Blockchain scalability (масштабталуы) желінің қанша транзакцияны және қаншалықты жылдам өңдей алатынын, сонымен қатар қауіпсіздік пен децентрализацияны (decentralization) бұзбай сақтай алуын білдіреді. Тізбек (chain) масштабтала алмаса, пайдаланушылар оны жоғары комиссиялар, баяу растаулар және жүктеме жоғары кезде сәтсіз транзакциялар арқылы сезінеді. Егер сіз bull run кезінде шағын төлем жіберіп көрсеңіз немесе NFT minting жасаған болсаңыз, комиссиялардың бірнеше долларға дейін секіріп, растаудың бірнеше минут күтуін байқаған шығарсыз. Мұндай тәжірибе адамдарға крипто күнделікті төлемдерге, ойындарға немесе мейнстрим DeFi-ға шынымен жарай ма деген сұрақ тудырады. Бұл нұсқаулық масштабталудың негізгі идеяларын және оның неге күрделі екенін, соның ішінде scalability trilemma тұжырымдамасын түсіндіреді. Сіз sharding сияқты базалық деңгейдегі (base-layer) жаңартулар мен rollups және басқа layer 2 (L2) желілер сияқты off-chain шешімдер қалай бірігіп, blockchains-ті жылдамырақ әрі арзан ететінін және қандай компромистерге назар аудару керектігін үйренесіз.
Масштабталу қысқаша
Қысқаша мазмұн
- Масштабталу – желіні қауіпсіз әрі пайдаланушылар үшін жылдам күйде ұстай отырып, секундына көбірек транзакция өңдей алу қабілеті.
- Бұл қиын, себебі scalability trilemma: масштабталуды жақсарту көбіне қауіпсіздікке немесе децентрализацияға (decentralization) қысым түсіреді.
- Sharding layer 1-нің өзін масштабтайды, blockchain-ді қауіпсіздігі ортақ параллель shard-тарға бөледі.
- Rollups және басқа layer 2 шешімдер есептеуді off-chain-ға шығарып, сығылған деректерді немесе дәлелдерді (proofs) L1-ге қайта жібереді.
- Sharded L1-лар «таза өткізу қабілетін» арттыруда мықты, ал rollups икемді орналастыру мен жылдам итерацияда ерекшеленеді.
- Көптеген жетілген экожүйелер масштабталатын L1 мен қуатты L2-лердің қоспасына, әрқайсысы өз компромистерімен, қарай бет алып жатыр.
Масштабталудың негіздері: Throughput, Latency және Trilemma
Адамдар throughput туралы айтқанда, әдетте blockchain секундына қанша транзакция (TPS) өңдей алатынын меңзейді. Throughput жоғары болған сайын, көбірек пайдаланушы бір уақытта сауда жасап, ойнап немесе төлем жіберіп, желіні бітеп, комиссияны көтермей әрекет ете алады.
Latency – транзакцияның жоғары сеніммен расталуына кететін уақыт. Төмен latency – «жылдам қосымша» сияқты сезіледі: сіз “swap” немесе “send” батырмасын басасыз да, бірнеше минут емес, секунд ішінде финализацияны көресіз. Throughput пен latency екеуі де пайдаланушы тәжірибесіне тікелей әсер етеді.
Scalability trilemma қауіпсіздік, децентрализация (decentralization) және масштабталуды бір уақытта максимумға жеткізу қиын дейді. Көптеген тәуелсіз validator-лары бар өте қауіпсіз, децентрализделген желі үлкен көлемді тез өңдеуде қиналуы мүмкін. Ал блок өндіруді орталықтандырған тізбек жылдам болуы мүмкін, бірақ цензураға немесе шабуылға осал келеді. Қазіргі жобалардың көбі бұл үш күшті толық «шешуден» гөрі, олардың арасындағы тепе-теңдікті табуға тырысады.
- Жүктеме жоғары кезде транзакция комиссиялары күрт өсіп, шағын төлемдер мен сауданы тиімсіз етеді.
- Mempool бітеліп, блокқа қосылуды күтіп тұрған көптеген күтілмелі транзакциялар жиналып қалады.
- Пайдаланушылар, әсіресе әдепкі комиссия баптауларын қолданса, растау уақытын ұзақ немесе болжап болмайтын күйде көреді.
