Viktigheten av Skalerbarhet i Blokkjeder
Etter hvert som bruken av blokkjedeteknologi sprer seg blant både enkeltpersoner og organisasjoner, har behovet for skalerbarhet blitt stadig mer sentralt. Du har sikkert hørt om dette begrepet, ofte omtalt som en av de største utfordringene i kryptovalutaindustrien.
Men hva innebærer egentlig «skalerbarhet», særlig i forbindelse med blokkjeder, og hvorfor er det så viktig?
Hva er Blokkjede Skalerbarhet?
«Skalerbarhet» viser til et systems evne til å opprettholde sin funksjonalitet under økt belastning eller endringer i omfang. I blokkjede-sammenheng, betyr skalerbarhet at en blokkjedeprotokoll skal kunne operere optimalt, uten at kostnadene øker, selv når antallet transaksjoner, data og brukere vokser.
Vitalik Buterin har presentert en teori [PDF] om at blokkjedeprotokoller streber etter å være desentraliserte, sikre og skalerbare, men at de som oftest kun kan realisere to av disse egenskapene. Skalerbarhet blir da ofte den egenskapen som må vike.
Når en blokkjede mangler skalerbarhet, fører det til at transaksjoner behandles sakte, noe som igjen kan føre til overbelastning av nettverket (opphopning av betalinger) og høyere gebyrer. En blokkjede med god skalerbarhet, derimot, kan håndtere et stort volum av transaksjoner per sekund (TPS) uten at det går på bekostning av sikkerhet, brukeropplevelse og gebyrer, eller beslutningstaking (oppnå konsensus med et stort nettverk av peer-to-peer-aktører).
Tre sentrale faktorer avgjør hvor skalerbar en blokkjedeprotokoll er:
- Forsinkelse: Tiden det tar å sende transaksjoner til nettverksnodene og motta svar for å oppnå konsensus har betydning for skalerbarheten. Lavere forsinkelse gir et mer skalerbart nettverk.
- Gjennomstrømning: En blokkjedeprotokolls skalerbarhet avhenger av hvor mange transaksjoner den kan behandle hvert sekund. Jo høyere gjennomstrømning, desto mer skalerbart nettverk.
- Kostnad: Ressursene (datakraft, båndbredde osv.) som kreves for å drive en blokkjede er avgjørende for skalerbarheten. Økte ressurser innebærer høyere incentivordninger i nettverket, særlig for flere deltakere. Hvis incentivene ikke står i forhold til deltakelseskostnadene, vil det kunne mangle deltakere i nettverket.
De fleste nyere blokkjedeprotokoller, som Solana, er mer skalerbare enn eldre protokoller som Bitcoin. Likevel oppnås dette ofte på bekostning av et svakere sikkerhetssystem eller økt sentralisering.
For at blokkjeder skal kunne støtte store økonomier og brukerbaser, er skalerbarhet en nødvendighet. Folk vil ikke velge blokkjedeprotokoller som er trege og dyre, spesielt når det finnes raske og rimelige tradisjonelle alternativer. Et eksempel er at det er både raskere og billigere å bruke VISA for å betale for en pizza enn å bruke Bitcoin. Dette understreker betydningen av skalerbarhet i blokkjeder.
Tre Hovedmetoder for å Skalere Blokkjeden
Flere blokkjedeprotokoller har tatt i bruk ulike metoder for å forbedre forsinkelse, gjennomstrømning og kostnader uten at det skal gå ut over sikkerheten og desentraliseringen. Det har imidlertid ikke vært mulig å finne en løsning som løser blokkjedetrilammaet fullstendig, da mange av løsningene ofrer desentralisering eller sikkerhet.
Bildekreditt: Trikona/
Shutterstock
Som en følge av dette, er det vanlig at blokkjedeprotokoller bruker en kombinasjon av forskjellige løsninger for å øke skalerbarheten i blokkjeden.
Disse metodene kan deles inn i tre hovedkategorier.
1. Lag 1-løsninger
Målet her er å forbedre det primære blokkjedenettverket slik at det kan behandle flere transaksjoner. Dette kan innebære metoder som å øke størrelsen på blokkene, redusere transaksjonstidene eller samle inn svar for konsensus raskere.
Lag 1-løsninger implementeres i selve kjeden, og fokuserer på å forbedre kjernen i blokkjedeprotokollen uten å involvere sekundære rammeverk. Forbedringene oppnås som regel ved hjelp av en blokkjedegaffel.
