סקיילביליות (scalability) של בלוקצ'יין (blockchain) עוסקת בכמה עסקאות הרשת יכולה לעבד, ובאיזו מהירות, מבלי לפגוע באבטחה או בדצנטרליזציה (decentralization) שלה. כששרשרת לא מצליחה להתרחב, המשתמשים מרגישים את זה כדמי עסקה גבוהים, אישורים איטיים ועסקאות שנכשלות בתקופות עומס. אם ניסית לשלוח תשלום קטן או לבצע mint ל-NFT בזמן bull run, ייתכן שראית עמלות קופצות למספר דולרים והמתנה של דקות ארוכות. החוויה הזו גורמת לאנשים לתהות אם קריפטו בכלל יכול לתמוך בתשלומי יום-יום, גיימינג או DeFi המוני. המדריך הזה עובר על הרעיונות המרכזיים מאחורי סקיילביליות ולמה היא קשה, כולל משולש הסקיילביליות (scalability trilemma). תלמד/י איך שדרוגי שכבת הבסיס כמו sharding ופתרונות off-chain כמו rollups ורשתות layer 2 (L2) אחרות עובדים יחד כדי להפוך בלוקצ'יינים למהירים וזולים יותר, ואילו פשרות חשוב לשים לב אליהן.
סקיילביליות על קצה המזלג
סיכום
- סקיילביליות פירושה יכולת לטפל ביותר עסקאות בשנייה, תוך שמירה על רשת מאובטחת וזריזה עבור המשתמשים.
- זה קשה בגלל משולש הסקיילביליות (scalability trilemma): שיפור הסקיילביליות לרוב מפעיל לחץ על האבטחה או הדצנטרליזציה (decentralization).
- Sharding מגדיל את הlayer 1 עצמו על ידי פיצול הבלוקצ'יין (blockchain) ל-shards מקבילים שמשתפים אבטחה.
- Rollups ופתרונות layer 2 אחרים מעבירים את החישוב off-chain ומפרסמים נתונים דחוסים או הוכחות בחזרה ל-L1.
- L1 עם sharding מצטיין בהגדלת תפוקה גולמית, בעוד rollups מצטיינים בפריסה גמישה ובקצב פיתוח מהיר.
- רוב האקוסיסטמים הבוגרים נעים לכיוון שילוב של L1 סקיילבילי יחד עם L2 חזקים, שלכל אחד מהם פשרות שונות.
יסודות הסקיילביליות: תפוקה, השהיה ומשולש הסקיילביליות
כשאנשים מדברים על תפוקה, הם בדרך כלל מתכוונים לכמה עסקאות בשנייה (TPS) בלוקצ'יין (blockchain) יכול לעבד. תפוקה גבוהה יותר אומרת שיותר משתמשים יכולים לסחור, לשחק או לשלוח תשלומים בו-זמנית בלי לסתום את הרשת ולהעלות עמלות.
השהיה (latency) היא כמה זמן לוקח לעסקה לקבל אישור ברמת ביטחון גבוהה. השהיה נמוכה מרגישה כמו אפליקציה זריזה: לוחצים על "swap" או "send" ורואים סגירה בתוך שניות, לא דקות. גם תפוקה וגם השהיה מעצבות ישירות את חוויית המשתמש.
משולש הסקיילביליות (scalability trilemma) אומר שקשה למקסם בו-זמנית אבטחה, דצנטרליזציה (decentralization) וסקיילביליות (scalability). רשת מאובטחת מאוד ודצנטרלית, עם הרבה validators עצמאיים, עלולה להתקשות לעבד נפחים עצומים במהירות. לעומת זאת, שרשרת שמרכזת את ייצור הבלוקים יכולה להיות מהירה, אבל קלה יותר לצנזורה או להתקפה. רוב העיצובים המודרניים מנסים לאזן בין שלושת הכוחות האלה במקום "לפתור" את המשולש לחלוטין.
- דמי העסקה עולים בחדות בתקופות עומס, מה שהופך תשלומים או טריידים קטנים ללא כלכליים.
