„Blockchain“ mastelio keitimas (scalability) – tai klausimas, kiek daug transakcijų tinklas gali apdoroti ir kaip greitai, neprarasdamas savo saugumo ar decentralizacijos (decentralization). Kai grandinė negali masteliuotis, vartotojai tai pajunta kaip didelius mokesčius, lėtus patvirtinimus ir nepavykusias transakcijas apkrovos piko metu. Jei bandėte nusiųsti nedidelį mokėjimą ar atlikti NFT minting bulių rinkos metu, tikriausiai matėte, kaip mokesčiai šoktelėjo iki kelių dolerių, o laukti teko daug minučių. Toks patyrimas verčia abejoti, ar kripto apskritai gali palaikyti kasdienius mokėjimus, žaidimus ar masinį DeFi naudojimą. Šiame gide aptariamos pagrindinės mastelio keitimo idėjos ir kodėl tai sudėtinga, įskaitant mastelio keitimo trilemą (scalability trilemma). Sužinosite, kaip bazinio sluoksnio atnaujinimai, tokie kaip sharding, ir už grandinės ribų veikiantys sprendimai, tokie kaip rollups ir kiti antrojo sluoksnio (layer 2, L2) tinklai, kartu padeda padaryti „blockchain“ greitesnius ir pigesnius, ir kokius kompromisus verta stebėti.
Mastelio keitimas trumpai
Santrauka
- Mastelio keitimas reiškia galimybę apdoroti daugiau transakcijų per sekundę ir kartu išlaikyti tinklą saugų ir patogų vartotojams.
- Tai sudėtinga dėl mastelio keitimo trilemos (scalability trilemma): gerinant mastelio keitimą, dažnai spaudžiamas saugumas arba decentralizacija (decentralization).
- Sharding masteliuoja patį pirmąjį sluoksnį (layer 1), padalindamas „blockchain“ į lygiagrečiai veikiančius shard’us, kurie dalijasi saugumu.
- Rollups ir kiti antrojo sluoksnio (layer 2) sprendimai perkelia skaičiavimus už grandinės ribų ir siunčia suspaustus duomenis arba įrodymus atgal į L1.
- Sharding turintys L1 ypač tinka didinti žaliąjį pralaidumą, o rollups išsiskiria lankstumu diegiant ir greitu iteravimu.
- Dauguma brandžių ekosistemų juda link derinio: masteliuojamas L1 ir galingi L2, kiekvienas su savais kompromisais.
Mastelio keitimo pagrindai: pralaidumas, delsos laikas ir trilema
Kai žmonės kalba apie pralaidumą, jie dažniausiai turi omenyje, kiek transakcijų per sekundę (TPS) „blockchain“ gali apdoroti. Didesnis pralaidumas reiškia, kad daugiau vartotojų gali vienu metu prekiauti, žaisti ar siųsti mokėjimus neužkimšdami tinklo ir nedidindami mokesčių.
Delsos laikas – tai, kiek užtrunka, kol transakcija patvirtinama su dideliu patikimumu. Mažas delsos laikas jaučiasi kaip greita programėlė: paspaudžiate „swap“ ar „send“ ir matote galutinį rezultatą per sekundes, o ne minutes. Ir pralaidumas, ir delsos laikas tiesiogiai formuoja vartotojo patirtį.
Mastelio keitimo trilema (scalability trilemma) teigia, kad sunku vienu metu maksimaliai padidinti saugumą, decentralizaciją (decentralization) ir mastelio keitimą (scalability). Labai saugus, decentralizuotas tinklas su daugybe nepriklausomų validator gali sunkiai greitai apdoroti milžiniškus srautus. Tuo tarpu grandinė, kuri centralizuoja blokų kūrimą, gali būti greita, bet lengviau cenzūruojama ar atakuojama. Dauguma šiuolaikinių dizainų bando subalansuoti šias tris jėgas, o ne „galutinai išspręsti“ trilemą.
- Transakcijų mokesčiai smarkiai išauga apkrovos piko metu, todėl maži mokėjimai ar sandoriai tampa neekonomiški.
