDAG для базового рівня, Quranium створює середовище, у якому можлива висока швидкість транзакцій без шкоди для безпеки чи децентралізації. Ця дворівнева система дозволяє оптимізувати кожен рівень для своїх конкретних функцій: PoW забезпечує надійний захист для остаточних даних, а PoR покращує масштабованість і ефективність для розгортання смарт-контрактів.
Ці досягнення показують, що можна досягти високої швидкості транзакцій, не жертвуючи основними принципами безпеки та децентралізації.
Підхід Quranium є прикладом того, як продуманий дизайн та інноваційні технології можуть подолати трилему блокчейну, відкриваючи шлях для масового впровадження та наступного покоління додатків блокчейну.
