Трилемма блокчейна. Что это такое?
Кто придумал и популяризовал выражение
«трилемма блокчейна» ?
Свою историю этот термин начал еще в 90-е годы. Тогда, ученый Эрик Брюэр назвал свою разработку теоремой CAP. Основная ее идея заключалась в том, что у децентрализованной базы данных (куда можно отнести и блокчейн) может быть только 2 из 3-х ключевых свойств: согласованность (Consistency), доступность (Availability) и устойчивость к делению (Partition). То есть, разработчики базы данных должны были пожертвовать одним из трех характеристик, чтобы достичь должного уровня остальных двух. Если данное условие не выполняется вся система подвергается высокому риску невозвратной поломки. Спустя некоторое время данную теорему применили для блокчейна. Ее популяризатором стал сооснователь Ethereum Виталик Бутерин. Чтобы его понять, нужно в первую очередь разобраться в трех основных свойствах блокчейна: децентрализация, безопасность и масштабируемость. Трилемма блокчейна подразумевает, что блокчейну трудно достичь равного уровня по качеству всех трех характеристик одновременно. Доминирование одной из них обычно приводит к ослаблению другой. В этой статье мы изучим все три элемента трилеммы и детально разберемся в особенностях каждого из них.
Децентрализация
Технология блокчейна децентрализована. Это означает, что в сети нет ни одного контролирующего лица или компании. Производительность блокчейна обеспечивают все участники сети с равными правами. Они имеют доступ к одним и тем же данным, и если кто-то попытается обмануть систему или внести какие-то изменения в свою пользу, то остальные участники увидят это и не допустят внедрения ошибочных данных.
Например, Bitcoin — децентрализованная сеть. То есть, в ней отсутствует третья контролирующая сторона. В отличии от традиционных банков, где присутствует жесткий контроль между участниками сделки, Биткоин разделяет доверие за корректное выполнение операций на всех пользователей сети. В итоге такая система может прекрасно существовать и выполнять все задачи без участия третьих лиц.
В таких системах множество участников должны подтверждать достоверность данных. Этот процесс может замедлять обработку транзакций, так как пользователям нужно время на обмен и обработку информации. Чтобы решить эту проблему, блокчейн должен быть способен масштабироваться.
Масштабируемость
Масштабируемость — это способность сети обрабатывать большое количество транзакций за единицу времени. Этот функционал необходим для привлечения в проект широкого круга потенциальных пользователей и инвесторов. К сожалению, данный механизм у многих проектов слабо реализован.
Децентрализация и масштабируемость являются главными характеристиками блокчейна, поэтому на них всегда обращают особое внимание. Децентрализацию считают важным средством достижения целей блокчейна, поэтому она лежит в основе большинства популярных проектов. А масштабируемость необходима для успешной и эффективной работы.
Когда пропускная способность сети нарушена идет постепенное сокращение количества транзакций, которое может обрабатывать блокчейн. Это приводит к сокращению числа пользователей и падению интересна к сети со стороны крупных инвесторов.
Безопасность
Еще одно ключевое требование для успешной работы блокчейна — безопасность. Уровень децентрализации и масштабируемости сети не будет иметь значения, если она не гарантирует безопасность. Надежный блокчейн должен быть устойчив к атакам мошенников. В традиционных системах, к примеру в банках, безопасность обусловлена их закрытым характером. Контролирующий орган обеспечивает невозможность стороннего вмешательства к конфиденциальной информации своих клиентов. Что касается блокчейн-технологий, то здесь используется сочетание криптографии и механизмов консенсуса таких как Proof of Work (PoW), Proof-of-Stake (PoS) и др.
Универсальные решения трилеммы блокчейна
На текущий момент существует несколько направлений для решения трилеммы, которые могли бы позволить избежать вынужденного компромисса между тремя важными характеристиками блокчейна:
Шардинг — разделение блокчейна на более мелкие сегменты (шарды), каждый из которых управляет определенным набором данных в сети. С помощью этого механизма одному блоку уже не нужно обрабатывать весь поток входящих операций. Каждый шард имеет собственный реестр данных. Эти шарды обрабатывают свои транзакции, а основной блокчейн управляет взаимодействием шардов. Разделение блокчейна на более мелкие сегменты позволяет значительно повысить пропускную способность сети, и тем самым, решить проблему масштабируемости, с которой сталкивается большая часть современных блокчейнов.
Изменение механизма консенсуса. Одна из ключевых причин появления трилеммы блокчейна связана с механизмом работы консенсуса PoW. Данный инструмент необходим для обеспечения безопасности в сети. Это реализовано с помощью майнеров, различных криптоалгоритмов и огромных объемов децентрализованных вычислительных мощностей. Но, к сожалению все эти элементы сильно влияют на скорость и пропускную способности блокчейна. Поэтому, многие разработчики пытаются сменить один консенсус на другой в надежде как-то устранить данную проблему. Также, это стало основной причиной перехода Ethereum с PoW на PoS.
Решение второго уровня. Шардинг и механизмы консенсуса относятся к решениям первого уровня. Их функционал вносит изменения в базовую конструкцию сети. Но есть некоторые технические наработки, которые предлагают решения второго уровня, то есть внедрения изменений поверх существующей децентрализованной сети. В качестве примера сюда можно отнести сайдчейны и каналы состояний.
Сайдчейн, по своей природе, является отдельным блокчейном, соединенным с основным. Техническая составляющая сайдчейна дает возможность свободно перемещать активы между ним и основным блокчейном. Таким образом он может обеспечивать более высокую скорость и масштаб. Каналы состояния — это еще один вариант вывести транзакции из основного блока и уменьшить тем самым давление на первом уровне. Канал состояния использует смарт-контракт, а не отдельный блок, чтобы пользователи могли взаимодействовать друг с другом без предоставления данных о своих транзакциях в блокчейне. Блокчейн фиксирует только начало и конец действия канала.
Подводя итоги
Сегодня практически каждый разработчик пытается найти свое решение трилеммы блокчейна. Каждый из них имеет свои положительные и отрицательные стороны. Но, раз уж так сложно найти решение, может быть эту проблему вообще не нужно решать. Вполне возможно, что данный механизм при всех своих недостатках приносит больше пользы сети, нежели различные варианты их устранения. В любом случае, нужно учитывать тот факт, что это всего лишь абстрактная конструкция, а не физический закон.
А чтобы еще больше узнать о различных инструментах криптовалютного рынка и не только, рекомендуем вам создать личный кабинет и ознакомиться с возможностями клуба Golden Island прямо сейчас.