- Mempool išlieka perpildytas – daug laukiančių transakcijų stovi eilėje, kol bus įtrauktos į bloką.
- Vartotojai mato ilgus arba nenuspėjamus patvirtinimo laikus, ypač jei naudoja numatytuosius mokesčių nustatymus.
- Programėlės ar wallet pradeda remtis centralizuotais relays ar saugojimo paslaugomis (custodial services), kad paslėptų grandinės perkrovą nuo vartotojų.
Du keliai į mastelį: pirmasis sluoksnis vs antrasis sluoksnis
Pirmojo sluoksnio (layer 1, L1) „blockchain“ yra bazinis tinklas, kuriame kuriami blokai, vyksta konsensusas (consensus) ir gyvena tokie aktyvai kaip ETH ar BTC. Masteliavimas L1 lygiu reiškia šio pagrindinio protokolo keitimą, pavyzdžiui, didinant bloko talpą arba pridedant sharding, kad daugiau transakcijų būtų apdorojama lygiagrečiai.
Antrojo sluoksnio (layer 2, L2) tinklas veikia ant esamo L1 viršaus. Jis apdoroja daugumą vartotojų veiksmų už grandinės ribų ir periodiškai sąveikauja su bazine grandine dėl saugumo ir galutinio atsiskaitymo. Ethereum ekosistemoje šiandien pagrindinis L2 dizainas yra rollups, bet taip pat egzistuoja mokėjimo kanalai (payment channels) ir sidechains.
Praktiškai ekosistemos artėja prie modelio „L1 – saugumui, L2 – masteliui“. Bazinis sluoksnis išlieka konservatyvus ir tvirtas, o L2 juda greičiau, eksperimentuoja su naujomis funkcijomis ir perima didžiąją dalį kasdienio transakcijų srauto.
- On-chain: didesni blokai arba trumpesnis blokų laikas padidina žaliąją talpą, bet gali apsunkinti mažesnių node darbą.
- On-chain: Sharding padalina „blockchain“ į kelis shard’us, kurie lygiagrečiai apdoroja skirtingas transakcijas ir dalijasi saugumu.
- Off-chain/L2: Rollups vykdo transakcijas už grandinės ribų ir siunčia suspaustus duomenis ar įrodymus atgal į L1 dėl saugumo.
- Off-chain/L2: Payment channels leidžia dviem šalims dažnai transaktuoti už grandinės ribų ir atsiskaityti tik galutinį rezultatą L1.
- Off-chain/L2: Sidechains yra atskiros „blockchain“, sujungtos su pagrindine grandine per bridge, dažnai turinčios savo validator ir saugumo prielaidas.
Sharding paaiškintas: „Blockchain“ padalijimas į dalis
Sharding galima palyginti su papildomų kasų atidarymu perpildytoje parduotuvėje. Vietoj to, kad visi stovėtų vienoje eilėje prie vienos kasos, klientai pasiskirsto per kelias kasas, todėl parduotuvė per tą patį laiką aptarnauja daugiau žmonių.
Sharding turinčiame „blockchain“ tinkle jis padalijamas į kelis shard’us, kurių kiekvienas apdoroja savo transakcijų dalį ir saugo dalį būsenos. Validator paskirstomi į skirtingus shard’us, kad darbas vyktų lygiagrečiai, bet visi shard’ai vis tiek priklauso tai pačiai bendrai sistemai.
Centrinis koordinatorius arba beacon chain padeda palaikyti shard’ų sinchronizaciją ir užtikrina bendrą saugumą. Toks dizainas gali labai padidinti pralaidumą, bet įneša sudėtingumo dėl tarp shard’ų vykstančios komunikacijos, duomenų prieinamumo ir validator paskirstymo, kuriuos reikia labai atidžiai suvaldyti.
- Lygiagrečiai veikiantys shard’ai gali vienu metu apdoroti daug transakcijų, reikšmingai padidindami bendrą tinklo pralaidumą.
- Kadangi būsena padalinta tarp shard’ų, atskiri node gali saugoti ir apdoroti mažiau duomenų, todėl mažėja aparatūros reikalavimai.
