Stigstærð í blockchain (blockchain scalability) snýst um hversu margar færslur netið getur afgreitt, og hversu hratt, án þess að fórna öryggi þess eða dreifstýringu (decentralization). Þegar keðja nær ekki að stækka, finnur notandinn fyrir því í formi hárra gjalda, hægra staðfestingartíma og misheppnaðra færslna á álagstímum. Ef þú hefur reynt að senda litla greiðslu eða mint-a NFT í bull markaði hefurðu líklega séð gjöld stökkva upp í nokkra dollara og þurft að bíða í margar mínútur. Sú upplifun fær marga til að efast um hvort krypto geti nokkurn tíma stutt daglegar greiðslur, leiki eða almenna DeFi-notkun. Þessi leiðarvísir fer yfir kjarnahugtökin á bak við stigstærð og hvers vegna hún er erfið, þar á meðal stigstærðarþríhyrninginn (scalability trilemma). Þú lærir hvernig uppfærslur á grunnlagi eins og sharding og lausnir utan keðju eins og rollups og önnur layer 2 (L2) net vinna saman að því að gera blockchain-keðjur hraðari og ódýrari, og hvaða málamiðlanir þú þarft að hafa auga með.
Stigstærð í hnotskurn
Samantekt
- Stigstærð þýðir að geta afgreitt fleiri færslur á sekúndu á meðan netið helst öruggt og lipurt fyrir notendur.
- Hún er erfið vegna stigstærðarþríhyrningsins (scalability trilemma): að bæta stigstærð setur oft þrýsting á öryggi eða dreifstýringu (decentralization).
- Sharding stækkar layer 1 sjálft með því að skipta blockchain-keðjunni í samhliða shards sem deila öryggi.
- Rollups og aðrar layer 2 lausnir færa útreikninga utan keðju og senda þjappað gögn eða sönnunargögn aftur á L1.
- Sharded L1-keðjur skara fram úr í að auka hrátt gegnumstreymi, á meðan rollups skara fram úr í sveigjanlegri innleiðingu og hraðri þróun.
- Flest þroskuð vistkerfi stefna á blöndu af stigstækkanlegu L1 og öflugum L2-netum, hvert með sínar eigin málamiðlanir.
Grunnatriði stigstærðar: Gegnumstreymi, leynd og þríhyrningurinn
Þegar fólk talar um gegnumstreymi (throughput) er yfirleitt átt við hversu margar færslur á sekúndu (TPS) blockchain-keðja getur unnið. Hærra gegnumstreymi þýðir að fleiri notendur geta átt viðskipti, spilað eða sent greiðslur á sama tíma án þess að stífla netið og hækka gjöld.
Leynd (latency) er hversu langan tíma það tekur fyrir færslu að verða staðfest með mikilli vissu. Lág leynd líður eins og lipur app: þú smellir á „swap“ eða „send“ og sérð niðurstöðuna á sekúndum, ekki mínútum. Bæði gegnumstreymi og leynd móta beint notendaupplifun.
Stigstærðarþríhyrningurinn (scalability trilemma) segir að erfitt sé að hámarka öryggi, dreifstýringu (decentralization) og stigstærð á sama tíma. Mjög öruggt, dreifstýrt net með mörgum óháðum validators getur átt í erfiðleikum með að vinna gríðarlegt magn færslna hratt. Á sama tíma getur keðja sem miðstýrir blokkaframleiðslu verið hröð en auðveldari að ritskoða eða ráðast á. Flestar nútíma hönnun reyna að vega og meta þessi þrjú atriði frekar en að „leysa“ þríhyrninginn fullkomlega.
- Færslugjöld hækka skarpt á álagstímum og gera litlar greiðslur eða viðskipti óhagkvæm.
- Mempool helst stíflað, með mörgum biðfærslum sem bíða eftir að komast í blokk.
- Notendur upplifa langan eða ófyrirsjáanlegan staðfestingartíma, sérstaklega ef þeir nota sjálfgefin gjaldastillingar.
- Forrit eða wallets fara að reiða sig á miðlæga relays eða vörslulausnir til að fela álag á keðjunni fyrir notendum.
Tveir vegir til að stækka: Layer 1 vs Layer 2
Layer 1 (L1) blockchain er grunnnetið þar sem blokkir eru framleiddar, consensus (samkomulag) á sér stað og eignir eins og ETH eða BTC búa. Stigstærð á L1 þýðir að breyta þessu kjarnaprótokolli, til dæmis með því að auka blokkastærð eða bæta við sharding svo hægt sé að vinna fleiri færslur samhliða.
