24xbtc.com
Трилемма блокчейна: что, как и зачем?
категория: Статьи

Первый в истории блокчейн, а именно биткойн, был представлен лишь в 2008 году. Позже его псевдонимный создатель Сатоши Накамото опубликовал документ Bitcoin whitepaper, который послужил основой для создания новых проектов DeFi и блокчейнов.

 

С тех пор многие разработчики представили новые версии блокчейн с дополнительными функциями. Все блокчейны нацелены на совершенствование концепции сетей, не требующих доверия, с открытым исходным кодом и децентрализованных.

 

Трилемма блокчейна - это терминология DeFi, которая поможет читателю понять сохраняющиеся проблемы в системах блокчейн и их решение.

 

Что такое трилемма блокчейна?

 

Прежде чем говорить о блокчейн, необходимо понять, что такое блокчейн. Блокчейн - это сеть онлайновых финансовых транзакций, основанная на технологии распределенного реестра.

 

Когда человек переводит деньги из своего банка на счет другого банка, детали транзакции сохраняются на сервере, находящемся в собственности частных финансовых предприятий. Эти финансовые предприятия, как и банки, регулируются законами центрального правительства.

 

Поэтому государство может получить доступ ко всей финансовой истории каждого человека, а также иметь полный контроль над законным платежным средством. С другой стороны, децентрализация - это концепция, направленная на то, чтобы сделать процесс финансовых операций беспилотным и автоматизированным.

 

Это означает, что людям, пересылающим деньги из одной точки в другую, не нужно, чтобы государство или какое-либо частное предприятие следило за финансовыми записями и выступало в роли контролера. В случае с банками, если какие-то финансовые операции идут не так, человек может обратиться к правительству и своему банку, чтобы они внесли исправления.

 

В случае с блокчейном все транзакции проверяются майнерами и защищаются методом шифрования.

 

Это означает, что практически невозможно изменить любую запись о транзакции или исказить финансовую историю. Блокчейн выпускает токены или монеты в качестве средства обмена, а не использует законное платежное средство.

 

Например, родная монета блокчейна Bitcoin называется BTC. Эти криптовалюты имеют определенную ценность на реальном рынке в зависимости от сферы их использования, и это позволяет людям отправлять и получать деньги кому угодно и где угодно в мире с относительно меньшими транзакционными издержками.

 

После появления первого блокчейна было изобретено множество новых блокчейнов с введением новых функций. Второй по популярности блокчейн-сетью в мире является Ethereum, после Bitcoin.

 

Сеть Ethereum была основана Виталиком Бутериным, Чарльзом Хоскинсоном, Джозефом Лубиным, Гэвином Вудом и Энтони Ди Лорио в 2013 году. На этом блокчейне, помимо эмиссии криптовалют, могут размещаться децентрализованные приложения.

 

Сооснователь Ethereum Виталик Бутерин придумал парадокс под названием Blockchain Trilemma, который определяет проблемы, с которыми сталкиваются разработчики при обновлении децентрализованных сущностей.

 

Как работает Blockchain Trilemma?

 

В основе Blockchain Trilemma лежат три основных столпа сети блокчейн, а именно децентрализация, масштабируемость и безопасность. Чтобы сделать блокчейн действительно функциональным и надежным, эти три качества играют важную роль.

 

Однако трилемма блокчейна - это парадокс, который постулирует, что разработчик не может достичь всех трех характеристик одновременно. По сути, он предполагает, что блокчейн может обладать двумя из трех важных характеристик одновременно. Если разработчик может повысить масштабируемость и безопасность блокчейна, ему будет недоставать децентрализации.

 

Точно так же, если проект блокчейна может стать полностью децентрализованным и масштабируемым, ему может не хватать некоторых функций безопасности. В целом, трилемма блокчейна предполагает, что один блокчейн не может одновременно внедрить оптимальные уровни этих трех важных свойств.

 

Технически говоря, когда одна или две из этих характеристик повышаются, это автоматически приводит к снижению остальных.

 

Определяющие компоненты трилеммы блокчейна

 

Как уже упоминалось, трилемма блокчейна фокусируется на трех основных характеристиках, а именно на масштабируемости, безопасности и децентрализации. Читателю следует подробно ознакомиться с каждым фактором, чтобы лучше понять принцип:

 

Масштабируемость

 

Масштабируемость - это способность сети блокчейн обрабатывать общее количество транзакций в единицу времени. Это означает, что если блокчейн может проводить сотни транзакций в секунду, то он обладает высокой масштабируемостью.