- הממפול (mempool) נשאר עמוס, עם הרבה עסקאות ממתינות להיכלל בבלוק.
- משתמשים חווים זמני אישור ארוכים או לא צפויים, במיוחד כשהם משתמשים בהגדרות ברירת מחדל של עמלות.
- אפליקציות או wallets מתחילים להסתמך על relays מרכזיים או שירותים משמורתיים כדי להסתיר מהמשתמשים את העומס on-chain.
שני מסלולים להתרחבות: Layer 1 לעומת Layer 2
בלוקצ'יין (blockchain) layer 1 (L1) הוא רשת הבסיס שבה נוצרים בלוקים, מתבצע consensus, וחיים נכסים כמו ETH או BTC. סקיילינג ב-L1 פירושו שינוי פרוטוקול הליבה, למשל על ידי הגדלת קיבולת הבלוק או הוספת sharding כך שיותר עסקאות יעובדו במקביל.
Layer 2 (L2) רץ מעל L1 קיים. הוא מטפל ברוב פעילות המשתמשים off-chain, ואז מתקשר מדי פעם עם שרשרת הבסיס לצורכי אבטחה וסליקה. Rollups הם עיצוב ה-L2 המרכזי ב-Ethereum כיום, אבל קיימים גם payment channels ו-sidechains.
בפועל, אקוסיסטמים מתכנסים למודל של "L1 לאבטחה, L2 לסקייל". שכבת הבסיס נשארת שמרנית ועמידה, בעוד L2 מתקדמים מהר יותר, מנסים פיצ'רים חדשים וסופגים את רוב עומס העסקאות היומיומי.
- On-chain: בלוקים גדולים יותר או זמני בלוק קצרים יותר מעלים את הקיבולת הגולמית, אבל יכולים להקשות על nodes קטנים לעמוד בקצב.
- On-chain: Sharding מפצל את הבלוקצ'יין (blockchain) למספר shards שמעבדים עסקאות שונות במקביל, תוך שיתוף אבטחה.
- Off-chain/L2: Rollups מבצעים עסקאות off-chain ומפרסמים נתונים דחוסים או הוכחות בחזרה ל-L1 לצורכי אבטחה.
- Off-chain/L2: Payment channels מאפשרים לשני צדדים לבצע המון עסקאות off-chain ולסגור רק את התוצאה הסופית על L1.
- Off-chain/L2: Sidechains הן בלוקצ'יינים נפרדים שמגושרים לשרשרת הראשית, לרוב עם validators והנחות אבטחה משלהם.
הסבר Sharding: פיצול הבלוקצ'יין (blockchain) לחלקים
Sharding דומה להוספת עוד קופות בסופרמרקט עמוס. במקום שכולם יעמדו בתור לקופאי אחד, הלקוחות מתפזרים על פני כמה קופות, כך שהחנות יכולה לשרת יותר אנשים באותו פרק זמן.
בבלוקצ'יין (blockchain) עם sharding, הרשת מפוצלת למספר shards, שכל אחד מהם מעבד תת-קבוצה של עסקאות ושומר חלק מה-state. Validators מוקצים ל-shards שונים כך שהעבודה תתבצע במקביל, אבל כל ה-shards עדיין שייכים לאותו מערכת כוללת.
מתאם מרכזי או beacon chain עוזר לשמור על סנכרון בין ה-shards ומבטיח שהאבטחה משותפת ביניהם. העיצוב הזה יכול להגדיל מאוד את התפוקה, אבל הוא מוסיף מורכבות סביב תקשורת בין-shards, זמינות נתונים והקצאת validators, שצריך לטפל בה בזהירות.
- Shards מקבילים יכולים לעבד הרבה עסקאות בו-זמנית, וכך להגדיל משמעותית את התפוקה הכוללת של הרשת.
- מכיוון שה-state מפוצל בין shards, nodes בודדים עשויים לאחסן ולעבד פחות נתונים, מה שמוריד דרישות חומרה.
- עסקאות בין-shards מורכבות יותר, כי נתונים והודעות חייבים לעבור בבטחה בין shards שונים.
