Škálovatelnost na blockchainu – existuje problém?

Můžeme být svědky zlaté éry bitcoinů, pouze pokud to umožňuje škálovatelnost. Pouhé zvětšení velikosti bloku nebo zkrácení doby těžby nestačí k vyřešení problémů. 4 transakce za sekundu – to je průměrná rychlost bitcoinového blockchainu. Pro srovnání, Visa poskytuje přibližně 1700 (TPS). Rozdíl je obrovský! Je jasné, že bitcoiny a další kryptoměny ještě nejsou připraveny konkurovat těmto ukazatelům.

Problémy bitcoinu

Výsledek 4 dokončených TPS zní zklamáním, ale proč by bitcoinový blockchain nemohl fungovat rychleji? Zde je několik vodítek:

  1. Omezení:

S každou novou transakcí v síti se zvyšuje velikost blockchainu.

  1. Velikost dat:

Se standardním blokovým hard-capem 1 MB v bitcoinovém blockchainu je těžké mluvit o efektivním škálování.

  1. Doba odezvy:

Těžba jednoho bloku v bitcoinovém blockchainu trvá v průměru 10 minut. Všechny online transakce musí být ověřeny. Odtud fronta, která trvá značnou dobu.

  1. Vysoké poplatky:

Proces ověřování stojí více, protože těžba vyžaduje vyšší výkon zpracování.

Jaká jsou řešení?

Bitcoinový blockchain se stal něčím opravdu obrovským. Jedná se o systém s novou úrovní bezpečnosti, hospodárnosti a svobody jednání. Komunita se snaží udělat blockchain ideálním, ale není to tak jednoduché. Každé rozhodnutí musí být podporováno krypto komunitou a implementace změn bude vyžadovat ještě více času a úsilí. Nyní však existují některá řešení.

Hard Fork

Stačí si představit úplnou změnu pravidel hry, abychom pochopili, co je to hard fork. Hrali jste například fotbal, ale nyní musíte hrát basketbal. Míč tam je, ale pravidla jsou radikálně odlišná. Díky tvrdé vidlici si tedy všichni členové bitcoinové sítě stáhnou zcela nový protokol. Má však historii transakcí, ale ne spojení se starým systémem.

Snad každý slyšel o jednom z nejúspěšnějších hard forků v současnosti – Bitcoin Cash. Altcoin žije a prospívá a úspěšně překonává hranici velikosti bloku až 32 MB.

časové BCHUSD grafyBitcoinové hotovostní grafy podle TradingView

Měkká vidlice

Segregated Witness (SegWit) je implementovaná aktualizace protokolu, která řeší problém tvárnosti a škálovatelnosti transakcí blockchainu bitcoinů. Každá transakce se skládá ze dvou částí. První z nich je Základní informace. A druhá část je Witness, která nese speciální kryptografický kód. Tento kód je potvrzením virtuální transakce v měně bitcoinů.

Podstatou měkké vidlice je uložit podpis svědka do postranního řetězce. Tento pohyb vytvoří volné místo uvnitř bloku. Zároveň se zvětší velikost bloku, aniž by se skutečně zvětšila. Podívejme se na výhody a nevýhody SegWit.

Profesionálové:

  1. Zvětšení velikosti bloku bitcoinu umožňuje v každé z nich obsahovat podpisová data o dalších transakcích.

  2. Optimalizace času ověření platby značně zlepší proces potvrzení transakce.

  3. Poplatky za snížení měkké vidlice.

  4. SegWit eliminuje problém tvárnosti transakcí bitcoinu.

  5. Čím větší částka transakce v každém bloku, tím lepší poplatek za těžbu.

  6. Síť bitcoinů se stává méně zranitelnou vůči hackerům díky snížení objemu transakcí.

Nevýhody:

  1. Během implementace mohou nastat problémy s provozem systému, protože peněženky to musí provádět samy.

  2. Radikální akce mohou oddělit komunitu.

  3. Horníci obdrží méně poplatků.

  4. Spotřeba zdrojů poroste s nárůstem šířky pásma a počtu transakcí.

  5. Žádný poplatek pro horníky za údržbu řetězce, na rozdíl od hlavní bitcoinové sítě.

Lightning Network

Technické řešení, známé jako Lightning Network, lze označit za nejúspěšnější ze všech řešení aktuálního problému s měřítkem. Společnost LN, nasazená na vrcholu bitcoinu, využívá pokročilé inteligentní smlouvy k dosažení vyšší šířky pásma transakce při zachování peer-to-peer povahy bitcoinového protokolu.

Využití Lightning Network v dnešní doběLightning Network grafy podle p2sh.info

Hlavní myšlenkou služby je nezaznamenávat všechny transakce v blockchainu, protože jej přetíží. Pokud si účastníci navzájem převádějí finanční prostředky několikrát, není nutné každý převod registrovat. Bude stačit otevřít platební kanál a zaznamenat data o jeho otevření do blockchainu. Kanál zůstane otevřený, dokud se jeden z účastníků nerozhodne zavřít jej přidáním příslušných dat do blockchainu.

Výhody poskytované Lightning Network:

  • Snížení zátěže na bitcoinovém blockchainu.

  • Významné zvýšení transakce za sekundu.

  • Snížení fronty ověření.

  • Minimalizace poplatků horníků za obsluhu transakcí.

Nevýhody Lightning Network:

  • I když se Lightning Network aktivně vyvíjí a implementuje stále více služeb, je stále v experimentální fázi.

  • P2P povaha protokolů umožňuje provádět pouze online transakce, což znamená, že příjemce a odesílatel musí být v době odeslání v síti.

  • Existují obavy ohledně zabezpečení sítě, protože vše se děje nad bitcoiny, a proto Lightning Network nepoužívá model zabezpečení bitcoinů poskytovaný horníky.

  • Vysoká pravděpodobnost centralizace sítě, úroveň ovládání sítě jedním hráčem dosáhla 64% kapacity, což je neuvěřitelně vysoká.

V každém případě je LN skutečný systém schopný vyrovnat se s problémem škálovatelnosti bitcoinového blockchainu.

Plazma

Plazma je podobná Lightning Network, s výjimkou Etherea. Jedná se o kontaktní systém vybudovaný přes hlavní blockchain. Smlouva o kořenové síti zpracovává pouze několik závazků z přidružených blockchainů, které zpravidla zvládnou obrovské množství výpočtů. Povinnosti se pravidelně překládají z podřízených řetězců do kořene. Lze říci, že kořenový blockchain hraje roli nejvyššího soudce, od kterého vychází autorita podřízených soudů.

Jelikož jsou však údaje přenášeny úplně pouze těm, kteří potvrzují určitý stav, účastníci musí samostatně sledovat řetězce zájmu, aby mohli podvodníky potrestat. V případě útoku budou účastníci schopni rychle a snadno provést hromadný odchod z blockchainu dítěte do kořene.

Blockchainy se mohou řadit do hierarchické stromové struktury. To vám umožní vyvážit systém, učinit data co nejpřístupnější a nejbezpečnější a snížit náklady. Těžba se provádí s úplnou spolehlivostí pouze v kořenovém blockchainu a zbytek z ní přijímá autentizaci dat.

Závěr

Síť bitcoinů a dalších kryptoměn rychle roste. Čím větší je síť, tím ostřejší je otázka škálovatelnosti. Zkontrolovali jsme populární metody řešení těchto problémů. Komunita se snaží najít vhodná řešení a nové nápady.

Jedním z nejúspěšnějších a nejdiskutovanějších řešení v médiích je Lightning Network, jehož kapacita přesáhla 700 BTC a počet uzlů se blíží 6500, ale komunitě se řídí nové výšky. Například maximální velikost bloku v síti Bitcoin SV již překročila 128 MB a v roce 2019 se plánuje dosáhnout velikosti 1 GB. Souběžně pokračuje implementace SegWit.

Co se bude dít dál, uvidíme, ale v blízké budoucnosti se neočekává konečné řešení problému škálovatelnosti bitcoinů.