Технологія блокчейну є революційним технологічним досягненням, яке може трансформувати багато бізнес-секторів, забезпечуючи безпечний і прозорий спосіб зберігання та передачі даних, однак впровадження цієї технології не позбавлене проблем.
Однією з найбільш значущих проблем є «трилема блокчейну». Вона відноситься до трьох фундаментальних характеристик блокчейну, яких важко досягти одночасно: децентралізації, безпеки та масштабованості. У цій статті ми розглянемо важливість трилеми блокчейну, її вплив на блокчейн та потенційні рішення.
Теорема САР
Науковець інформатик Ерік Брюер ще в 1990-х роках познайомив світ із теоремою CAP. Згідно з концепцією Брюера, децентралізована база даних може володіти лише двома з трьох ключових характеристик: узгодженості (Consistency), доступності (Availability) та стійкості до поділу (Partition). Як результат, теорема представляє проблему, оскільки вимагає від розробників децентралізованої бази даних відмовитися від однієї з трьох ключових функцій для оптимізації атрибутів і продуктивності двох інших.
Нещодавно Віталік Бутерін застосував теорему CAP до блокчейну та ввів термін «трилема блокчейну». Він описує подібну дилему, з якою стикаються розробники блокчейнів, коли обирають між трьома характеристиками:
- Децентралізація. Децентралізація це розподіл функцій, влади, або ресурсів від центрального керівного органу до великої кількості учасників мережі.
- Безпека. Це заходи, вжиті для запобігання несанкціонованому доступу та шахрайським діям у блокчейні. Безпека в блокчейні забезпечується за допомогою шифрування, криптографії з відкритим ключем та алгоритмів консенсусу.
- Масштабованість. Це здатність блокчейну обробляти багато транзакцій за секунду. Оскільки все більше людей починають використовувати блокчейни, для швидкої обробки цих транзакцій потрібна більша потужність мережі. Тож, масштабованість це наскільки ефективно мережа блокчейну може перевіряти транзакції.
Компроміси та їх особливості
Нинішні блокчейни повинні йти на компроміс нехтуючи з однією із трьох фундаментальних властивостей. Тому, є три найрозповсюдженіших види структурних напрямів при розробці:
- Перевага децентралізації та масштабованості над безпекою. На цей компроміс йдуть мережі, що працюють на алгоритмах Delegated Proof-of-Stake. В них працює невелика кількість нод які обробляють транзакції, проте до них у дуже високі вимоги — необхідність мати дороге серверне обладнання або велику суму нативних монет. Ці мережі є продуктивними та безпечними, але не децентралізованими. До переліку таких блокчейнів можна віднести: Tron, EOS, Radix Protocol, та Lisk.
- Перевага масштабованості та безпеки над децентралізацією. На цей компроміс йдуть мультичейн мережі, у яких додатки пов’язані з різними блокчейнами. Для атаки потрібно заволодіти більшістю нод на одному із підтримуваних блокчейнів, щоб зламати структуру і викликати негативні наслідки для всіх інших учасників. Тому, такі мережі є децентралізованими та масштабованими, але не дуже безпечними.
- Перевага децентралізації та безпеки над масштабованістю. На цей компроміс йдуть традиційні блокчейни, такі як: Bitcoin, Ethereum або Litecoin. Кожен їхній учасник управляє нодою, яка підтверджує кожну транзакцію, тому такі мережі мають високий рівень безпеки та децентралізації, але низьку швидкість транзакцій.
Пошук рішення трилеми блокчейну
Розробники стикаються зі значними проблемами, коли справа доходить до пошуку правильного балансу між децентралізацією, безпекою та масштабованістю. Щоб знайти розв’язання цієї проблеми, розробники та інженери постійно розробляють інноваційні рішення, які покращують технологію та досягають оптимальної рівноваги між цими елементами.
Наявні рішення:
- Рішення другого рівня. Це протоколи, які працюють поверх блокчейну, сприяючи збільшенню його масштабованості. Забезпечуючи обробку численних транзакцій поза мережею, ці рішення зменшують навантаження на основну мережу.
- Шардинг. Ця техніка передбачає поділ мережі блокчейну на менші сегменти, кожен з яких здатний обробляти підмножину загальних транзакцій. Завдяки шардингу покращується масштабованість, оскільки зменшується навантаження на окремі вузли. Шардинг реалізований у ряді блокчейнів, таких яких Zilliqa та Near.
- Нові механізми консенсусу. Механізми консенсусу охоплюють алгоритми, які використовуються для перевірки транзакцій у блокчейні. Щоб покращити масштабованість і мінімізувати споживання енергії, розробляються нові гібридні алгоритми, такі як Leasing Proof of Stake (LPoS) та Delegated Byzantine Fault Tolerance (dBFT), або поєднання PoW та PoS.
Також рішенням трилеми блокчейну можуть стати нові мови програмування, кроссчейни, сайдчейни та інші технології, які забезпечать децентралізацію, безпеку та масштабованість на максимальному рівні.
Завершальні думки
Трилема блокчейну наразі є основною проблемою для більшості розробників. Такі проєкти, як Bitcoin та Ethereum, вже трансформували новітню фінансову систему. Але щоб досягти такого рівня, коли блокчейн зможе революціонізувати світ для кожного потрібно вирішити цю трилему.
Як і в будь-якій іншій справі, як тільки ми зрозуміємо природу проблеми, ми маємо набагато більше шансів знайти її вирішення. Багато розробників працюють над вирішенням трилеми блокчейну, і вони досить оптимістичні — отже, ми теж маємо бути такими.