- Қосымшалар немесе wallet-тер on-chain кептелісті пайдаланушылардан жасыру үшін орталықтандырылған релелерге немесе кастодиал сервистерге сүйене бастайды.
Масштабтаудың екі жолы: Layer 1 vs Layer 2
Layer 1 (L1) blockchain – блоктар өндірілетін, консенсус (consensus) жүретін және ETH немесе BTC сияқты активтер өмір сүретін базалық желі. L1-де масштабтау – осы негізгі протоколды өзгерту, мысалы блок сыйымдылығын арттыру немесе көбірек транзакцияны параллель өңдеу үшін sharding енгізу.
Layer 2 (L2) қолданыстағы L1-дің үстінде жұмыс істейді. Ол пайдаланушылардың негізгі әрекеттерін off-chain өңдеп, қауіпсіздік пен есеп айырысу үшін базалық тізбекпен мерзімді түрде әрекеттеседі. Бүгінде Ethereum экожүйесінде негізгі L2 дизайны – rollups, бірақ payment channels және sidechains да бар.
Іс жүзінде экожүйелер «қауіпсіздік үшін L1, масштаб үшін L2» моделіне жақындап келеді. Базалық деңгей консервативті әрі берік болып қалады, ал L2-лер жылдамырақ дамып, жаңа мүмкіндіктермен эксперимент жасап, күнделікті транзакция жүктемесінің көп бөлігін өзіне алады.
- On-chain: Үлкенірек блоктар немесе қысқа блок уақыты жалпы сыйымдылықты арттырады, бірақ шағын node-тар үшін желімен қатар жүруді қиындатуы мүмкін.
- On-chain: Sharding blockchain-ді әртүрлі транзакцияларды параллель өңдейтін, бірақ қауіпсіздігі ортақ бірнеше shard-қа бөледі.
- Off-chain/L2: Rollups транзакцияларды off-chain орындайды да, қауіпсіздік үшін сығылған деректерді немесе дәлелдерді L1-ге қайта жібереді.
- Off-chain/L2: Payment channels екі тарапқа жиі off-chain транзакция жасап, тек соңғы нәтижені L1-де есеп айырысуға мүмкіндік береді.
- Off-chain/L2: Sidechains – негізгі тізбекпен bridge арқылы байланысқан бөлек blockchains, көбіне өз validator-лары мен қауіпсіздік болжамдарымен.
Sharding түсіндірмесі: Blockchain-ді бөліктерге бөлу
Sharding – жүктемесі көп супермаркетке қосымша кассалар қосқанмен бірдей. Барлығы бір кассаға кезекке тұрмағанның орнына, клиенттер бірнеше кассаға бөлінеді, сондықтан дүкен сол уақыт ішінде көбірек адамға қызмет көрсете алады.
Sharded blockchain-де желі бірнеше shard-қа бөлінеді, әрқайсысы өз транзакцияларын өңдеп, күйдің (state) бір бөлігін сақтайды. Validator-лар әртүрлі shard-тарға тағайындалады, осылайша жұмыс параллель жүреді, бірақ барлық shard-тар біртұтас жүйеге жатады.
Орталық координатор немесе beacon chain shard-тарды синхронда ұстап, қауіпсіздіктің барлығына ортақ болуын қамтамасыз етеді. Бұл дизайн throughput-ты айтарлықтай арттыра алады, бірақ shard-тар арасындағы өзара әрекеттесу, деректердің қолжетімділігі және validator-ларды тағайындау сияқты күрделіліктерді мұқият шешуді талап етеді.
- Параллель shard-тар көптеген транзакцияны бір уақытта өңдеп, жалпы желі throughput-ын айтарлықтай арттыра алады.
- Күй (state) shard-тарға бөлінгендіктен, жекелеген node-тар азырақ дерек сақтап, азырақ дерек өңдейді, бұл жабдық талаптарын төмендетеді.
- Shard-тар арасындағы транзакциялар күрделірек, себебі деректер мен хабарламалар әртүрлі shard-тар арасында қауіпсіз тасымалдануы керек.
- Қауіпсіздік ешбір shard оңай нысанаға айналмайтындай етіп мұқият жобалануы тиіс, көбіне validator-ларды кездейсоқ тағайындау және ортақ консенсус (consensus) қолданылады.
- Data availability-ді барлық shard-тар бойынша қамтамасыз ету өте маңызды, сонда пайдаланушылар мен жеңіл клиенттер бүкіл жүйені тексере алады.
Rollups және Layer 2: Есептеуді off-chain-ға шығару арқылы масштабтау
Rollups – транзакцияларды off-chain орындайтын, содан кейін оларды топтап (batch) L1-ге қайта жіберетін L2 желілер. Әрбір транзакцияны базалық тізбекте тікелей өңдеудің орнына, L1 негізінен орын алған оқиғалар туралы сығылған деректерді немесе дәлелдерді сақтайды.
Көптеген транзакция бір L1 транзакциясын бөліскендіктен, пайдаланушылар шығынды бірге көтереді, сондықтан бір әрекетке шаққандағы комиссия әлдеқайда төмен болады. L1-дегі rollup smart contract-тары ережелерді анықтайды, баланстарды қадағалайды және fraud proofs немесе validity proofs арқылы қауіпсіздікті қамтамасыз етеді.
Маңыздысы – пайдаланушылар әлі де L1-ді соңғы шындық көзі ретінде пайдаланады. Егер rollup sequencer-і дұрыс жұмыс істемесе немесе офлайнға кетсе, L1-дегі деректер мен rollup-тың шығу (exit) механизмдері, әр дизайнның болжамдарына сай, пайдаланушыларға қаражатты шығарып алуға немесе қате күйлерге дау айтуға мүмкіндік беруі тиіс.
Key facts
Optimistic rollups: proof model
Әдепкіде batch-терді дұрыс деп қабылдайды және біреу қате күйді байқаса, challenge кезеңінде fraud proof жіберуіне мүмкіндік береді.
Optimistic rollups: withdrawal time
L1-ге шығару әдетте бірнеше күн алады, себебі пайдаланушылар ықтимал fraud proof-тар үшін challenge терезесінің бітуін күтуі керек.
Optimistic rollups: typical use cases
EVM үйлесімділігі мен әзірлеу құралдары L1-ге бірден шығудан маңыздырақ болатын жалпы мақсаттағы DeFi және dApp-тар.
Zk-rollups: proof model
<strong>Validity proofs</strong> (zero-knowledge proofs) генерациялайды, олар әр batch L1-де қабылданбас бұрын ережелерге сай орындалғанын математикалық түрде дәлелдейді.
Zk-rollups: withdrawal time
L1-дегі contract дауласу кезеңін күтудің орнына proof-ты тексеретіндіктен, шығару әлдеқайда жылдам болуы мүмкін.
Zk-rollups: typical use cases
Жоғары жиілікті сауда, төлемдер немесе fast finality мен тиімді proofs-тан пайда көретін, көбіне күрделірек инженерияны қажет ететін құпиялылыққа бағытталған қосымшалар.
- Көптеген пайдаланушы транзакциясы бір L1 транзакциясына топталғандықтан, базалық деңгейдегі шығын көптеген пайдаланушы арасында бөлініп, комиссия төмендейді.
- Пайдаланушы тәжірибесі жылдам сезіледі, себебі rollups batch-терді on-chain жарияламай тұрып-ақ дерлік бірден «жұмсақ» растаулар бере алады.
- Қауіпсіздік әлі де негізінен базалық L1-ге, сондай-ақ rollup-тың proof жүйесіне, data availability-ге және upgrade governance-іне қатты тәуелді.
Масштабталатын Blockchains-тің нақты қолданылу салалары
Жақсы масштабталу криптоны қымбат, баяу есеп айырысу қабатынан пайдаланушылар күн сайын әрекеттесе алатын жүйеге айналдырады. Комиссиялар төмендеп, растаулар жылдамдағанда, қосымшалардың мүлдем жаңа санаттары шынайы бола бастайды. DeFi протоколдары ұсақ трейдерлерді қолдай алады, ойындар ойын ішіндегі әрекеттердің көбін on-chain-ға шығара алады, ал NFT-лерді жаппай minting немесе саудалау мүмкіндігі пайда болады. Rollups, sharded chains және басқа масштабтау шешімдері тек кептелген базалық тізбекпен мүмкін болмайтын эксперименттерді қазірдің өзінде іске асыруда.
Қолданылу салалары
- Rollups-тағы төмен комиссиялы DeFi саудасы, мұнда пайдаланушылар токендерді swap жасап немесе liquidity ұсына алады, әр транзакцияға бірнеше доллар төлемей.
- L1 blockspace-ін жалғыз өзі толтырып жіберетіндей ірі NFT minting шаралары, мысалы ойын активтері немесе коллекциялық заттар.
- Blockchain ойындары, мұнда жүрістер, жаңартулар және сыйақылар үшін жиі жасалатын micro-transactions арзан L2-де өңделеді.
- Шекарааралық төлемдер мен аударымдар, мұнда пайдаланушылар шағын сомаларды жаһандық түрде жіберіп, комиссияға ақшасының үлкен бөлігін жоғалтпайды.
- Жоғары жиілікті арбитраж және маркет-мейкинг стратегиялары, throughput пен төмен latency арқасында көптеген жылдам сауданы қажет етеді.
- Жеткізу тізбегін қадағалау немесе ішкі есеп айырысу сияқты кәсіпорындық немесе институционалдық процестер, олар болжамды шығындар мен өнімділікті талап етеді.
Кейс / Оқиға
Рави – Үндістандағы фрилансер-әзірлеуші, ол жергілікті қауымдастығы үшін шағын DeFi жинақ қосымшасын жасап жатыр. Алдымен ол ең қауіпсіз әрі экожүйесі ең үлкен болып көрінген танымал L1-ге деплой жасайды. Нарық раллиі кезінде қолдану күрт өсіп, пайдаланушылар қарапайым депозиттердің өзі бірнеше долларға түсіп, кейде растауға минуттар кететініне шағымдана бастайды.
Рави болашақ жоспарларда көрсетілген sharding туралы оқиды, бірақ оның бүгін пайдаланушыларына көмектеспейтінін түсінеді. Ол L2 нұсқаларын зерттей бастайды және rollups транзакцияларды қалай batch-ке жинап, негізгі тізбекке қайта жіберетінін үйренеді. Бірнеше желіні testnet-те сынап көргеннен кейін, ол пайдаланушылары сенетін сол L1-ден қауіпсіздік алатын, жақсы орныққан rollup-ты таңдайды.
Қосымшаны көшіргеннен кейін орташа комиссия 90%-дан астамға төмендейді, ал интерфейс әлдеқайда жылдам сезіледі. Рави қауымдастығы үшін bridge тәуекелдері мен шығу уақыттарын қоса алғанда, барлық компромистерді құжаттап, L1 әлі де түпкі есеп айырысу қабаты болып қалатынын түсіндіреді. Оның басты сабағы: дұрыс масштабталу тәсілін таңдау – тек TPS сандары емес, пайдаланушы тәжірибесі мен тәуекел болжамдары туралы да шешім.
Тәуекелдер, қауіпсіздік және компромистер
Негізгі тәуекел факторлары
Масштабталу қуатты мүмкіндік, бірақ ол «тегін» келмейді. Sharding болсын, rollups болсын, әр жаңа механизм күрделілік қосып, ақау шығуы мүмкін жаңа нүктелерді тудырады. L2-лер көбіне базалық тізбектен бөлек қосымша сенім болжамдарын енгізетін bridge-терге, sequencer-лерге және upgrade кілттеріне сүйенеді. Sharded жүйелер деректердің қолжетімділігі мен қауіпсіздік олқылықтарын болдырмау үшін көптеген компоненттерді дұрыс үйлестіруі керек. Пайдаланушы немесе құрылысшы ретінде желінің тек жылдам әрі арзан екенін емес, осы артықшылықтардың астында қандай болжамдар мен тәуекелдер жатқанын түсіну маңызды.
Primary Risk Factors
Bridge және шығу тәуекелі
Активтерді L1 мен L2 арасында немесе тізбектер арасында тасымалдау бұзылуы, қате бапталуы немесе тоқтатылуы мүмкін bridge contract-тарға тәуелді, бұл қаражаттың қатып қалуына немесе жоғалуына әкелуі ықтимал.
Smart contract қателері
Масштабтау жүйелері rollups, bridge және sharding логикасы үшін күрделі contract-тарға сүйенеді, сондықтан іске асырудағы қателер қаражат жоғалуына немесе транзакциялардың тұрып қалуына әкелуі мүмкін.
Data availability
Егер транзакция деректері сенімді түрде жарияланып, сақталмаса, пайдаланушылар мен жеңіл клиенттер rollup немесе shard күйін тексере алмай, қауіпсіздік әлсіреуі мүмкін.
Орталықтандырылған sequencer-лер/validator-лар
Көптеген ерте L2 және кейбір жылдам тізбектер аз операторлар жиынтығына сүйенеді, олар транзакцияларды цензуралап немесе офлайнға кетіп, <strong>децентрализацияны (decentralization)</strong> төмендетуі мүмкін.
Shard-тар мен тізбектер арасындағы күрделілік
Shard-тар немесе тізбектерді қамтитын өзара әрекеттесулерді жобалау және тестілеу қиынырақ, бұл жасырын қателер мен түсініксіз пайдаланушы тәжірибесінің ықтималдығын арттырады.
Пайдаланушы шатасуы және UX қателіктері
Пайдаланушылар қай желіде жүргенін, шығуға қанша уақыт кететінін немесе қандай комиссиялар қолданылатынын түсінбеуі мүмкін, бұл қателіктерге немесе қаражатты қате мекенжайға жіберуге әкеледі.
Қауіпсіздік бойынша үздік тәжірибелер
Sharding пен Rollups-тың артықшылықтары мен кемшіліктері
Артықшылықтары
Sharding базалық деңгейдегі throughput-ты арттырады, бірақ біртұтас нативті актив пен қауіпсіздік моделін сақтайды.
Shard-тар арасындағы ортақ қауіпсіздік бір L1 экожүйесінде қосымшалардың өзара әрекеттесуін жеңілдетуі мүмкін.
Rollups базалық L1 протоколын өзгертпей-ақ жылдам эксперимент жасауға және жаңартулар енгізуге мүмкіндік береді.
Әртүрлі rollups DeFi, ойын немесе құпиялылық сияқты use case-терге маманданып, құрылысшыларға көбірек икемділік береді.
Rollups базалық тізбекте толық sharding енгізілгенге дейін-ақ масштабтау пайдасын ертерек бере алады.
Кемшіліктері
Sharding протоколды күрделендіріп, shard-тар арасындағы коммуникация мен құралдарды әзірлеушілер үшін қиындата алады.
L1-ді sharding-ті қолдайтындай етіп жаңарту баяу және консервативті процесс, сондықтан пайдасы L2 шешімдеріне қарағанда кешірек келуі мүмкін.
Rollups sequencer-лер мен bridge сияқты қосымша компоненттерді енгізеді, олардың әрқайсысының өз қауіпсіздік болжамдары бар.
Liquidity мен пайдаланушылар көптеген rollups арасында бөлініп, соңғы пайдаланушылар үшін тәжірибені күрделендіруі мүмкін.
Кейбір rollups әлі де даму циклінің ерте кезеңінде, стандарттары, upgrade жолдары мен тәуекел профильдері әлі қалыптасу үстінде.
Blockchain scalability-дің болашағы
Ұзақ мерзімді тренд – әр қабат өзіне тән функцияға маманданатын modular blockchains-ке қарай: кейбірі қауіпсіздік береді, басқалары data availability-ге жауапты, ал қалғандары орындау (execution) мен пайдаланушыға бағытталған қосымшаларға шоғырланады. Sharded L1-лар, data availability қабаттары және rollups осы модульдік суретке кіреді.
Инфрақұрылым жетілген сайын, пайдаланушылар өздерінің L1-де ме, L2-де ме, тіпті L3-те ме жүргенін білмеуі де, мән бермеуі де мүмкін. Wallet-тер мен bridge-тер транзакцияларды ең тиімді жолмен бағыттап, қауіпсіздікті берік базалық қабаттарға байлап қояды.