Layer 2 (L2) keyrir ofan á núverandi L1. Það sér um flestar notendaaðgerðir utan keðju og hefur svo regluleg samskipti við grunnkeðjuna vegna öryggis og uppgjörs. Rollups eru helsta L2-hönnunin á Ethereum í dag, en til eru líka payment channels og sidechains.
Í reynd eru vistkerfi að nálgast líkanið „L1 fyrir öryggi, L2 fyrir stigstærð“. Grunnlagið helst íhaldssamt og traust, á meðan L2-net þróast hraðar, prófa nýja eiginleika og taka við megninu af daglegum færslum.
- Á keðju: Stærri blokkir eða styttri blokkartímar auka hráa getu en geta gert smærri nodes erfiðara fyrir að fylgja eftir.
- Á keðju: Sharding skiptir blockchain-keðjunni í margar shards sem vinna mismunandi færslur samhliða á meðan þær deila öryggi.
- Utan keðju/L2: Rollups keyra færslur utan keðju og senda þjappað gögn eða sönnunargögn aftur á L1 fyrir öryggi.
- Utan keðju/L2: Payment channels gera tveimur aðilum kleift að eiga mörg viðskipti utan keðju og gera aðeins upp lokaniðurstöðu á L1.
- Utan keðju/L2: Sidechains eru aðskildar blockchain-keðjur sem eru tengdar (bridged) við aðalkeðjuna, oft með eigin validators og öryggisforsendum.
Sharding útskýrt: Að skipta blockchain-keðjunni í hluta
Sharding er eins og að bæta við fleiri afgreiðslukössum í troðfullri matvöruverslun. Í stað þess að allir raðist upp hjá einum gjaldkera dreifast viðskiptavinir á marga kassa, svo búðin geti afgreitt fleiri á sama tíma.
Í sharded blockchain er netinu skipt í margar shards, sem hver um sig vinnur sinn hluta af færslum og geymir hluta af stöðunni. Validators eru úthlutaðir á mismunandi shards svo vinna geti farið fram samhliða, en allar shards tilheyra samt sama heildarkerfi.
Miðlægur samhæfingaraðili eða beacon chain hjálpar til við að halda shards í samræmi og tryggir að öryggi sé deilt á milli þeirra. Þessi hönnun getur stórhækkað gegnumstreymi, en hún bætir við flækjustigi í samskiptum milli shards, aðgengi að gögnum og úthlutun validators sem þarf að hanna mjög vandlega.
- Samhliða shards geta unnið margar færslur í einu og hækkað heildar gegnumstreymi netsins verulega.
- Þar sem stöðu er skipt á milli shards þurfa einstakir nodes að geyma og vinna minna magn gagna, sem lækkar vélbúnaðarkröfur.
- Færslur milli shards eru flóknari, þar sem gögn og skilaboð þurfa að færast á öruggan hátt á milli ólíkra shards.
- Öryggi þarf að hanna mjög vandlega svo engin shard verði auðvelt skotmark, oft með slembinni úthlutun validators og sameiginlegu consensus.
- Að tryggja aðgengi að gögnum (data availability) yfir shards er lykilatriði, svo notendur og léttir clients geti enn sannreynt kerfið í heild.
Rollups og Layer 2: Stigstærð með því að færa útreikninga utan keðju
Rollups eru L2-net sem keyra færslur utan keðju og safna þeim svo reglulega í lotu sem er send aftur á L1. Í stað þess að hver einasta færsla sé unnin beint á grunnkeðjunni, geymir L1 aðallega þjappað gögn eða sönnunargögn um það sem gerðist.
Þar sem margar færslur deila einni L1-færslu skipta notendur með sér kostnaðinum, þannig að gjöld á hverja aðgerð verða mun lægri. Smart contracts rollups á L1 skilgreina reglurnar, fylgjast með stöðum og framfylgja öryggi með fraud proofs eða validity proofs.
Mikilvægt er að notendur reiða sig enn á L1 sem endanlegan sannleiksgjafa. Ef sequencer rollups hagar sér illa eða fer offline, eiga gögnin á L1 ásamt úttektarferlum rollups að gera notendum kleift að taka út eða mótmæla röngum stöðum, með fyrirvara um forsendur hverrar hönnunar.
Key facts
Optimistic rollups: proof model
Gera ráð fyrir að lotur séu gildar sjálfkrafa og leyfa hverjum sem er að senda fraud proof á áskorunartímabili ef hann finnur ógilda stöðu.
