Eine maximale Anzahl von Transaktionen pro Sekunde
Blockchains können nur eine begrenzte Anzahl von Transaktionen pro Sekunde verarbeiten. Zum Beispiel kann das Bitcoin -Netzwerk rund sieben Transaktionen pro Sekunde verarbeiten. Wenn die Blockchain -Technologie weltweit einführen will, muss sie in der Lage sein, viel mehr Daten und mit höheren Geschwindigkeiten zu verarbeiten, damit mehr Menschen das Netzwerk nutzen können, ohne zu langsam oder zu teuer zu verwenden. Das grundlegende Design vieler dezentraler Netzwerke bedeutet jedoch, dass die Erhöhung der Skalierbarkeit die Dezentralisierung oder Sicherheit tendenziell schwächen. Dies ist als Blockchain -Trilemma bekannt. Entwickler, die dieses Problem lösen möchten, experimentieren mit unterschiedlichen Konsensmechanismen und Skalierbarkeitslösungen wie Sharding und Sidechains.
Bei Basistern ist eine Blockchain ein verteiltes digitales Hauptbuch. Blöcke Daten werden in chronologischer Reihenfolge gespeichert. Die Blöcke sind durch kryptografische Beweise verbunden und gesichert. Die Anwendung dieser Technologie in verschiedenen Sektoren verändert bereits unsere Arbeits- und Lebensweise. Die Idee ist, dass dezentrale und sichere Blockketten eine Welt ermöglichen, in der wir nicht von Dritten angewiesen sind, um Netzwerke oder Märkte zu funktionieren. Experten sind sich jedoch einig, dass ein Kernproblem gelöst werden muss, wenn diese Technologie in größerem Maßstab angewendet werden will. Das fragliche Problem ist als "Blockchain-Trillema" bezeichnet.
Dieser Begriff wurde von Ethereum Co -Funder Vitalik Buterin beliebt. Um das Blockchain -Trillema zu verstehen, ist es wichtig, drei verschiedene Elemente zu bewusst, die in einer Blockchain wünschenswert sind: Dezentralisierung, Sicherheit und Skalierbarkeit. Das Blockchain -Trilemma bezieht sich auf die Idee, dass es für Blockchains schwierig ist, gleichzeitig optimale Werte aller drei Eigenschaften zu erreichen. Erhöhung von einem führt normalerweise zu einer Schwächung des anderen.
Was ist Dezentralisierung?
Bitcoin und ähnliche Blockchain -Netzwerke wurden durch ihr Design dezentralisiert. Die gesamte Struktur ist so, dass nicht eine Person oder Organisation verantwortlich ist. Es wurde zuvor dezentralisiert. Die Netzwerkschicht ist offen für jeden, der teilnehmen möchte. Folglich ist die Kontrolle vollständig verteilt und nicht in den Händen einer einzelnen Entität. Jeder hat Zugriff auf die gleichen Daten. Wenn jemand versucht, das System zu betrügen, indem sie die Daten zu seinem Vorteil ändern, lehnt der Rest der Teilnehmer die falschen Daten ab.
Dies kann ziemlich technisch sein, aber nehmen wir das Bitcoin -Netzwerk als Beispiel. Es gibt keine Dritte, die Kontrolle hat. Vergleichen Sie dies mit der Notwendigkeit von Banken im Finanzsystem. Die Banken gewährleisten Vertrauen zwischen Personen, die Transaktionen durchführen, und sicherstellen, dass alle Daten korrekt aufbewahrt werden. Die Bitcoin -Blockchain teilt hingegen alle Daten mit allen im Netzwerk, damit sie überprüft und bestätigt werden können, bevor sie zur digitalen Datenbank hinzugefügt werden. Das Ergebnis ist ein System, das ohne die Intervention Dritter existieren kann.
Eines muss jedoch angemerkt werden: Die Art und Weise, wie diese verteilten Systeme funktionieren - wenn eine große Anzahl von Teilnehmern die Gültigkeit der Daten zustimmen - kann die Transaktionszeiten aufgrund der Art und Weise, in der Informationen geteilt und verarbeitet werden müssen, langsam sein . Und so müssen Blockketten verkleinert werden und müssen in der Lage sein, mehr Daten mit höherer Geschwindigkeit zu verarbeiten. Darüber hinaus gilt der Dezentralismus nur, wenn die zugrunde liegenden Blockketten sicher sind. Wenn eine Blockchain nicht sicher ist, kann eine böswillige Person die Kontrolle übernehmen und die Daten zu seinem Vorteil ändern. Dies führt zum zweiten Teil der Schwingung: Sicherheit.
Was ist Blockchain -Schutz?
