Łańcuchy bloków reprezentują innowacyjny sposób przechowywania danych, umożliwia jednocześnie bezpieczne i zdecentralizowane transakcje. Jednakże, mimo swoich rewolucyjnych zalet, technologia ta napotyka różne wyzwania związane z trzema kluczowymi obszarami: bezpieczeństwem, skalowalnością i decentralizacją.
W kontekście “trylematu blockchain” staje się niemal jasne, że osiągnięcie równowagi między tymi trzema aspektami jest kluczowym, ale niełatwym zadaniem.
Bezpieczeństwo, będące priorytetem w dziedzinie przechowywania informacji, wymaga zastosowania zaawansowanych algorytmów kryptograficznych, co jednak może negatywnie wpływać na skalowalność. Z kolei dążenie do maksymalnej decentralizacji, może prowadzić do problemów związanych z wydajnością i skalowalnością, utrudniając tym samym efektywne zarządzanie transakcjami.
Na dzisiejszej lekcji przyjrzymy się dokładnie, czym jest problem trylematu blockchain i jak można go rozwiązać!
Co to jest trylemat blockchain? Wyjaśnienie problemu.
Powstanie terminu “trylemat blockchain”, przypisywany jest współzałożycielowi Ethereum, Vitalikowi Buterinowi. Odnosi się on do wyzwań, z jakimi borykają się programiści, tworząc całą architekturę blockchain, która to musi być bezpieczna, skalowalna i jednocześnie zdecentralizowana.
Aby lepiej to zrozumieć, posłużmy się przykładem Bitcoina. Sieć Bitcoin jest obecnie uważana za najbardziej bezpieczną na świecie, osiągając jednocześnie niezwykle szybki poziom hashowania (ponad 460 Exahash na sekundę). Niemalże żaden znany komputer nie byłby w stanie przełamać tych zabezpieczeń opartych w całości na mechanizmie na proof-of-work. Ponadto, dzięki tysiącom niezależnych operatorów węzłów na całym świecie, sieć utrzymuje swój zdecentralizowany charakter, co sprawia, że jest trudniejsza do ataku.
Jednakże, jeśli spojrzymy na transakcje, to tutaj BTC nie ma się czym pochwalić. Podstawowa warstwa Bitcoina wydaje się mało skalowalna, obsługując jedynie około 7 transakcji na sekundę (TPS). Każda próba zwiększenia tej liczby może prowadzić do zachwiania bezpieczeństwa lub decentralizacji albo nawet obu tych aspektów.
Wszystkie blockchainy stają przed podobnym problemem, wyróżniając się w pewnych obszarach, ale jednocześnie napotykając trudności w innych. Dążenie do osiągnięcia równowagi między tymi trzema kluczowymi elementami staje się wręcz wyzwaniem, które wymaga ciągłego badania, innowacji i doskonalenia technologii blockchain.
Poprzez rozwijanie nowoczesnych rozwiązań, technologia blockchain może aspirować do stworzenia systemów, które łączą w sobie wysoki poziom bezpieczeństwa, skalowalności oraz zadowalającej decentralizacji, przyczyniają się jednocześnie do rozwoju tego sektora kryptowalut.
Trylemat blockchain – trzy fundamenty technologii blockchain
Aby wiedzieć, na czym polega problem trylematu blockchain, konieczne jest poznanie trzech kluczowych filarów tej technologii: bezpieczeństwa, skalowalność i decentralizacji. Zatem do dzieła!
Bezpieczeństwo
W kontekście blockchainów, bezpieczeństwo ma kluczowe znaczenie. Jeśli atakujący jest w stanie manipulować danymi w księdze, utrata pełnej integralności sprawia, że staje się ona niewiarygodna i pozbawiona wartości.
Decentralizacja jest kluczowym elementem, który zapewnia bezpieczeństwo blockchainów, w praktyce utrudniając ataki. Jednak, osiągnięcie wysokiego poziomu bezpieczeństwa jest wyzwaniem dla systemu pozbawionego centralnego punktu kontroli, ponieważ ochrona nie może być skoncentrowana w rękach jednostki czy organizacji.
Przykładem najpopularniejszego ataku na blockchain może być atak 51%, gdzie przejęcie kontroli nad większością węzłów umożliwia atakującemu manipulację księgą. W przeszłości Ethereum Classic niestety padło ofiarą tego ataku.
Jednakże, mimo tego, że bezpieczeństwo jest kluczowe, pozostaje ono powiązane z dwoma pozostałymi aspektami trylematu blockchain: skalowalnością i decentralizacją. Zwiększenie bezpieczeństwa często idzie w parze z ograniczeniem pozostałych elementów.
Skalowalność
Skalowalność to zdolność danego łańcucha bloków do obsługi dużej ilości transakcji, nie wpływając negatywnie na szybkość, efektywność ani opłaty. Technologia blockchain musi więc sprostać wyzwaniom związanym z obsługą rosnącej liczby użytkowników i transakcji. Jednak osiągnięcie skalowalności przy jednoczesnym zachowaniu decentralizacji i bezpieczeństwa jest mega trudnym zadaniem.
Podobnie jak w przypadku bezpieczeństwa, zwiększenie skalowalności może prowadzić do zmniejszenia bezpieczeństwa i decentralizacji blockchaina.
Decentralizacja
Decentralizacja sprawia, że łańcuchy bloków różnią się od innych form przechowywania danych. Zamiast gromadzenia informacji na jednym serwerze kontrolowanym przez pojedynczych właścicieli, łańcuchy bloków korzystają z technologii rozproszonej księgi (DLT). Dane przechowywane są na wielu serwerach w różnych lokalizacjach na całym świecie, obsługiwanych często przez niezależne osoby.
Decentralizacja może wzmacniać bezpieczeństwo, eliminując pojedynczy punkt awarii czy wektor ataku. Ale jak zdążyłeś się domyślić, poprawa decentralizacji, może negatywnie wpłynąć na bezpieczeństwo i skalowalność.
Rozwiązania, które pośrednio rozwiązują problem trylematu blockchain
W celu zwalczenia trylematu blockchain, czyli równoczesnego uwzględnienia bezpieczeństwa, skalowalności i decentralizacji, wymyślono wiele rozwiązań, które wprowadzają zmiany zarówno na poziomie warstwy 1 (sieć główna), jak i poprzez wykorzystanie narzędzi w warstwie 2 (Layer 2).
Proponowane rozwiązania warstwy 1
Pierwsze z nich to ulepszenie warstwy konsensusu. Ta koncepcja ma na celu zmianę mechanizmu konsensusu, na którym opiera się sieć. Przykładem takiej zmiany jest przejście z konsensusu proof-of-work (PoW) na model proof-of-stake (PoS), jak miało to miejsce w przypadku Ethereum (aktualizacja The Merge). W modelu PoS, węzły walidacyjne blokują lub stakują tokeny na określony czas, zamiast wykonywać energochłonne obliczenia.
Kolejną propozycją jest sharding. Jest to podział łańcucha bloków na mniejsze fragmenty, przechowywane w różnych lokalizacjach. Dzięki shardingowi każdy węzeł nie musi już przechowywać pełnego zestawu danych, co zwiększa możliwość równoczesnego przetwarzania transakcji i skutkuje większą skalowalnością.
Proponowane rozwiązania warstwy 2
Wiele popularnych propozycji do rozwiązania trylematu blockchain koncentruje się głównie na rozwiązaniach warstwy drugiej, co umożliwia zwiększenie skalowalności przy jednoczesnym zachowaniu decentralizacji i bezpieczeństwa głównego łańcucha, który pozostaje niezmieniony.
Pierwsza propozycja to zagnieżdżenie łańcucha bloków. W tej metodzie główny łańcuch zarządza zadaniami i kontroluje parametry, podczas gdy łańcuchy drugorzędne przetwarzają transakcje. Przykładem jest OMG Plasma.
Drugim rozwiązaniem są kanały stanowe. Pozwalają one uczestnikom dokonywać transakcji poza głównym łańcuchem, a warstwa bazowa pełni rolę ostatecznego arbitra transakcji. Transakcje są dokonywane poza łańcuchem, a zamknięcie kanału następuje po bezpośrednim rozliczeniu w warstwie bazowej. Przykładem jest Bitcoin’s Lightning Network.
Ostatnie, proponowane rozwiązanie to łańcuchy boczne. Działają jako niezależne łańcuchy bloków, działające równolegle do warstwy podstawowej. Korzystają z własnych mechanizmów konsensusu, co pozwala na jeszcze większą skalowalność. Jednakże jednym z wyzwań przy łańcuchach bocznych jest to, że nie korzystają one z zabezpieczeń warstwy bazowej, co może stwarzać potencjalne ryzyka. Projekty takie jak Polygon, Polkadot, Cosmos i Avalanche wykorzystują łańcuchy boczne w swoim działaniu.
Podsumowanie
Społeczność kryptowalutowa nieustannie dąży do rozwiązania trylematu, starając się osiągnąć konsensus w połączeniu decentralizacji, skalowalności i bezpieczeństwa.
Jest to szczególnie widoczne w obszarze płatności kryptowalutowych. Jednakże przyszłość ukazuje się w bardzo obiecujących barwach.