Құрылысшылар үшін болашақ, үлкен ықтималдықпен, ортақ қауіпсіздік пен liquidity-ге сүйене отырып, бірнеше execution қабатына деплой жасауды білдіреді. Пайдаланушылар үшін уәде қарапайым: вебтегі сияқты жылдам, арзан және сенімді әрекеттесу, бірақ жабық серверлердің орнына тексерілетін криптографиялық кепілдіктермен қамтамасыз етілген.
Салыстыру: Дәстүрлі масштабтау vs Крипто масштабтауы
L2 және масштабталған желілермен қауіпсіз әрекеттесу жолы
L2 қолдану үшін, әдетте Ethereum сияқты L1-ден бастайсыз да, қаражатты мақсатты желіге bridge арқылы аударасыз. Бұл bridge contract-қа транзакция жіберіп, L2 балансын wallet-іңізде пайда болғанын күтуді қамтиды.
Bridge қолданар алдында ресми bridge URL-ін бірнеше дереккөзден тексеріңіз, желі атауы мен contract мекенжайларын растаңыз және депозиттер мен шығуларға әдетте қанша уақыт кететінін түсініңіз. Wallet ішінде таңдалған желі сіз қолданбақшы болған L2-ге сәйкес келетініне және токен contract мекенжайларының дұрыс екеніне көз жеткізіңіз.
Алдымен бәрі күткендей жұмыс істейтініне көз жеткізу үшін шағын сынақ сомасынан бастаңыз. Уақыт өте келе желі комиссиялары мен жүктемесін бақылап отырыңыз, сонда өзгермелі шығындар немесе шығу уақыттары сізді таңқалдырмайды.
- Wallet-ті қоспас бұрын ресми bridge URL-і мен құжаттамасын бірнеше сенімді дереккөзден растаңыз.
- Депозиттер мен шығулар күткендей жұмыс істейтініне көз жеткізу үшін L2-ге шағын сынақ аударымынан бастаңыз.
- L1-ге қайта шығу кезінде күтпеген жағдай болмас үшін әдеттегі шығу уақыттары мен кез келген challenge кезеңдері туралы оқып шығыңыз.
- Депозиттер мен шығуларға L1 gas бағасы әсер етуі мүмкін болғандықтан, L1 мен L2-дегі желі комиссияларын бақылаңыз.
- Қай желіде жүргеніңізді анық көрсететін және қолданбақшы болған L2-ні қолдайтын беделді wallet-терді пайдаланыңыз.
FAQ: Blockchain scalability, Sharding және Rollups
Blockchain scalability бойынша негізгі ойлар
Келесі аудиторияға сәйкес болуы мүмкін
Келесі аудиторияға сәйкес болмауы мүмкін
- Қысқа мерзімді баға болжамдары немесе сауда сигналдарын іздейтін адамдар
- Жалпы білімнің орнына нақты өнімге ұсыныс күтетін пайдаланушылар
- Wallet пен желі баптауларының негізгі параметрлерін басқаруға дайын емес оқырмандар
- Белгілі бір токендер бойынша құқықтық, салықтық немесе инвестициялық кеңес қажет ететіндер
Blockchain scalability – көбірек пайдаланушыға жылдам әрі арзан транзакциялар ұсына отырып, күшті қауіпсіздік пен децентрализацияны (decentralization) сақтау туралы. Бұл scalability trilemma салдарынан күрделі: бір өлшемді тым қатты итеру көбіне басқаларына қысым түсіреді. Sharding мәселені базалық тізбектің өзін жаңарту арқылы шешеді: оны қауіпсіздігі ортақ бірнеше shard-қа бөліп, throughput-ты арттырады. Rollups және басқа L2-лер есептеудің көбін off-chain-ға шығарып, L1-ді негізінен деректер мен есеп айырысу үшін пайдаланып, үлкен тиімділік береді. Күнделікті пайдаланушылар үшін нәтиже – веб-сервистердей тегіс сезілетін, бірақ астарында ашық әрі тексерілетін инфрақұрылымы бар қосымшалар болуы тиіс. Әртүрлі желілерді зерттегенде, тек жылдамдық пен комиссияға ғана емес, қауіпсіздік болжамдарына, bridge архитектурасына және децентрализация деңгейіне де назар аударыңыз, сонда өз қажеттілігіңізге сай дұрыс ортаны таңдай аласыз.