Es spielt keine Rolle, wie dezentralisiert eine Blockchain ist, wenn es an Sicherheit fehlt. Ein gutes Blockchain -Netzwerk muss gegen Angriffe von böswilligen Menschen resistent sein. Zentralisierte Systeme leiten ihre Sicherheit aus der Tatsache ab, dass das System geschlossen ist. Diejenigen, die die Kontrolle haben, können garantieren, dass die Daten frei von Störungen sind. Aber wie wird dies in einem dezentralen System erreicht, an dem jeder teilnehmen kann?
Es ist ein kompliziertes Thema, aber wir können als Beispiel für den dezentralen Blockchain -Schutz zu Bitcoin zurückkehren. Die Bitcoin -Blockchain verwendet eine Kombination aus Kryptographie und einem Netzwerkkonsensmechanismus, der als Proof of Work (POW) bezeichnet wird. In Bezug auf die Kryptographie hat jeder Block eine Art digitale Signatur. Jeder Versuch, die Daten zu ändern, wird vom Rest des Netzwerks schnell identifiziert. Der Konsensmechanismus des Arbeitsprofus ist ein weiterer Teil des Puzzles. Es hilft, das Hauptbuch der Kryptowährung zu schützen. Kurz gesagt, das Ziel von POW ist es, neue Transaktionen zu validieren und das Hauptbuch durch eine Aktivität zu erweitern, die als Bergbau bekannt ist. Dadurch wird die Rechenleistung verwendet, um ein mathematisches Puzzle zu beheben. Ein Teil des Prozesses erfordert, dass diese Computer zahlreiche Hashing -Funktionen ausführen. Dies spielt eine Rolle bei der Skalierbarkeit, da der POW -Mechanismus sicher, aber relativ langsam ist.
Beachten Sie auch, dass je mehr Teilnehmer (Knoten) im Netzwerk sind, desto sicherer ist es. Je größer die Anzahl der Parteien ist, desto schwieriger wird es für eine bösartige Person, die Kontrolle über das System zu übernehmen. Kurz gesagt, Sicherheit ist eine grundlegende Voraussetzung für den Erfolg einer Blockchain, da Angreifer ohne Sicherheit die Kontrolle über die Kette übernehmen können, was sie unbrauchbar macht.
Was ist Skalierbarkeit?
Die Skalierbarkeit bezieht sich auf das Ziel, eine Blockchain aufzubauen, die immer mehr Transaktionen pro Sekunde unterstützen kann. Eine Skalierbarkeit ist erforderlich, wenn die Blockchain -Technologie die breitere Gesellschaft und möglicherweise Milliarden von Nutzern betreiben möchte. Aber das ist es, mit dem viele Blockketten immer noch zu kämpfen haben. Das liegt daran, dass Dezentralisierung und Sicherheit für die Blockchain so grundlegend sind, dass sich die Menschen zunächst darauf konzentrieren. Die Dezentralisierung ist für das Ethos und die Ziele der Blockchain so zentral, dass es der Kern der am meisten anerkannten Blockchains ist. Sicherheit ist, wie wir erläutert haben, eine Kernanforderung für eine erfolgreiche und nützliche Blockchain. Durch die Vorrang der Dezentralisierung und Sicherheit wird die Skalierbarkeit jedoch zu einer Herausforderung. Die Anzahl der Transaktionen, die eine Kette verarbeiten kann, kann stark begrenzt werden.
Die Basisschicht von Bitcoin ist derzeit nicht in der Lage, mehr als sieben Transaktionen pro Sekunde und Ethereum, das zweitbeliebteste Netzwerk, zu verarbeiten. Wie bereits erwähnt, werden diese Blockchain-Transaktionsgeschwindigkeiten durch die Art und Weise begrenzt, in der die Informationen von den verschiedenen Teilnehmern verarbeitet werden müssen, die das dezentrale Netzwerk bilden, und durch die Art des Konsensmechanismus des Nachweises für Arbeiten selbst. Wenn immer mehr Menschen in der Gesellschaft die Blockchain -Technologie einsetzen, bleiben die Netzwerke aufgrund der begrenzten Anzahl von Transaktionen, die sie durchführen können, hängen.
Warum das Blockchain -Trilemma existiert
Die offensichtlichste und grundlegendste Lösung für das oben beschriebene Problem ist eine Verringerung der Anzahl der Teilnehmer, die die Netzwerkdaten im Austausch für größere Maßstäbe und Geschwindigkeit bestätigen und ergänzen. Dies würde jedoch zu einer Schwächung der Dezentralisierung führen, wobei die Kontrolle auf eine geringere Anzahl von Teilnehmern übertragen wird. Und es würde auch zu einer Schwächung der Sicherheit führen, da weniger Spieler eine größere Chance auf Angriffe bedeuten.