- צריך לתכנן את האבטחה בקפידה כדי שאף shard לא יהפוך למטרה קלה, לרוב באמצעות הקצאה אקראית של validators ו-consensus משותף.
- הבטחת זמינות נתונים (data availability) בין shards היא קריטית, כדי שמשתמשים ו-light clients עדיין יוכלו לאמת את המערכת הכוללת.
Rollups ו-Layer 2: סקיילינג על ידי העברת חישוב Off-Chain
Rollups הם רשתות L2 שמבצעות עסקאות off-chain, ואז מדי פעם מאגדות אותן לבאץ' ומפרסמות את התוצאה בחזרה ל-L1. במקום שכל עסקה תעובד ישירות על שרשרת הבסיס, ה-L1 בעיקר מאחסן נתונים דחוסים או הוכחות למה שקרה.
מכיוון שרבות מהעסקאות חולקות עסקת L1 אחת, המשתמשים מתחלקים בעלות, ולכן העמלות לכל פעולה נמוכות בהרבה. ה-smart contracts של ה-rollup על L1 מגדירים את הכללים, עוקבים אחרי יתרות ומאכפים אבטחה באמצעות fraud proofs או validity proofs.
חשוב לציין שמשתמשים עדיין מסתמכים על ה-L1 כמקור האמת הסופי. אם ה-sequencer של ה-rollup מתנהג שלא כשורה או נופל, הנתונים על L1 יחד עם מנגנוני היציאה של ה-rollup אמורים לאפשר למשתמשים למשוך או לערער על מצבים שגויים, בכפוף להנחות העיצוב של כל מערכת.
Key facts
Optimistic rollups: proof model
מניחים שבאץ'ים תקינים כברירת מחדל ומאפשרים לכל אחד להגיש fraud proof במהלך תקופת אתגר אם הוא מזהה מצב לא תקין.
Optimistic rollups: withdrawal time
משיכות ל-L1 בדרך כלל לוקחות ימים, כי משתמשים חייבים להמתין לחלון האתגר שבו ניתן להגיש fraud proofs.
Optimistic rollups: typical use cases
יישומי DeFi ו-dApps כלליים שבהם תאימות ל-EVM וכלי פיתוח חשובים יותר ממשיכות מיידיות ל-L1.
Zk-rollups: proof model
מייצרים <strong>validity proofs</strong> (הוכחות zero-knowledge) שמראות מתמטית שכל באץ' פעל לפי הכללים לפני שהוא מתקבל על L1.
Zk-rollups: withdrawal time
משיכות יכולות להיות מהירות בהרבה כי חוזה ה-L1 מאמת הוכחה במקום להמתין לתקופת מחלוקת.
Zk-rollups: typical use cases
מסחר בתדירות גבוהה, תשלומים או אפליקציות ממוקדות פרטיות שנהנות מפיינליות מהירה והוכחות יעילות, לרוב עם הנדסה מורכבת יותר.
- עמלות נמוכות יותר כי הרבה עסקאות משתמשים נאספות לעסקת L1 אחת, וכך חולקות את עלות שכבת הבסיס.
- חוויית המשתמש מרגישה מהירה כי rollups יכולים לתת אישורים "רכים" כמעט מיידיים לפני פרסום הבאץ' on-chain.
- האבטחה עדיין תלויה מאוד ב-L1 שמתחת ובמערכת ההוכחות, בזמינות הנתונים ובמנגנוני ה-governance של ה-rollup.
שימושים בעולם האמיתי לבלוקצ'יינים סקיילביליים
סקיילביליות (scalability) טובה יותר הופכת קריפטו משכבת סליקה יקרה ואיטית למשהו שמשתמשים יכולים לתקשר איתו ביום-יום. כשעמלות יורדות וזמני האישור מתקצרים, קטגוריות חדשות של אפליקציות הופכות לריאליות. פרוטוקולי DeFi יכולים לתמוך בסוחרים קטנים יותר, משחקים יכולים להעביר את רוב הפעולות במשחק on-chain, ו-NFTs יכולים להיווצר או להיסחר בכמויות גדולות. Rollups, שרשראות עם sharding ופתרונות סקיילינג אחרים כבר מאפשרים ניסויים שלא היו אפשריים על שרשרת בסיס עמוסה בלבד.
שימושים
- מסחר DeFi בעמלות נמוכות על rollups, שבהם משתמשים יכולים להחליף טוקנים או לספק liquidity בלי לשלם כמה דולרים לכל עסקה.
- אירועי minting בקנה מידה גדול של NFTs, כמו נכסי משחק או אספנות, שהיו אחרת מציפים את ה-blockspace של L1 בודד.
- גיימינג על בלוקצ'יין (blockchain) עם מיקרו-עסקאות תכופות עבור מהלכים, שדרוגים ותגמולים, כולם מעובדים בזול על L2.
- תשלומים חוצי גבולות והעברות כספים, שבהם משתמשים שולחים סכומים קטנים גלובלית בלי לאבד חלק גדול מהסכום לעמלות.
- אסטרטגיות ארביטראז' ומרקט-מייקינג בתדירות גבוהה שזקוקות להרבה טריידים מהירים, שמתאפשרות בזכות תפוקה גבוהה והשהיה נמוכה.
- תהליכי עבודה ארגוניים או מוסדיים, כמו מעקב שרשרת אספקה או סליקה פנימית, שדורשים עלויות וביצועים צפויים.
מקרה בוחן / סיפור
ראווי הוא מפתח פרילנסר בהודו שבונה אפליקציית חיסכון DeFi קטנה לקהילה המקומית שלו. בהתחלה הוא מפרסם על L1 פופולרי כי זה מרגיש הכי בטוח ובעל האקוסיסטם הגדול ביותר. במהלך ראלי בשוק, השימוש מזנק והמשתמשים שלו מתחילים להתלונן שהפקדות פשוטות עולות עכשיו כמה דולרים ולפעמים לוקח להן דקות לקבל אישור.
ראווי קורא על sharding במפות הדרכים לעתיד, אבל מבין שזה לא יעזור למשתמשים שלו היום. הוא מתחיל לבדוק אפשרויות L2 ולומד איך rollups מאגדים עסקאות ומפרסמים אותן בחזרה לשרשרת הראשית. אחרי בדיקה של כמה רשתות על testnet, הוא בוחר rollup מבוסס שיורש אבטחה מאותו L1 שהמשתמשים שלו כבר סומכים עליו.
לאחר העברת האפליקציה, העמלות הממוצעות יורדות ביותר מ-90% והממשק מרגיש הרבה יותר מגיב. ראווי מתעד את הפשרות עבור הקהילה שלו, כולל סיכוני bridge וזמני משיכה, ומסביר ש-L1 עדיין משמש כשכבת הסליקה הסופית. הלקח העיקרי שלו הוא שבחירת גישת הסקיילביליות הנכונה קשורה לא פחות לחוויית משתמש ולהנחות סיכון מאשר למספרי TPS גולמיים.
סיכונים, שיקולי אבטחה ופשרות
גורמי סיכון עיקריים
סקיילביליות (scalability) היא כלי חזק, אבל היא לא מגיעה בחינם. כל מנגנון חדש, בין אם sharding או rollups, מוסיף מורכבות ומקומות חדשים שבהם דברים יכולים להישבר. L2s לרוב מסתמכים על bridges, sequencers ומפתחות upgrade שמכניסים הנחות אמון נוספות מעבר לשרשרת הבסיס. מערכות עם sharding חייבות לתאם נכון בין הרבה רכיבים כדי להימנע מפערי זמינות נתונים או אבטחה. כמשתמש/ת או בונה, חשוב להבין לא רק שהרשת מהירה וזולה, אלא גם אילו הנחות וסיכונים עומדים מתחת ליתרונות האלה.
Primary Risk Factors
סיכון bridge ויציאה
העברת נכסים בין L1 ל-L2, או בין שרשראות, תלויה בחוזי bridge שעלולים להיפרץ, להיות מוגדרים לא נכון או להיות מושהים, מה שעלול להקפיא או לאבד כספים.