Et eksempel er at Bitcoin aktiverte Segregated Witness (SegWit) gjennom en myk gaffel i 2017. Denne endringen økte blokkstørrelsesgrensene og transaksjonseffektiviteten i protokollen. Senere samme år førte en hard gaffel til at Bitcoin Cash (BCH) ble etablert. Dette er en alternativ blokkjede med større blokkstørrelser, kortere transaksjonstider og lavere transaksjonsgebyrer.
Ethereum-blokkjeden fullførte også en hard gaffel i 2022. Dette skiftet protokollens konsensusalgoritme fra proof-of-work til proof-of-stake. Dette var første fase i innføringen av sharding, som Buterin mener vil skalere nettverket ytterligere.
Blokkjedesharding er en lag 1-løsning, selv om den ikke krever en gaffel. Dette innebærer å dele nettverket opp i mindre deler – shards – for å spre og forbedre transaksjonsbehandlingen. Mens Ethereum planlegger å implementere sharding en gang i 2023, har Zilliqa-blokkjeden allerede fire shards, noe som reduserer transaksjonstider og gebyrer, og øker brukertilfredsheten.
2. Lag 2-løsninger
I motsetning til Lag 1-løsninger som implementeres i kjernen av blokkjedeprotokollen, øker Lag 2-løsninger skalerbarheten ved å flytte enkelte transaksjoner eller prosesser utenfor hovedkjeden. Dette er sekundære rammeverk – statlige kanaler og opprullinger – som er bygget på toppen av kjerneprotokollen for å håndtere økt transaksjonsvolum.
- Statlige kanaler: Med en statlig kanal kan to eller flere parter handle raskt, utenfor kjeden, mens den endelige transaksjonen fremdeles godkjennes i hovedkjeden. For eksempel opererer The Lightning Network på toppen av Bitcoin-blokkjeden og tillater Bitcoin-transaksjoner utenfor hovedkjeden. Transaksjonene forsegles ved hjelp av smarte kontrakter. Deretter legges transaksjonen og dens sluttstatus til hovedblokkjeden, som gjør det mulig å løse tvister og lukke kanaler. Raiden-nettverket som er bygget på Ethereum, er et annet eksempel på en statlig kanal.
- Samlinger: Samlinger – enten det er optimistisk eller null-kunnskaps, utfører transaksjoner utenfor hovedkjeden og sender deretter transaksjonsdata eller bevis på gyldighet til kjerneprotokollen, hvor det oppnås konsensus. Loopring og Aztec er eksempler på null-kunnskaps-samlinger, mens Arbitrium One og Optimism er eksempler på optimistiske samlinger.
Det er også andre forskjeller mellom lag 1- og lag 2-blokkjeder.
3. Nye Kjeder
Bildekreditt: Ico Maker/
Shutterstock
Forskjellige typer nye kjeder – sidekjeder, plasmakjeder og Validium-kjeder – kan opprettes for å effektivisere transaksjonsbehandlingen. Polygon er et eksempel på en Ethereum-sidekjede som er tilpasset for å møte spesifikke behov, samtidig som den drar nytte av og er avhengig av Ethereums robuste infrastruktur.
Selv om disse løsningene noen ganger refereres til som Lag 2-løsninger, er de ganske forskjellige. Lag 2-løsninger er utvidelser av sine Lag 1-motparter og opererer vanligvis i tråd med hovedblokkjeden. Sidekjeder, plasmakjeder og Validium-kjeder er derimot mer uavhengige blokkjeder med forbindelser til sine Lag 1-motparter. De tar vanligvis ansvar for sin egen sikkerhet, konsensusalgoritmer eller blokkparametre.
Uten Skalerbarhet i Blokkjeder, Ingen Masseadopsjon
Blokkjedeteknologi har potensial til å endre verden slik vi kjenner den. Men, dette vil ikke skje hvis skalerbarhet fortsetter å være en begrensning, da det vil føre til at masseadopsjon ikke vil finne sted.
Fra digitalisering av eiendeler til selskaper som bruker blokkjedeteknologi for å forbedre prosesser, er fremtiden lys for blokkjedeteknologi hvis den kan skaleres bærekraftig uten at det går på bekostning av desentralisering og sikkerhet.