- Tarp shard’ų vykstančios transakcijos tampa sudėtingesnės, nes duomenys ir žinutės turi saugiai judėti tarp skirtingų shard’ų.
- Saugumas turi būti labai gerai suprojektuotas, kad nė vienas shard’as netaptų lengvu taikiniu – dažnai naudojamas atsitiktinis validator priskyrimas ir bendras konsensusas (consensus).
- Užtikrinti duomenų prieinamumą tarp shard’ų yra kritiškai svarbu, kad vartotojai ir lengvieji klientai vis dar galėtų patikrinti visos sistemos būseną.
Rollups ir antrasis sluoksnis: masteliavimas perkeliant skaičiavimus už grandinės ribų
Rollups yra L2 tinklai, kurie vykdo transakcijas už grandinės ribų, o tada periodiškai sujungia jas į paketą ir paskelbia rezultatą L1. Vietoj to, kad kiekviena transakcija būtų tiesiogiai apdorojama bazinėje grandinėje, L1 daugiausia saugo suspaustus duomenis arba įrodymus apie tai, kas įvyko.
Kadangi daugybė transakcijų dalijasi viena L1 transakcija, vartotojai dalijasi jos kaina, todėl mokesčiai už vieną veiksmą tampa daug mažesni. Rollup smart contract L1 grandinėje apibrėžia taisykles, seka balansus ir užtikrina saugumą naudodami fraud proofs arba validity proofs.
Svarbu tai, kad vartotojai vis dar remiasi L1 kaip galutiniu tiesos šaltiniu. Jei rollup sequencer elgiasi nesąžiningai arba išsijungia, L1 esantys duomenys ir rollup išėjimo mechanizmai turėtų leisti vartotojams išsiimti lėšas arba užginčyti neteisingas būsenas, atsižvelgiant į konkretaus dizaino prielaidas.
Key facts
Optimistic rollups: proof model
Pagal nutylėjimą laikoma, kad paketai yra galiojantys, ir leidžiama bet kam per nustatytą laikotarpį pateikti fraud proof, jei aptinkama neteisinga būsena.
Optimistic rollups: withdrawal time
Išsiėmimai į L1 dažniausiai trunka kelias dienas, nes vartotojai turi sulaukti, kol pasibaigs laikotarpis galimiems fraud proofs.
Optimistic rollups: typical use cases
Bendros paskirties DeFi ir dApps, kur svarbiau EVM suderinamumas ir kūrėjų įrankiai, o ne momentiniai išsiėmimai į L1.
Zk-rollups: proof model
Generuoja <strong>validity proofs</strong> (zero-knowledge proofs), kurie matematiškai parodo, kad kiekvienas paketas laikėsi taisyklių, prieš jam patenkant į L1.
Zk-rollups: withdrawal time
Išsiėmimai gali būti daug greitesni, nes L1 contract tikrina įrodymą, o ne laukia ginčų laikotarpio.
Zk-rollups: typical use cases
Didelio dažnio prekyba, mokėjimai ar privatumo siekiančios programėlės, kurioms naudinga greita finalizacija ir efektyvūs įrodymai, dažnai su sudėtingesne inžinerija.
- Mokesčiai mažesni, nes daugybė vartotojų transakcijų sujungiamos į vieną L1 transakciją ir dalijasi bazinio sluoksnio kaštais.
- Vartotojo patirtis atrodo greita, nes rollups gali suteikti beveik momentinius „minkštus“ patvirtinimus dar prieš paskelbiant paketus grandinėje.
- Saugumas vis dar stipriai priklauso nuo bazinio L1 ir nuo paties rollup įrodymų sistemos, duomenų prieinamumo ir upgrade valdymo (governance).