 

Разработчики блокчейна пытались увеличить масштабируемость своих DLT-сетей, чтобы сделать их более пригодными для массового использования.

 

В то время, когда блокчейн был представлен, мир уже использовал цифровые методы транзакций, в то время как широкие массы пользовались онлайн-транзакциями, такими как электронные переводы, мобильные приложения и кредитные/дебетовые карты.

 

VISA, которая считается одним из самых используемых поставщиков услуг цифровых платежей, может обрабатывать около 24 000 транзакций в секунду. Учитывая, что VISA утверждает, что обслуживает около 104 миллионов человек в 200 странах.

 

Однако VISA не является публичной сетью, и все данные о транзакциях в сети принадлежат частной организации, которая также регулируется правительством.

 

Между тем, блокчейн Bitcoin может обрабатывать семь транзакций в секунду, а Ethereum - 15 транзакций в секунду, согласно отчету Bloomberg в сентябре 2022 года.

 

Блокчейн-сети устроены таким образом, что каждый участник сети имеет право просматривать всю историю транзакций в любой момент времени. Поэтому блокчейн может требовать больше времени для проверки одной транзакции, чтобы обеспечить безопасность и повысить децентрализацию.

 

Блокчейн может зависеть от модели консенсуса PoW или PoS. PoW или Proof of Work - это система проверки транзакций, в которой майнеры соревнуются друг с другом в решении криптовалютной головоломки первыми, чтобы получить право на вознаграждение за майнинг.

 

С другой стороны, модель PoS или Proof of Stake - это модель, в которой майнеры получают проекты верификации на основе жеребьевки. Оба эти метода проверки могут занять некоторое время, и майнеры также должны учитывать такие факторы, как "время завершения" при добавлении каждого нового блока.

 

Безопасность

 

Если блокчейн не может гарантировать безопасность всех своих транзакций, он не будет пользоваться популярностью у пользователей. Блокчейн был представлен широким массам в то время, когда доступ в Интернет и компьютерные вирусы стали обычным делом.

 

Любой человек с минимальными компьютерными знаниями не захочет отправлять деньги через приложение или программное обеспечение, которое не поддерживается правительством и не регулируется.

 

Блокчейн решил эту проблему и создал зашифрованную финансовую сеть, которой невозможно манипулировать или взломать. В то же время существуют модели консенсуса для проверки каждой отдельной транзакции, такие как PoW.

 

Когда человек совершает транзакцию на блокчейне, он создает зашифрованный ключ-головоломку для майнеров. Эта головоломка решается майнерами с помощью вычислительных мощностей, которые проверяют всю историю транзакций указанного лица. Цель шифровальной головоломки - убедиться в подлинности новой записи о транзакции.

 

После проверки транзакции она добавляется в каждую копию блокчейна в мире, чтобы каждый пользователь блокчейна мог получить доступ к информации. Новый блок или запись о транзакции можно рассматривать как разновидность цифровой подписи или хэша.

 

Стоит отметить, что хэш - это карта значений фиксированного размера, которая была получена из произвольного набора данных. Некоторые блокчейны, такие как Solana, используют модель консенсуса с доказательством истории, а некоторые другие сети DeFi - с доказательством ставки.

 

Майнеры Биткойна - это разрозненные группы людей, которые создают майнинговые фермы для решения зашифрованных головоломок, генерирующих хэш-мощность. Каждая майнинговая ферма Биткойн может производить определенное количество хэш-мощности. Иногда фермы по добыче биткоинов могут объединять свои усилия, чтобы повысить свои шансы на получение вознаграждения за добычу.

 

Существует гипотетический сценарий, называемый атакой 51%, который предполагает, что если одна майнинговая организация может контролировать более 50% хэш-мощности, она может манипулировать записями транзакций и проводить двойную трату биткоинов.

 

Децентрализация

 

Децентрализация - это свойство компьютерной сети действовать независимо и работать автономно. Владелец банковского счета не может получить доступ к частному серверу и просмотреть все записи транзакций, имеющиеся в этой системе.

 

Однако блокчейн - это сеть с открытым исходным кодом и разрешением. Любой желающий может не только использовать и просматривать исходный код блокчейн, но и получать все данные о транзакциях на цепочке без необходимости получения разрешения. Децентрализация обеспечивает прозрачность для инвесторов.