Optimistic rollups: withdrawal time
Úttektir til L1 taka venjulega nokkra daga þar sem notendur þurfa að bíða eftir að áskorunargluggi fyrir möguleg fraud proofs renni út.
Optimistic rollups: typical use cases
Almenn DeFi og dApps þar sem EVM-samhæfni og þróunarverkfæri skipta meira máli en tafarlausar L1-úttektir.
Zk-rollups: proof model
Búa til <strong>validity proofs</strong> (zero-knowledge proofs) sem stærðfræðilega sýna að hver lota fylgdi reglunum áður en hún er samþykkt á L1.
Zk-rollups: withdrawal time
Úttektir geta verið mun hraðari þar sem L1-samningurinn sannreynir sönnun í stað þess að bíða eftir ágreiningstímabili.
Zk-rollups: typical use cases
Viðskipti með mikilli tíðni, greiðslur eða persónuverndarforrit sem njóta góðs af hraðri endanleika og skilvirkum sönnunum, oft með flóknari verkfræði.
- Gjöld eru lægri þar sem margar notendafærslur eru bundnar saman í eina L1-færslu og deila þannig kostnaði grunnlagsins.
- Notendaupplifun virkar hröð þar sem rollups geta gefið nærri því tafarlausar „mjúkar“ staðfestingar áður en lotur eru sendar á keðjuna.
- Öryggi byggir enn mjög á undirliggjandi L1 og á sönnunarkerfi rollups, aðgengi að gögnum og upgrade-stjórnskipulagi.
Raunveruleg notkun stigstækkanlegra blockchain-keðja
Betri stigstærð breytir krypto úr dýru, hægu uppgjörslagi í eitthvað sem notendur geta átt í samskiptum við á hverjum degi. Þegar gjöld lækka og staðfestingar hraðast verða heilar nýjar flokka forrita raunhæfar. DeFi-prótókólar geta stutt smærri viðskipti, leikir geta fært flestar aðgerðir í leiknum á keðju og hægt er að mint-a eða versla með NFTs í miklu magni. Rollups, sharded-keðjur og aðrar stigstærðarlausnir gera nú þegar tilraunir mögulegar sem væru óframkvæmanlegar á stífluðu grunnlagi einu og sér.
Notkunartilvik
- Lág-gjald DeFi-viðskipti á rollups þar sem notendur geta skipt um tokens eða veitt liquidity án þess að greiða marga dollara fyrir hverja færslu.
- Stórfelld NFT-minting viðburði, til dæmis leikjaeignir eða safngripir, sem annars myndu yfirfylla blockspace á einu L1.
- Blockchain-leikir með tíðum örfærslum (micro-transactions) fyrir hreyfingar, uppfærslur og umbun, allt unnið ódýrt á L2.
- Greiðslur yfir landamæri og peningasendingar þar sem notendur senda lítil fjárhæðir um allan heim án þess að tapa stórum hluta í gjöld.
- Arbitrage og market-making með mikilli tíðni sem krefst margra hraðra viðskipta, knúin áfram af miklu gegnumstreymi og lágri leynd.
- Ferlar hjá fyrirtækjum eða stofnunum, eins og rekjanleiki í aðfangakeðju eða innri uppgjör, sem þurfa fyrirsjáanlegan kostnað og frammistöðu.
Dæmisaga / frásögn
Ravi er sjálfstætt starfandi forritari á Indlandi sem byggir lítið DeFi-sparnaðarapp fyrir sitt nánasta samfélag. Í fyrstu setur hann það upp á vinsælu L1 þar sem það virðist öruggast og með stærsta vistkerfið. Í markaðssprengju eykst notkun og notendur hans byrja að kvarta yfir því að einfaldar innborganir kosti nú nokkra dollara og taki stundum mínútur að staðfesta.
Ravi les um sharding á framtíðarvegakortum en gerir sér grein fyrir að það hjálpar ekki notendum hans í dag. Hann byrjar að skoða L2-valkosti og lærir hvernig rollups safna færslum í lotur og senda þær aftur á aðalkeðjuna. Eftir að hafa prófað nokkur net á testnet velur hann vel rótgróið rollup sem erfir öryggi frá sama L1 og notendur hans treysta nú þegar.
Eftir flutning appsins lækka meðalgjöld um meira en 90% og viðmótið verður mun liprara. Ravi skjalfestir málamiðlanirnar fyrir sitt samfélag, þar á meðal áhættu í tengslum við bridges og úttektartíma, og útskýrir að L1 sé enn endanlegt uppgjörslag. Helsta lærdómsreynsla hans er að velja rétta stigstærðarlausn snúist jafnmikið um notendaupplifun og áhættuforsendur og um hrá TPS-tölur.
Áhætta, öryggissjónarmið og málamiðlanir
Helstu áhættuþættir
Stigstærð er öflug, en hún er ekki ókeypis. Sérhvert nýtt fyrirkomulag, hvort sem það er sharding eða rollups, bætir við flækjustigi og nýjum stöðum þar sem hlutirnir geta bilað. L2-net reiða sig oft á bridges, sequencers og upgrade-lykla sem bæta við traustforsendum umfram grunnkeðjuna. Sharded-kerfi þurfa að samhæfa marga íhluti rétt til að forðast gloppur í aðgengi að gögnum eða öryggi. Sem notandi eða smiður er mikilvægt að skilja ekki bara að net sé hratt og ódýrt, heldur líka hvaða forsendur og áhættur liggja að baki þeim ávinningi.
Primary Risk Factors
Áhætta í tengslum við bridges og úttektir
Að færa eignir milli L1 og L2, eða milli keðja, byggir á bridge-samningum sem geta verið hakkaðir, rangstilltir eða stöðvaðir, sem getur fryst eða tapað fjármunum.
Villur í smart contracts
Stigstærðarkerfi reiða sig á flókin contracts fyrir rollups, bridges og sharding-rökfræði, þannig að innleiðingarvillur geta leitt til taps á fjármunum eða fastnæmdra færslna.
Aðgengi að gögnum
Ef færslugögn eru ekki birt og geymd á áreiðanlegan hátt geta notendur og léttir clients átt erfitt með að sannreyna stöðu rollups eða shard, sem veikjar öryggi.
Miðstýrðir sequencers/validators
Mörg snemmstig L2-net og sumar hraðar keðjur reiða sig á lítinn hóp rekstraraðila sem geta ritskoðað færslur eða farið offline og þannig minnkað <strong>dreifstýringu (decentralization)</strong>.
Flækjustig milli shards og keðja
Virkni sem spannar shards eða keðjur er erfiðari í hönnun og prófun, sem eykur líkur á lúmskum villum og ruglingslegri notendaupplifun.
Ruglingur notenda og UX-gildrur
Notendur kunna ekki að skilja á hvaða neti þeir eru, hversu langar úttektir taka eða hvaða gjöld gilda, sem getur leitt til mistaka eða fjár sem er sent á rangan stað.
Bestu öryggisvenjur
Kostir og gallar sharding vs rollups
Kostir
Sharding eykur gegnumstreymi á grunnlagi á meðan haldið er í eina innbyggða eign og öryggislíkan.
Sameiginlegt öryggi yfir shards getur auðveldað forritum að vinna saman innan sama L1-vistkerfis.
Rollups gera hraðar tilraunir og uppfærslur mögulegar án þess að breyta undirliggjandi L1-prótókolli.
Mismunandi rollups geta sérhæft sig fyrir notkun eins og DeFi, leiki eða persónuvernd og gefið smiðum meiri sveigjanleika.
Rollups geta skilað stigstærðarávinningi fyrr, jafnvel áður en fullu sharding er komið á grunnkeðjuna.
Gallar
Sharding bætir við prótókollsflækjustigi og getur gert samskipti milli shards og verkfæri erfiðari fyrir þróunaraðila.
Að uppfæra L1 til að styðja sharding er hægfara og íhaldssamt ferli, þannig að ávinningurinn getur komið seinna en frá L2-lausnum.
Rollups bæta við aukahlutum eins og sequencers og bridges, hver með sínar eigin öryggisforsendur.
Liquidity og notendur geta dreifst yfir mörg rollups, sem gerir upplifun endanlegra notenda flóknari.
Sum rollups eru enn á byrjunarstigi, með þróuðum stöðlum, uppfærsluleiðum og áhættusniðum.
Framtíð stigstærðar í blockchain (blockchain scalability)
Langtímaþróunin stefnir í átt að mátvæddum blockchain-keðjum (modular blockchains), þar sem mismunandi lög sérhæfa sig: sum sjá um öryggi, önnur um aðgengi að gögnum og enn önnur um keyrslu og notendamiðuð forrit. Sharded L1-keðjur, lög fyrir aðgengi að gögnum og rollups passa öll inn í þessa mátmynd.