Realaus pasaulio masteliuojamų „blockchain“ panaudojimo atvejai
Geriau išspręstas mastelio keitimas (scalability) paverčia kripto iš brangaus, lėto atsiskaitymo sluoksnio į kažką, su kuo vartotojai gali sąveikauti kasdien. Kai mokesčiai krenta, o patvirtinimai greitėja, atsiranda visiškai naujos realistiškos programėlių kategorijos. DeFi protokolai gali aptarnauti mažesnius prekiautojus, žaidimai gali perkelti daugumą žaidimo veiksmų on-chain, o NFT galima mintinti ar prekiauti masiškai. Rollups, sharding turinčios grandinės ir kiti mastelio sprendimai jau leidžia eksperimentus, kurie būtų neįmanomi vien tik perpildytoje bazinėje grandinėje.
Panaudojimo atvejai
- Mažų mokesčių DeFi prekyba rollups tinkluose, kur vartotojai gali keisti token ar teikti likvidumą nemokėdami kelių dolerių už transakciją.
- Didelio masto NFT minting renginiai, pavyzdžiui, žaidimų turtas ar kolekcionuojami daiktai, kurie kitu atveju užkimštų vieno L1 blokų erdvę.
- „Blockchain“ žaidimai su dažnomis mikrotransakcijomis už ėjimus, atnaujinimus ir atlygį, viską pigiai apdorojant L2.
- Tarptautiniai mokėjimai ir perlaidos, kai vartotojai siunčia nedideles sumas visame pasaulyje neprarasdami didelės dalies mokesčiams.
- Didelio dažnio arbitražo ir rinkos formavimo strategijos, kurioms reikia daugybės greitų sandorių – tai įmanoma dėl didelio pralaidumo ir mažo delsos laiko.
- Įmonių ar institucijų procesai, tokie kaip tiekimo grandinės sekimas ar vidiniai atsiskaitymai, kuriems reikia prognozuojamų kaštų ir našumo.
Atvejo analizė / istorija
Ravi – laisvai samdomas programuotojas Indijoje, kuriantis nedidelę DeFi taupymo programėlę savo vietos bendruomenei. Iš pradžių jis diegia ją populiariame L1, nes tai atrodo saugiausia ir turi didžiausią ekosistemą. Rinkai kylant, naudojimas šokteli, ir jo vartotojai pradeda skųstis, kad paprasti depozitai dabar kainuoja kelis dolerius ir kartais tvirtinami minutes.
Ravi skaito apie sharding ateities planuose, bet supranta, kad tai jo vartotojams šiandien nepadės. Jis pradeda nagrinėti L2 pasirinkimus ir sužino, kaip rollups sujungia transakcijas į paketus ir paskelbia juos pagrindinėje grandinėje. Išbandęs kelis tinklus testnete, jis pasirenka gerai įsitvirtinusį rollup, kuris paveldi saugumą iš to paties L1, kuriuo jo vartotojai jau pasitiki.
Perkėlus programėlę, vidutiniai mokesčiai sumažėja daugiau nei 90 %, o sąsaja tampa daug labiau reaguojanti. Ravi dokumentuoja kompromisus savo bendruomenei – įskaitant bridge rizikas ir išsiėmimo laikus – ir paaiškina, kad L1 vis dar veikia kaip galutinis atsiskaitymo sluoksnis. Pagrindinė jo pamoka: tinkamo mastelio keitimo sprendimo pasirinkimas tiek pat susijęs su vartotojo patirtimi ir rizikos prielaidomis, kiek ir su plikais TPS skaičiais.
Rizikos, saugumo aspektai ir kompromisai
Pagrindiniai rizikos veiksniai
Mastelio keitimas yra galingas, bet jis nėra nemokamas. Kiekvienas naujas mechanizmas – ar tai būtų sharding, ar rollups – prideda sudėtingumo ir naujų vietų, kuriose kažkas gali sugesti. L2 dažnai remiasi bridge, sequencers ir upgrade raktų sistemomis, kurios įveda papildomas pasitikėjimo prielaidas, viršijančias bazinę grandinę. Sharding turinčios sistemos turi teisingai suderinti daug komponentų, kad išvengtų duomenų prieinamumo ar saugumo spragų. Kaip vartotojui ar kūrėjui, svarbu suprasti ne tik tai, kad tinklas yra greitas ir pigus, bet ir kokios prielaidos bei rizikos slypi po šiais privalumais.
Primary Risk Factors
Bridge ir išėjimo rizika
Lėšų perkėlimas tarp L1 ir L2 ar tarp grandinių priklauso nuo bridge contract, kurie gali būti nulaužti, neteisingai sukonfigūruoti ar sustabdyti, taip potencialiai užšaldant ar prarandant lėšas.
Smart contract klaidos
Mastelio sistemos remiasi sudėtingais contract rollups, bridge ir sharding logikai, todėl įgyvendinimo klaidos gali lemti lėšų praradimą ar įstrigusias transakcijas.
Duomenų prieinamumas
Jei transakcijų duomenys nėra patikimai skelbiami ir saugomi, vartotojai ir lengvieji klientai gali nebegalėti patikrinti rollup ar shard būsenos, o tai silpnina saugumą.
Centralizuoti sequencers/validators
Daugelis ankstyvų L2 ir kai kurios greitos grandinės remiasi mažu operatorių skaičiumi, kurie gali cenzūruoti transakcijas arba išsijungti, taip mažindami <strong>decentralizaciją (decentralization)</strong>.
Tarp shard’ų ir tarp grandinių kylantis sudėtingumas
Sąveikos, apimančios kelis shard’us ar grandines, yra sunkiau suprojektuojamos ir testuojamos, todėl padidėja subtilių klaidų ir painios vartotojo patirties rizika.
Vartotojų painiava ir UX spąstai
Vartotojai gali nesuprasti, kuriame tinkle yra, kiek trunka išsiėmimai ar kokie mokesčiai taikomi, todėl padaro klaidų ar nusiunčia lėšas ne ten.
Geriausia saugumo praktika
Sharding ir rollups privalumai ir trūkumai
Privalumai
Sharding padidina bazinio sluoksnio pralaidumą, išlaikant vieną natyvią valiutą ir saugumo modelį.
Bendras shard’ų saugumas gali palengvinti programėlių tarpusavio sąveiką toje pačioje L1 ekosistemoje.
Rollups leidžia greitai eksperimentuoti ir atnaujinti, nekeičiant pagrindinio L1 protokolo.
Skirtingi rollups gali specializuotis DeFi, žaidimų ar privatumo srityse, suteikdami kūrėjams daugiau lankstumo.
Rollups gali suteikti mastelio naudą anksčiau, net prieš pilnai įdiegiant sharding bazinėje grandinėje.
Trūkumai
Sharding padidina protokolo sudėtingumą ir gali apsunkinti tarp shard’ų vykstančią komunikaciją bei įrankius kūrėjams.
L1 atnaujinimas, kad jis palaikytų sharding, vyksta lėtai ir konservatyviai, todėl nauda gali pasirodyti vėliau nei L2 sprendimai.
Rollups įveda papildomus komponentus, tokius kaip sequencers ir bridge, kurių kiekvienas turi savo saugumo prielaidas.
Likvidumas ir vartotojai gali išsiskaidyti per daugybę rollups, sukurdami sudėtingesnę patirtį galutiniams vartotojams.
Kai kurie rollups vis dar ankstyvoje stadijoje, su besikeičiančiais standartais, atnaujinimo keliais ir rizikos profiliais.
„Blockchain“ mastelio keitimo ateitis
Ilgalaikė tendencija – link modulinių „blockchain“, kur skirtingi sluoksniai specializuojasi: vieni teikia saugumą, kiti – duomenų prieinamumą, dar kiti – vykdymą ir vartotojams matomas programėles. Sharding turintys L1, duomenų prieinamumo sluoksniai ir rollups visi įsilieja į šį modulinį paveikslą.
Infrastruktūrai bręstant, vartotojams gali būti nebesvarbu, ar jie yra L1, L2 ar net L3. Wallet ir bridge nukreips transakcijas efektyviausiu keliu, vis tiek pririšdami saugumą prie tvirtų bazinių sluoksnių.
Kūrėjams ateitis greičiausiai reikš diegimą į kelis vykdymo sluoksnius, remiantis bendru saugumu ir likvidumu apačioje. Vartotojams pažadas paprastas: greitos, pigios ir patikimos sąveikos, jaučiančiossi kaip įprastas internetas, bet paremtos patikrinamomis kriptografinėmis (cryptography) garantijomis, o ne neaiškiais serveriais.
Palyginimas: tradicinis masteliavimas vs kripto masteliavimas
Kaip saugiai naudotis L2 ir masteliuotais tinklais
Norėdami naudotis L2, paprastai pradedate L1 tinkle, pavyzdžiui, Ethereum, ir perkeliate lėšas per bridge į tikslinį tinklą. Tai reiškia, kad siunčiate transakciją į bridge contract ir laukiate, kol L2 balansas pasirodys jūsų wallet.
Prieš naudodami bridge, patikrinkite oficialų bridge URL iš kelių šaltinių, pasitikrinkite tinklo pavadinimą ir contract adresus ir supraskite, kiek paprastai trunka depozitai ir išsiėmimai. Savo wallet įsitikinkite, kad pasirinktas tinklas atitinka L2, kurį ketinate naudoti, ir kad token contract adresai yra teisingi.
Pradėkite nuo nedidelės bandomosios sumos, kad įsitikintumėte, jog viskas veikia taip, kaip tikitės. Ilgainiui stebėkite tinklo mokesčius ir apkrovą, kad nenustebintų besikeičiantys kaštai ar išsiėmimo laikai.
- Pradėkite nuo nedidelio bandomojo pervedimo į L2, kad patikrintumėte, ar depozitai ir išsiėmimai veikia taip, kaip tikitės.
- Perskaitykite apie tipinius išsiėmimo laikus ir galimus ginčų laikotarpius, kad nenustebtumėte grįždami į L1.
- Stebėkite tinklo mokesčius tiek L1, tiek L2, nes didelis L1 gas vis dar gali paveikti depozitus ir išsiėmimus.
- Naudokite patikimus wallet, kurie aiškiai rodo, kuriame tinkle esate, ir palaiko L2, kurį planuojate naudoti.
DUK: „Blockchain“ mastelio keitimas, sharding ir rollups
Svarbiausios įžvalgos apie „blockchain“ mastelio keitimą
Gali būti tinkama
Gali būti netinkama
- Žmonėms, ieškantiems trumpalaikių kainų prognozių ar prekybos signalų
- Vartotojams, kurie nori konkrečių produktų rekomendacijų, o ne bendro pobūdžio edukacijos
- Skaitytojams, nenorintiems tvarkyti elementarių wallet ir tinklo nustatymų
- Tiems, kuriems reikia teisinės, mokestinės ar investicinės konsultacijos dėl konkrečių token
„Blockchain“ mastelio keitimas (scalability) – tai gebėjimas aptarnauti daugiau vartotojų su greitesnėmis, pigesnėmis transakcijomis ir kartu išlaikyti stiprų saugumą bei decentralizaciją (decentralization). Tai sudėtinga dėl mastelio keitimo trilemos: per daug stumiant vieną dimensiją, dažnai nukenčia kitos. Sharding sprendžia problemą atnaujindamas pačią bazinę grandinę – padalindamas ją į kelis shard’us, kurie dalijasi saugumu ir didina pralaidumą. Rollups ir kiti L2 perkelia didžiąją dalį skaičiavimų už grandinės ribų ir naudoja L1 daugiausia duomenims ir atsiskaitymui, taip atverdami didelius efektyvumo laimėjimus. Kasdieniams vartotojams rezultatas turėtų būti programėlės, kurios jaučiasi taip pat sklandžiai kaip įprastos interneto paslaugos, bet remiasi atvira, patikrinama infrastruktūra. Tyrinėdami skirtingus tinklus, atkreipkite dėmesį ne tik į greitį ir mokesčius, bet ir į saugumo prielaidas, bridge dizainą ir decentralizacijos lygį, kad pasirinktumėte aplinką, labiausiai atitinkančią jūsų poreikius.