Домой Технологии и рынок

Трилемма масштабируемости блокчейна

28
0

Трилемму масштабируемости биткойна придумал основатель Ethereum Виталик Бутерин. Трилемма описывает компромиссы, на которые приходится идти создателям криптовалютных проектов, чтобы оптимизировать структуру блокчейна.

Проще говоря, нельзя успеть всё и сразу. В трилемму входят три элемента: децентрализация, безопасность и масштабируемость. В статье кратко описаны все три элемента, их преимущества и недостатки. Трилемма позволяет сравнивать блокчейны друг с другом. Обычно проблема заключается не в слабой инфраструктуре, хотя и такое случается, а в том, какие аспекты блокчейны проект стремится оптимизировать и соответствуют ли они предложенной ценности и цели использования. Это образовательная статья — она поможет читателям самостоятельно оценивать криптовалюты.

Децентрализация

Децентрализация — это степень распределения прав собственности, влияния и ценности в блокчейне. Важна именно степень децентрализации, так как это не бинарный компонент. У Эфириума высокая степень децентрализации, у Eos — частичная, а у Twitter децентрализации нет. Многие ошибочно считают, что сети бывают децентрализованными или централизованными или что все блокчейны децентрализованны одинаково.

Начнем с самых централизованных организаций. Обычно они не используют блокчейн. В них контроль осуществляет небольшая группа людей — руководство, которому зачастую принадлежит большая часть компании. Руководство состоит из лиц, принимающих важные решения, и консультативного совета. Сегодня большинство компаний работают по этому принципу.

В децентрализованных сетях основной контроль находится в руках пользователей, которые благодаря долям могут голосовать, пользоваться услугами платформы и получать прибыль. Во всех блокчейнах пользователи покупают токены для голосования, но получают за это разную силу влияния в зависимости от структуры сети. В протоколах с доказательством доли владения сила голоса пользователя зависит от количества токенов, которыми он владеет. В протоколах с делегированным доказательством доли владения участники используют доли, чтобы выбирать третье лицо, которое будет голосовать от их имени. Однако большая часть такой структуры управления прописана в её коде, поэтому голосование обычно проводится для разрешения споров. В других системах решения об изменении стратегии, оперативной деятельности и правах владельцев долей обычно принимает руководство.

Децентрализованный блокчейн имеет ещё одно важное свойство — в нём большая часть ценности принадлежит участникам. Здесь нет «руководства» — централизованного органа, который сначала забирает свою долю, а остатки раздает остальным участникам. Большинство криптовалютных проектов принадлежит не основателям, а участникам или пользователям. Такая система выгодна всем, кроме основателей. Посмотрим на музыкальную индустрию: Apple (iTunes) взимает 30% с продаж за хостинг и распространение, а оставшиеся 70% переходят к музыкантам. Если бы музыкальная сфера работала на блокчейне, то музыканты получали бы более 90% ценности. Небольшую сумму получали бы и другие участники, обеспечивающие работу сети, но большая часть ценности переходила бы её создателям, а не посредникам.

Преимущества и недостатки децентрализованных протоколов:

Преимущества

  • С точки зрения философии децентрализация возвращает власть обществу. Правила управления в блокчейне фактически прописаны в коде и не могут быть изменены, поэтому сеть обеспечивает максимальное распределение власти, богатства и прав владения.
  • Обычно чем более децентрализована система, тем она надёжнее — в ней нет центральной точки отказа, уязвимой для взлома. Однако взломать можно даже самую децентрализованную систему.

Недостатки

  • В таких децентрализованных протоколах, как Биткойн и Эфириум, новые блоки создают майнеры по протоколу PoW — они решают сложные задачи, чтобы найти хеш. На это уходит огромное количество энергии, производительность и скорость снижаются, что негативно влияет на эффективность блокчейнов, требующих высокой пропускной способности.
  • В блокчейнах, где споры разрешают все участники сообщества, нет центральных модераторов. В соцсетях их отсутствие приводит к появлению хейта и фейковых новостей.
  • Децентрализованный блокчейн сложно закрыть, поскольку у него нет централизованного сервера или органа. С одной стороны — это преимущество, но если блокчейн начнёт приносить ущерб и его участники не смогут решить проблему, то децентрализованный характер сети затруднит процесс устранения блокчейна.

Безопасность

Безопасность — это уровень защиты блокчейна против внешних атак, а с точки зрения внутренней системы блокчейна — степень её неизменяемости. Большинство блокчейнов значительно подвержены угрозам безопасности. Между децентрализацией и безопасностью есть связь. Зачастую чем больше в сети узлов, тем меньше она зависит от центрального органа, а значит, меньше риск взлома единой точки отказа. Однако есть и другие типы атак, угрожающих децентрализованным сетям:

  • Атака >50% происходит, когда участник (или несколько участников) получают более 50% всех токенов и берут под контроль всю сеть.
  • Атака Сивиллы — участник (или несколько участников) создают множество (сотни, тысячи и больше) идентификаторов в системе, чтобы получить контроль над крупной долей владения и/или принимать решения в сети.
  • Спам-атака — участник (или несколько участников) наполняют сеть транзакциями с низкими суммами, чтоб остановить работу блокчейна.
  • Атака DDoS (Distributed Denial of Service Attack — распределенная атака «отказ в обслуживании») происходит, когда злоумышленник нарушает трафик сети, заполняя его вредоносными транзакциями.
  • Атака по сговору — один или несколько участников (или узлов) договариваются вести вредоносную деятельность в сети.

Преимущества

  • Главное преимущество высокой безопасности — защита блокчейна от атак. Это особенно актуально для систем, требующих максимальной защищённости и работающих с конфиденциальными данными. Высокий уровень безопасности нужен всей сфере финансовых услуг. Блокчейн защитил бы даже криптовалютные биржи — одну из крупнейших целей хакеров. (Здесь речь идет о новых децентрализованных криптовалютных биржах — одна из многообещающих идей децентрализованного приложения на Eos).

Недостатки

  • У высокого уровня безопасности нет недостатков, но он создаёт несколько второстепенных эффектов. Многие защищённые блокчейны используют протоколы PoW, в которых майнерам нужно решать сложные задачи по поиску хеша, чтобы создавать блоки. Эти протоколы потребляют большое количество вычислительной мощности и энергии, что снижает пропускную способность и увеличивает задержку в сети. Это отталкивает множество потенциальных пользователей, привыкших к практически моментальным транзакциям в централизованных сетях. На такой компромисс могут пойти платформы с уклоном на безопасность, но если основная задача — оптимизировать пользовательский опыт, то вопрос безопасности стоит пересмотреть.

Масштабируемость

Масштабируемость — важный компонент, определяющий пропускную способность сети. Другими словами, она устанавливает верхнюю границу потенциального размера сети. Максимальное количество пользователей — важнейший аспект оценки сети. Сегодня в сети Биткойн 2,9–5,8 млн кошельков; у Facebook 4 млрд пользователей, у Eos — несколько тысяч. Одна из самых масштабируемых платформ — Nano. Преимущества Nano: 1) сеть сжимает транзакции в маленькие UDP-пакеты (похожие на zip-файлы), поэтому большинство стандартных компьютеров может обрабатывать транзакции; 2) каждый пользователь предоставляет мощность для собственных транзакций на собственном блокчейне; в сети нет единого крупного блокчейна, который должны поддерживать другие пользователи; 3) индивидуальные блокчейны хранят только последний баланс аккаунта каждого пользователя, а не всю историю транзакций (история хранится в сети отдельно, доступ к ней можно получить по запросу).

Чтобы обеспечить бесконечную масштабируемость, приходится чем-то жертвовать. В масштабируемой и децентрализованной сети высокая угроза безопасности. Разработчики выбирают наиболее подходящую для своих нужд платформу, а пользователи — наиболее производительную. Некоторые готовы пожертвовать безопасностью ради масштабируемости, другие готовы пожертвовать масштабируемостью ради безопасности. Мы оцениваем основные функции системы на основе её общей структуры.

Преимущества

  • Масштабируемость гарантирует быструю работу приложения и способность обрабатывать большой объём транзакций, что особенно актуально для сайтов с аудио-/видеостримингом, игр и соцсетей.
  • Когда приложением пользуется больше пользователей, чем ожидалось, масштабированная сеть выдержит нагрузку. Например, сеть Cryptokitties на Эфириуме не обладала высокой масштабируемостью, из-за чего столкнулась с серьёзными проблемами.

Недостатки

  • Основной недостаток бесконечной масштабируемости — низкий уровень безопасность. Почти все перечисленные выше угрозы безопасности увеличиваются в сети с большим масштабом. Активно растущие сети должны иметь механизм быстрого консенсуса, чтобы подтверждать больше транзакций и обрабатывать запросы пользователей с прежней скоростью. Это возможно только в блокчейнах с доказательством доли владения или с доказательством делегированной доли владения. Но в такой сети снижается децентрализация. В протоколах с доказательством выполненной работы придётся упрощать задачи на нахождение хеша или алгоритмы для майнинга, чтобы обеспечить быструю обработку транзакций. Это подрывает безопасность и в некоторой степени децентрализацию (майнинговые пулы получат преимущества, если задачи на нахождение хеша станут проще).

Бутерин был прав — сложно создать блокчейн-платформу с тремя в равной степени развитыми аспектами. Пользователям и разработчикам приходится выбирать и оптимизировать максимум два компонента из трех. В конце концов, каждый сам решает, чем пользоваться, основываясь на целях проекта и личных предпочтениях.

Источник: bitnovosti.com