Eftir því sem innviðir þroskast gæti verið að notendur viti ekki eða nenni ekki að pæla í hvort þeir séu á L1, L2 eða jafnvel L3. Wallets og bridges munu beina færslum um hagkvæmustu leiðina á meðan öryggi er enn fest við traust grunnlög.
Fyrir smiði felst framtíðin líklega í því að dreifa forritum á mörg keyrslulög á meðan þeir reiða sig á sameiginlegt öryggi og liquidity undir niðri. Fyrir notendur er loforðið einfalt: hraðar, ódýrar og áreiðanlegar aðgerðir sem líða eins og vefurinn, studdar af sannreynanlegum dulmálstryggingum (cryptography) í stað ógegnsærra netþjóna.
Samanburður: Hefðbundin stigstærð vs krypto-stigstærð
Hvernig á að eiga örugg samskipti við L2 og stigstækkanleg net
Til að nota L2 byrjarðu venjulega á L1 eins og Ethereum og flytur svo fé í gegnum bridge yfir á marknetið. Það felur í sér að senda færslu til bridge-samnings og bíða eftir að L2-staðan birtist í wallet-inu þínu.
Áður en þú notar bridge skaltu staðfesta opinbera bridge-slóðina úr mörgum heimildum, athuga heiti nets og samningsföng og skilja hversu langan tíma innborganir og úttektir taka venjulega. Í wallet-inu þínu skaltu ganga úr skugga um að valið net passi við L2-netið sem þú ætlar að nota og að token-samningsföng séu rétt.
Byrjaðu á litlu prófunarupphæð til að staðfesta að allt virki eins og búist er við. Með tímanum er gott að fylgjast með netgjöldum og álagi svo þú sért ekki undrandi á breyttum kostnaði eða úttektartímum.
- Staðfestu opinbera bridge-slóð og skjöl frá mörgum traustum heimildum áður en þú tengir wallet-ið þitt.
- Byrjaðu á lítilli prófunarfærslu yfir á L2 til að sannreyna að innborganir og úttektir virki eins og búist er við.
- Lestu um dæmigerða úttektartíma og möguleg áskorunartímabil svo þú verðir ekki undrandi þegar þú ferð aftur á L1.
- Fylgstu með netgjöldum bæði á L1 og L2, þar sem hátt L1-gas getur enn haft áhrif á innborganir og úttektir.
- Notaðu traust wallets sem sýna skýrt á hvaða neti þú ert og styðja það L2-net sem þú ætlar að nota.
Algengar spurningar: Stigstærð í blockchain, sharding og rollups
Helstu atriði um stigstærð í blockchain (blockchain scalability)
Gæti hentað fyrir
- Forritara sem eru að ákveða hvar þeir dreifa nýjum dApps eða DeFi-prótókólum
- Virka DeFi-notendur sem leita að lægri gjöldum og hraðari staðfestingum
- NFT-skapara eða kaupmenn sem skipuleggja mikla virkni
- Leikjaspilara og leikjastúdíó sem kanna leikjavélfræði á keðju
Gæti ekki hentað fyrir
- Fólk sem leitar að skammtíma verðspám eða viðskiptamerkjum
- Notendur sem vilja sértækar vörutillögur frekar en almenna fræðslu
- Lesendur sem eru ekki tilbúnir að stilla grunnatriði í wallets og netum
- Þá sem þurfa lögfræðilega, skattalega eða fjárfestingarráðgjöf um tiltekin tokens
Stigstærð í blockchain (blockchain scalability) snýst um að þjóna fleiri notendum með hraðari, ódýrari færslum á meðan sterku öryggi og dreifstýringu (decentralization) er haldið. Hún er erfið vegna stigstærðarþríhyrningsins (scalability trilemma): ef eitt svið er ýtt of langt getur það sett hin undir álag. Sharding tekst á við vandann með því að uppfæra grunnkeðjuna sjálfa, skipta henni í margar shards sem deila öryggi og auka gegnumstreymi. Rollups og önnur L2-net færa megnið af útreikningum utan keðju og nota L1 aðallega fyrir gögn og uppgjör, sem losar um mikinn skilvirknisávinning. Fyrir daglega notendur ættu niðurstöðurnar að vera forrit sem líða jafn lipur og vefþjónustur en bjóða samt upp á opna, sannreynanlega innviði undir niðri. Þegar þú skoðar mismunandi net skaltu horfa ekki bara á hraða og gjöld, heldur líka á öryggisforsendur, hönnun bridges og dreifstýringu (decentralization), svo þú getir valið rétt umhverfi fyrir þínar þarfir.