באגים ב-smart contracts
מערכות סקיילינג נשענות על חוזים מורכבים עבור rollups, bridges ולוגיקת sharding, כך ששגיאות מימוש עלולות להוביל לאובדן כספים או עסקאות תקועות.
זמינות נתונים
אם נתוני העסקאות לא מתפרסמים ונשמרים באופן אמין, משתמשים ו-light clients עלולים לא להיות מסוגלים לאמת את מצב ה-rollup או ה-shard, מה שמחליש את האבטחה.
Sequencers/validators מרוכזים
הרבה L2s מוקדמים וחלק מהשרשראות המהירות מסתמכים על מספר קטן של מפעילים, שיכולים לצנזר עסקאות או ליפול, ובכך להפחית את ה<strong>דצנטרליזציה (decentralization)</strong>.
מורכבות בין-shards ובין-שרשראות
אינטראקציות שחוצות shards או שרשראות קשות יותר לתכנון ולבדיקה, מה שמגדיל את הסיכוי לבאגים עדינים ולחוויית משתמש מבלבלת.
בלבול משתמשים ומלכודות UX
משתמשים עלולים לא להבין באיזו רשת הם נמצאים, כמה זמן לוקחות משיכות או אילו עמלות חלות, מה שעלול להוביל לטעויות או לשליחת כספים למקום הלא נכון.
שיטות אבטחה מומלצות
יתרונות וחסרונות של Sharding לעומת Rollups
יתרונות
Sharding מגדיל את התפוקה של שכבת הבסיס תוך שמירה על נכס מקורי יחיד ומודל אבטחה אחד.
אבטחה משותפת בין shards יכולה להקל על אפליקציות לפעול יחד בתוך אותו אקוסיסטם L1.
Rollups מאפשרים ניסוי ושדרוג מהירים בלי לשנות את פרוטוקול ה-L1 שמתחת.
Rollups שונים יכולים להתמחות בשימושים כמו DeFi, גיימינג או פרטיות, ולתת לבונים יותר גמישות.
Rollups יכולים לספק יתרונות סקיילינג מוקדם, עוד לפני שפתרון sharding מלא נפרס על שרשרת הבסיס.
חסרונות
Sharding מוסיף מורכבות לפרוטוקול ועלול להקשות על תקשורת בין-shards ועל כלי פיתוח למתכנתים.
שדרוג L1 כדי לתמוך ב-sharding הוא תהליך איטי ושמרני, כך שהיתרונות עלולים להגיע מאוחר יותר מפתרונות L2.
Rollups מוסיפים רכיבים נוספים כמו sequencers ו-bridges, שלכל אחד מהם הנחות אבטחה משלו.
liquidity ומשתמשים יכולים להתפצל בין rollups רבים, מה שיוצר חוויה מורכבת יותר למשתמש הקצה.
חלק מה-rollups עדיין בשלב מוקדם במחזור החיים שלהם, עם סטנדרטים, מסלולי שדרוג ופרופילי סיכון מתפתחים.
עתיד הסקיילביליות של בלוקצ'יין (blockchain)
המגמה ארוכת הטווח היא לכיוון בלוקצ'יינים מודולריים, שבהם שכבות שונות מתמחות: חלקן מספקות אבטחה, אחרות מספקות זמינות נתונים, ואחרות מתמקדות בביצוע (execution) ובאפליקציות למשתמשי קצה. L1s עם sharding, שכבות זמינות נתונים ו-rollups כולם משתלבים בתמונה המודולרית הזו.
ככל שהתשתית תתבגר, ייתכן שמשתמשים לא ידעו או לא יעניין אותם אם הם על L1, L2 או אפילו L3. Wallets ו-bridges ינתבו עסקאות דרך המסלול היעיל ביותר, תוך עיגון האבטחה לשכבות בסיס חזקות.
עבור בונים, העתיד כנראה כולל פריסה למספר שכבות ביצוע, תוך הסתמכות על אבטחה ו-liquidity משותפות מתחת. עבור משתמשים, ההבטחה פשוטה: אינטראקציות מהירות, זולות ואמינות שמרגישות כמו הווב, אבל מגובות בהבטחות קריפטוגרפיות ניתנות לאימות במקום בשרתים אטומים.
השוואה: סקיילינג מסורתי לעומת סקיילינג בקריפטו
איך לתקשר בבטחה עם L2s ורשתות סקיילביליות
כדי להשתמש ב-L2, בדרך כלל מתחילים על L1 כמו Ethereum, ואז מעבירים כספים דרך bridge לרשת היעד. זה כולל שליחת עסקה לחוזה bridge והמתנה להופעת היתרה ב-L2 ב-wallet שלך.
לפני bridging, ודא/י את כתובת ה-URL הרשמית של ה-bridge ממספר מקורות, בדוק/י את שם הרשת וכתובות החוזים, והבינ/י כמה זמן לוקחים בדרך כלל פיקדונות ומשיכות. ב-wallet, ודא/י שהרשת שנבחרה תואמת ל-L2 שבו את/ה מתכוון/ת להשתמש, ושהכתובות של חוזי הטוקנים נכונות.
התחל/י בסכום ניסוי קטן כדי לוודא שהכול עובד כמצופה. עם הזמן, עקוב/י אחרי עמלות הרשת והעומס כדי שלא תופתע/י מעלויות משתנות או מזמני משיכה ארוכים.
- אשר/י את כתובת ה-URL הרשמית של ה-bridge והתיעוד ממספר מקורות מהימנים לפני חיבור ה-wallet.
- התחל/י בהעברת ניסיון קטנה ל-L2 כדי לוודא שהפקדות ומשיכות עובדות כמצופה.
- קרא/י על זמני משיכה טיפוסיים ועל כל תקופות אתגר, כדי שלא תופתע/י כשתרצה/י לצאת חזרה ל-L1.
- נטר/י את עמלות הרשת גם על L1 וגם על L2, כי gas גבוה ב-L1 עדיין יכול להשפיע על פיקדונות ומשיכות.
- השתמש/י ב-wallets מוכרים שמציגים בבירור באיזו רשת את/ה נמצא/ת ותומכים ב-L2 שבו את/ה מתכנן/ת להשתמש.
שאלות נפוצות: סקיילביליות של בלוקצ'יין (blockchain), Sharding ו-Rollups
נקודות מפתח על סקיילביליות של בלוקצ'יין (blockchain)
עשוי להתאים ל
עשוי לא להתאים ל
- אנשים שמחפשים תחזיות מחיר לטווח קצר או אותות מסחר
- משתמשים שרוצים המלצות על מוצרים ספציפיים ולא חינוך כללי
- קוראים שלא מוכנים לנהל הגדרות בסיסיות של wallet ורשת
- מי שזקוק לייעוץ משפטי, מס או השקעות לגבי טוקנים מסוימים
סקיילביליות (scalability) של בלוקצ'יין (blockchain) עוסקת בשירות יותר משתמשים עם עסקאות מהירות וזולות יותר, תוך שמירה על אבטחה חזקה ודצנטרליזציה (decentralization). היא קשה בגלל משולש הסקיילביליות: דחיפה חזקה מדי של ממד אחד לרוב מותחת את האחרים. Sharding מתמודד עם הבעיה על ידי שדרוג שרשרת הבסיס עצמה, פיצולה למספר shards שמשתפים אבטחה ומגדילים תפוקה. Rollups ו-L2s אחרים מעבירים את רוב החישוב off-chain ומשתמשים ב-L1 בעיקר לנתונים ולסליקה, מה שפותח רווחי יעילות גדולים. עבור משתמשי יום-יום, התוצאה אמורה להיות אפליקציות שמרגישות חלקות כמו שירותי ווב, ועדיין מציעות תשתית פתוחה שניתנת לאימות. כשאת/ה בוחן/ת רשתות שונות, שים/י לב לא רק למהירות ולעמלות, אלא גם להנחות האבטחה, לעיצובי ה-bridge ולמידת הדצנטרליזציה, כדי שתוכל/י לבחור את הסביבה המתאימה לצרכים שלך.