 

Децентрализация также привела к появлению новой концепции под названием Web 3.0. Интернет начал свой путь с Web 1.0, где онлайновые веб-сайты были только для чтения или статичными объектами. С появлением Web 2.0 веб-сайты стали динамичными.

 

Сегодняшние пользователи могут не только просматривать данные на сайте, но и взаимодействовать с ними, например, оставлять комментарии, загружать медиа, добавлять реакции и т.д. Однако Веб 2.0 создал интернет, в котором веб-сайты принадлежат частным компаниям, а данные пользователей находятся под контролем этих частных предприятий.

 

В то время как Web 3.0 стремится к такому типу интернета, где онлайн присутствие пользователей децентрализовано, и они полностью контролируют свои данные и киберслед.

 

Однако эта концепция является очень продвинутой, и она может повлечь за собой большие изменения в структуре общества. Децентрализованные финансовые сети или блокчейн пытаются достичь децентрализации, работая вне централизованных банковских систем.

 

Чтобы максимально приблизиться к истинной децентрализации, блокчейн должен повысить свою масштабируемость, поскольку он требует, чтобы все участники сети соглашались с каждой отдельной записью транзакции.

 

Между тем, блокчейн также должен обеспечивать совершенную безопасность на каждом этапе, чтобы гарантировать безопасность своих пользователей.

 

Почему возникает трилемма блокчейна?

 

Для человека, не знакомого с техническими и инженерными аспектами создания блокчейна, понимание трилеммы блокчейна может оказаться сложным.

 

Из приведенных выше примеров и объяснений ясно, что блокчейн должен достичь совершенства одновременно в трех областях, а именно в безопасности, децентрализации и масштабируемости. Однако читатель может попытаться использовать эту дилемму, используя аналогию с выпечкой.

 

Возьмем, к примеру, пекаря, который хочет испечь идеальный торт. Пекарь должен убедиться, что торт должен быть влажным, иметь соответствующую глазурь и в то же время быть структурно прочным.

 

Однако пекарь сталкивается с проблемой: если она сделает торт влажным и прочным, глазурь может растаять или впитаться в торт.

 

С другой стороны, если пекарь попытается сделать торт достаточно влажным, чтобы глазурь осталась нетронутой, он может перестать быть структурно прочным. В третьем сценарии пекарь может испечь структурно прочный торт с идеальной глазурью, но он может потерять свою влажность.

 

Приведенный выше пример как нельзя лучше олицетворяет трилемму блокчейна. Легко понять, как сосредоточенность на одном качестве торта может поставить под угрозу другое качество.

 

Однако при достаточной практике и совершенствовании рецепта пекарь может в конечном итоге достичь всех трех предпосылок для совершенства или, по крайней мере, оставить незначительные отступления.

 

Хотя блокчейн не похож на пирожные, разработчики могут столкнуться с техническими проблемами точно так же и должны усовершенствовать рецепт программирования, чтобы создать идеальный блокчейн.

 

Как решить трилемму блокчейна?

 

В настоящее время не существует определенного и единственного решения для решения трилеммы блокчейна. Однако различные инженеры и разработчики DeFi предложили свои решения. Вот некоторые из способов решения трилеммы блокчейна, которые были приняты различными блокчейн-проектами на сегодняшний день:

 

Решения первого уровня

 

Layer 1 - это базовая программа блокчейна, которая выполняет основные функции и является основополагающей структурой конкретной сети DeFi. Одними из самых популярных блокчейнов Layer-1 являются Bitcoin, Litecoin, Ethereum и другие.

 

Разработчики DeFi придумали программные решения для решения проблемы трилеммы блокчейна на уровне Layer-1. Ниже приведены два из этих решений уровня 1:

 

Шардинг

 

Шардинг - это техническое решение, заимствованное из распределенных баз данных. Оно все еще находится на экспериментальной стадии, но многие блокчейны уже начали использовать его основные версии.

 

Шардинг предполагает разбиение одного потока информации блокчейна на биты, которые называются шардами. Вместо одновременной обработки всего потока транзакций, эти шарды отвечают за обработку определенных частей блокчейн-транзакции.

 

С другой точки зрения, блокчейн может обрабатывать один и тот же поток данных гораздо быстрее, если обрабатывать его параллельно, разбив на осколки. Каждый осколок блокчейна может иметь выделенную и независимую бухгалтерскую книгу.

