MSTR Cat

Блокчейн/Уровень VI · После биткоина/6.1 Копии и обещания/Урок 4

Продающий питч о трилемме

Компромисс между стоимостью верификации и пропускной способностью сети

МатериалыОфициальная документация для Bitcoin Core, Geth (Ethereum) и двух других крупных сетей с подробными требованиями к системе полноценного узлаШаблон таблицы для отслеживания количества операторов узлов и характеристик оборудования в различных сетях

Любопытство

  1. Почему увеличение скорости блокчейна обычно снижает количество людей, которые могут проверять его историю?
  2. Какие конкретные требования к аппаратному обеспечению или пропускной способности определяют, останется ли цепь в практике безразрешительной?
  3. Как выбор в пользу жертвования децентрализацией ради масштабируемости влияет на модель безопасности сети?

Исследование

  1. Виталик Бутерин в 2017 году популяризировал концепцию «трileммы масштабируемости», утверждая, что децентрализованная система может легко обеспечить два из трех критериев — децентрализацию, безопасность и масштабируемость, — но редко все три сразу. Эта концепция стала основным инструментом для оценки архитектурных решений новых блокчейн-сетей. Хотя ранее уже обсуждались подобные противоречия, формулировка Бутерина предоставила разработчикам стандартизированный язык для обоснования компромиссов. Сеть, которая ставит в приоритет высокую пропускную способность, часто вынуждена соглашаться на более высокие требования к оборудованию или централизованное управление, жертвуя децентрализацией ради скорости.
  2. На практике для повышения пропускной способности транзакций обычно требуется один из трех механизмов: увеличение размера блоков, сокращение интервалов между блоками или использование более ресурсоемких правил консенсуса. Каждый из этих механизмов увеличивает затраты на работу полноценного узла, который должен независимо проверять каждое правило. При увеличении размера данных блоков растут требования к пропускной способности сети и объему хранилища; при более частом поступлении блоков увеличивается нагрузка на синхронизацию. Эти технические требования отсекают случайных участников, оставляя только ресурсосильные организации, способные поддерживать инфраструктуру, необходимую для верификации состояния цепи.
  3. Bitcoin предпочел дешевую проверку транзакций вместо высокой пропускной способности на своем базовом уровне. Узел Bitcoin работает на непритязательном оборудовании — таком как стандартный ноутбук или одноплатный компьютер, что позволяет любому человеку с доступом в Интернет проверять всю историю транзакций. Такая конструкция сохраняет децентрализацию, поскольку для участия в процессе достижения консенсуса не требуется специализированная инфраструктура корпоративного уровня. Ограничения пропускной способности компенсируются с помощью слоев масштабирования, таких как Lightning Network (уровень V), которые обрабатывают транзакции вне основной цепи, а окончательное подтверждение происходит на главной цепи.
  4. Этериум демонстрирует эту противоречивость по-другому. В 2020 году его план развития изменился: вместо реализации технологии шардинга была выбрана стратегия, ориентированная на использование механизма роллапов. Базовый слой остается подлежащим проверке, в то время как большая часть операций выполняется с помощью роллапов; кроме того, технология «данкшардинг» расширяет объем данных, используемых роллапами (учебный материал 8.2.6). Компромисс здесь очевиден: передача большего объема данных на базовый слой увеличивает затраты на их проверку, в то время как хранение данных вне сети требует доверия к целостности этих вспомогательных слоев.
  5. Почти каждая новая сеть, запущенная с 2017 года, утверждает, что решает эту проблему, достигая всех трех критериев одновременно. На практике такие заявления обычно основаны на тонких изменениях в том, что означает «децентрализация» или «безопасность» для конкретной сети. Некоторые сети сокращают количество необходимых верификаторов до небольшого числа мощных устройств, идя на компромисс между широким участием пользователей и высокой скоростью работы. Другие внедряют системы доверенных промежуточных узлов или процедуры утверждения транзакций на основе решений комитета. Ключевой вопрос заключается не в том, насколько быстра сеть, а в том, кто может проверять её правила и какая для этого требуется цена.
  6. Чтобы оценить привлекательность новой цепи, необходимо рассмотреть два конкретных показателя: минимальные технические требования к оборудованию для работы полноценного узла, проверяющего все правила, и фактическое количество независимых сторон, работающих такими узлами. Если для участия в процессе консенсуса требуются корпоративные серверы или специализированные центры обработки данных, это означает, что ради масштабируемости была пожертвована децентрализация. Если только небольшое число организаций может себе позволить проверять состояние цепи, безопасность зависит от их честности, а не от математических доказательств. Эта проверка помогает раскрыть настоящий компромисс, скрытый за маркетинговыми заявлениями.

Ключевые факты

  • Виталик Бутерин ввел понятие «трехзадачная дилемма масштабируемости» примерно в 2017 году, утверждая, что децентрализацию, безопасность и масштабируемость невозможно максимизировать одновременно.
  • Увеличение пропускной способности блокчейна за счет более крупных блоков или более частых интервалов повышает требования к аппаратному обеспечению и пропускной способности канала связи для полноценных узлов.
  • Основной уровень Bitcoin отдаёт приоритет дешёвой верификации, что позволяет узлам работать на обычном потребительском оборудовании, таком как ноутбуки или Raspberry Pi.
  • Цепь, которой для работы узла проверки требуется инфраструктура корпоративного уровня, фактически пожертвовала децентрализацией ради масштабируемости.
  • Количество независимых партий, способных управлять полным узлом, определяет практический уровень децентрализации в сети.
  • Биткойн способствует повышению частоты обработки транзакций в решениях второго уровня, таких как сеть Lightning Network, вместо увеличения размера блоков на основном уровне.

Упражнение девять, шесть, три, один

9СобратьВыделите 9 известных проектов на основе технологии блокчейн, запущенных в период с 2017 по 2023 год. Для каждого из них укажите заявленное количество операций в секунду (TPS) и минимальный объем ОЗУ или памяти, необходимый для работы полноценного узла согласно официальной документации.
6СгруппироватьСгруппируйте эти 9 проектов в 6 категорий на основе архитектурных компромиссов: высокая пропускная способность/централизованная структура, низкая пропускная способность/децентрализованная структура, разделенная/гибридная структура, зависимость от механизма rollup, высокая нагрузка на процесс консенсуса/медленная работа или экспериментальные/непроверенные предположения.
3Выделить главноеСократите 6 групп до 3 факторов, которые наиболее сильно коррелируют с затратами на аппаратное обеспечение для верификации и количеством активных независимых операторов узлов.
1КристаллизоватьПри оценке децентрализации заявленная скорость обработки транзакций сетью имеет меньшее значение, чем минимальные требования к аппаратному обеспечению для верификации.

Проверка фактов

Даты, цифры и утверждения были проверены по приведенным ниже опубликованным источникам.

Открыть в интерактивной академии →

EN PT ES ZH JA KO DE FR MS