Hier liegt das Trilemma: Angesichts der Verbindung zwischen den gewünschten Eigenschaften der Dezentralisierung und Sicherheit ist es schwierig, die grundlegende Gestaltung der Funktionsweise der Blockchain zu skalieren. Erhöhen Sie einen, und Sie schwächen den anderen. Wie erhöhen Sie die Skalierbarkeit, ohne die Dezentralisierung, Sicherheit oder beides zu schädigen?
Lösung des Blockchain -Trilemma
Es gibt keine goldene Lösung für das Blockchain -Trilemma. Angesichts der Bedeutung der Lösung dieses Problems gibt es jedoch eine Reihe verschiedener Ansätze mit interessanten Ergebnissen innerhalb der Community. Unterhalb eines kurzen Überblicks über einige der beliebtesten Entwicklungen, um Ihnen einen Einblick zu geben, wie der Blockchain -Trillema versucht, gelöst zu werden.
Sharding
Dies ist eine Methode, um Blockketten in kleinere, partitionierte Blockketten zu teilen, die bestimmte Datensegmente verwalten. Dieser Set -up entlastet eine einzige Kette, die alle Transaktionen und Interaktionen in einem Netzwerk verwaltet. Jede verteilte Blockchain hat ihren spezifischen Teil einer Blockchain. Jeder Teil der Blockchain, auch Scherben genannt, kann dann seine eigenen Transaktionen verarbeiten, aber eine Hauptkette verwaltet die Wechselwirkungen zwischen diesen Teilen (Scherben). Dies macht das Sharding eines Netzwerkskalierbarkeits -Upgrades, da es sich um eine Änderung des Hauptnetzes einer Blockchain handelt.
Unterschiedliche Konsensmechanismen
Einer der Gründe, warum das Trilemma im Bitcoin-Netzwerk existiert, ist die Art und Weise, wie Proof-of-Work sicher der Sicherheit garantiert. Die Notwendigkeit von Bergleuten, Kryptoalgorithmen und riesigen Mengen dezentraler Rechenleistung führt zu einem sicheren, aber langsamen System. Eine andere Möglichkeit zu finden, um den Konsens zu erzielen, ist ein Ansatz, um das Trilemma zu lösen. Dies war einer der Gründe, warum Ethereum vom Nachweis zum Nachweis des Nachweises überging. Bei POS -Blockketten müssen Teilnehmer, die an der Validierung von Transaktionen beteiligt sind, ihre Token beheben. Es besteht keine Notwendigkeit für sehr spezialisierte Bergbaumaschinen. Fügen Sie dem Netzwerk mehr Validatoren hinzu, ist einfacher und zugänglicher. POS ist nur einer der vielen verschiedenen Ansätze für Konsensmechanismen im Hinblick auf Skalierbarkeit.
Schicht-2-Lösungen
Sowohl Sharding als auch unterschiedliche Konsensmechanismen sind sogenannte Schicht-1-Lösungen. Sie versuchen, das grundlegende Design des zugrunde liegenden Netzwerks zu ändern. Andere Entwickler, die die Schwingungsarbeit an Lösungen lösen möchten, die auf einer vorhandenen Netzwerkstruktur aufbauen. Mit anderen Worten, sie glauben, dass die Antwort in einer zweiten Schicht oder Schicht 2 ist.
Beispiele hierfür sind Sidechains. Ein Sidechain ist eigentlich eine separate Blockchain, die mit der Hauptkette verbunden ist. Er ist so eingerichtet, dass Vermögenswerte frei zwischen den beiden fließen können. Es ist wichtig, dass der Sidechain nach anderen Regeln arbeiten kann, was es ermöglicht, eine größere Geschwindigkeit und Skalierung zu erzielen.
Endlich
Das Blockchain -Trilemma steht in der Art und Weise, wie Blockchain sein Potenzial als Technologie voll ausnutzen kann. Wenn Blockchain -Netzwerke nur eine kleine Anzahl von Transaktionen pro Sekunde verarbeiten können, um die Dezentralisierung und Sicherheit aufrechtzuerhalten, ist es schwierig, eine Massenannahme zu erreichen. Die Lösungen, die derzeit von Entwicklern vorgeschlagen werden, die dieses Problem lösen möchten, weisen jedoch darauf hin, dass der technologische Fortschritt, den Blockchain bereits erzielt hat, nur noch weiter gehen und dass diese Netzwerke in Zukunft viel mehr Daten verarbeiten können.