 

Однако блокчейн-маяк отвечает за взаимодействие между всеми осколками. Кроме того, вместо того чтобы создавать копии каждого узла сети из основного блокчейна, конкретные узлы хранятся на разных узлах. 

 

Блокчейн Ethereum использует преимущества технологии шардинга в таких проектах, как Tezos, Qtum и Zilliqa.

 

Модернизация основной сети

 

Частная и регулируемая финансовая сеть находится в собственности правительства или частного предприятия. Однако блокчейн - это сеть без разрешений и доверия. Это означает, что протоколы и правила блокчейна не диктуются одной организацией.

 

Однако децентрализованная сеть также нуждается в принятии решений, таких как внедрение обновлений. Поэтому блокчейн использует демократические методы, опираясь на системы голосования.

 

Все пользователи блокчейна голосуют за или против, добавляя свое мнение. Используя этот метод голосования, децентрализованные сети могут принимать решение о добавлении обновлений в основной сети. До сих пор различные блокчейны добавляли обновления для повышения масштабируемости или создания эталона или кодекса поведения в экосистеме.

 

Биткойн добавил обновление под названием Taproot в ноябре 2021 года, которое состояло из трех отдельных BIP (Bitcoin Improvement Proposals), а именно Schnorr Signature или BIP 340, BIP 341 и BIP 342. Точно так же в сети Ethereum есть EIPs (Ethereum Improvement Proposals), а умная цепочка Binance работает с BEPs (Binance Evolution Proposals).

 

Решения второго уровня

 

Решения второго уровня - это расширения блокчейн, которые строятся поверх основной программы блокчейн. Они работают как расширенная помощь для улучшения различных качеств блокчейна. Самым обсуждаемым решением Layer-2 блокчейна является Lightening Network.

 

Основной целью создания LN было улучшение масштабируемости сети Биткойн при сохранении ее модели консенсуса PoW. Вот некоторые другие наиболее распространенные решения Layer-2, которые используют разработчики DeFi:

 

Вложенные блокчейны

 

Вложенные блокчейны - это дочерние или дочерние блокчейн-проекты, которые подключены к генезисным сетям. Эти вложенные блокчейны могут выполнять различные функции независимо или иногда выступать в качестве альтернативы для определенной функции основного блокчейна.

 

Однако дочерние блокчейны не принимают участия в функциях основного блокчейна, если только не возникает необходимость в примирении или разрешении споров. Например, OMG Plasma - это вложенный блокчейн на решении второго уровня для сети Ethereum, который способствует более дешевым транзакциям и улучшает масштабируемость.

 

Государственные каналы

 

Каналы состояний - это побочные проекты на блокчейне, которые выступают в качестве коммуникационных сетей и внецепочечных транзакционных потоков. Каналы состояний не требуют участия майнеров или валидаторов узлов. Окончательное состояние транзакций из блокчейна genesis напрямую записывается в эти государственные каналы.

 

Эти каналы запечатываются замком с несколькими подписями или протоколами смарт-контрактов. Они могут расширить возможности транзакций и скорость блокчейна. Некоторые известные государственные каналы - это Celer, Liquid Network и Raiden Network. Одним из ограничений государственных каналов является то, что они могут снижать децентрализацию в обмен на увеличение масштабируемости.

 

Сайдчейн

 

Боковые цепи - это параллельные протоколы блокчейна, которые привязаны к основной сети блокчейна, но используют независимый механизм консенсуса. Эти побочные цепи отлично подходят для повышения масштабируемости за счет обработки больших объемов транзакций.

 

В то же время они могут повысить безопасность сети блокчейн, выступая в качестве метода разрешения споров. Боковые цепочки не являются частными структурами, как государственные каналы.

 

Кроме того, в отличие от государственных каналов, они не имеют разрешений. Если безопасность побочной цепи будет нарушена, это не повлияет на ее генезис - сеть блокчейн, что может произойти в случае с государственным каналом.

 

Заключение

 

Трилемма блокчейна - это важная теория, связанная с экосистемой DeFi. Это технический ребус, который может помочь разработчикам понять сложный вопрос программирования в упрощенной манере. Криптовалютные инвесторы, желающие получать прибыль за счет торговли, также должны изучить эти технические аспекты, чтобы лучше понять основы.

оцените эту статью: