Razširljivost blockchaina (blockchain) opisuje, koliko transakcij lahko omrežje obdela in kako hitro, ne da bi pri tem ogrozilo svojo varnost ali decentralizacijo (decentralization). Ko veriga ni razširljiva, uporabniki to občutijo kot visoke provizije, počasne potrditve in neuspele transakcije v obdobjih gneče. Če ste med bikovskim trgom poskusili poslati majhno plačilo ali mintati NFT, ste morda videli, da so provizije skočile na več dolarjev, na potrditev pa ste čakali več minut. Takšna izkušnja pri ljudeh vzbudi dvom, ali lahko kripto sploh kdaj podpira vsakodnevna plačila, igre ali množični DeFi. Ta vodič razloži ključne ideje v ozadju razširljivosti in zakaj je težka, vključno s t. i. trilemo razširljivosti (scalability trilemma). Spoznali boste, kako nadgradnje osnovnega sloja, kot je sharding, in rešitve zunaj verige, kot so rollups in druga omrežja drugega sloja (layer 2, L2), skupaj pospešijo in pocenijo blockchaine (blockchain) ter na katere kompromise morate biti pozorni.
Razširljivost na kratko
Povzetek
- Razširljivost pomeni obdelavo več transakcij na sekundo ob tem, da omrežje ostane varno in odzivno za uporabnike.
- Težavna je zaradi trileme razširljivosti (scalability trilemma): izboljšanje razširljivosti pogosto pritiska na varnost ali decentralizacijo (decentralization).
- Sharding razširi sam sloj 1 (layer 1) tako, da razdeli blockchain (blockchain) na vzporedne shard-e, ki si delijo varnost.
- Rollups in druge rešitve sloja 2 (layer 2) premaknejo izračune zunaj verige in nazaj na L1 objavijo stisnjene podatke ali dokaze.
- Sharded L1-ji so odlični pri povečevanju surove prepustnosti, rollups pa pri fleksibilni uvedbi in hitrem iteriranju.
- Večina zrelih ekosistemov se premika k kombinaciji razširljivega L1 in zmogljivih L2, pri čemer ima vsak svoje kompromise.
Osnove razširljivosti: prepustnost, zakasnitev in trilema
Ko ljudje govorijo o prepustnosti, običajno mislijo, koliko transakcij na sekundo (TPS) lahko blockchain (blockchain) obdela. Višja prepustnost pomeni, da lahko več uporabnikov hkrati trguje, igra ali pošilja plačila, ne da bi pri tem zamašili omrežje in dvignili provizije.
Zakasnitev (latency) je čas, ki je potreben, da je transakcija potrjena z visoko stopnjo zaupanja. Nizka zakasnitev je kot odzivna aplikacija: kliknete »swap« ali »send« in vidite dokončanje v nekaj sekundah, ne minutah. Tako prepustnost kot zakasnitev neposredno oblikujeta uporabniško izkušnjo.
Trilema razširljivosti (scalability trilemma) pravi, da je težko hkrati maksimirati varnost, decentralizacijo (decentralization) in razširljivost. Zelo varno, decentralizirano omrežje z veliko neodvisnimi validatorji se lahko težko hitro spopade z ogromnimi količinami transakcij. Veriga, ki centralizira produkcijo blokov, pa je lahko hitra, a jo je lažje cenzurirati ali napasti. Večina sodobnih zasnov skuša te tri sile uravnotežiti, namesto da bi trilemo popolnoma »rešila«.
- Transakcijske provizije v obdobjih gneče močno narastejo, zato so majhna plačila ali posli neekonomični.
- Mempool ostaja zasičen, s številnimi čakajočimi transakcijami, ki čakajo na vključitev v blok.
- Uporabniki vidijo dolge ali nepredvidljive čase potrditve, še posebej, če uporabljajo privzete nastavitve provizij.
- Aplikacije ali wallet-i začnejo uporabljati centralizirane releje ali skrbniške storitve, da pred uporabniki skrijejo zastoje na verigi.
Dve poti do razširljivosti: sloj 1 proti sloju 2
Blockchain sloja 1 (layer 1, L1) je osnovno omrežje, kjer nastajajo bloki, poteka konsenz (consensus) in živijo sredstva, kot sta ETH ali BTC. Razširjanje na L1 pomeni spreminjanje tega jedrnega protokola, na primer z večanjem kapacitete blokov ali dodajanjem sharding-a, da se lahko več transakcij obdela vzporedno.
Sloj 2 (layer 2, L2) teče na vrhu obstoječega L1. Večino uporabniške aktivnosti obdela zunaj verige, nato pa periodično komunicira z osnovno verigo zaradi varnosti in poravnave. Rollups so danes glavna L2 zasnova na Ethereumu, obstajajo pa tudi plačilni kanali (payment channels) in sidechain-i.
V praksi se ekosistemi približujejo modelu »L1 za varnost, L2 za razširljivost«. Osnovni sloj ostaja konzervativen in robusten, medtem ko L2-ji hitreje napredujejo, eksperimentirajo z novimi funkcijami in prevzamejo večino vsakodnevnega transakcijskega prometa.
- Na verigi: Večji bloki ali krajši časi med bloki povečajo surovo kapaciteto, a lahko otežijo manjšim vozliščem (node), da sledijo omrežju.
- Na verigi: Sharding razdeli blockchain (blockchain) na več shard-ov, ki vzporedno obdelujejo različne transakcije in si hkrati delijo varnost.
- Zunaj verige/L2: Rollups izvajajo transakcije zunaj verige in na L1 objavijo stisnjene podatke ali dokaze zaradi varnosti.
- Zunaj verige/L2: Payment channels omogočajo dvema stranema, da pogosto trgujeta zunaj verige in na L1 poravnata le končni rezultat.
- Zunaj verige/L2: Sidechains so ločene verige, povezane z glavno verigo prek bridge-ev, pogosto z lastnimi validatorji in varnostnimi predpostavkami.
Sharding razložen: razdelitev blockchaina (blockchain) na dele
Sharding je kot dodajanje več blagajn v zasedenem supermarketu. Namesto da vsi stojijo v eni vrsti, se kupci razporedijo med več blagajn, zato lahko trgovina v istem času postreže več ljudi.
V shard-anem blockchainu (sharded blockchain) je omrežje razdeljeno na več shard-ov, od katerih vsak obdeluje svoj podnabor transakcij in shranjuje del stanja. Validatorji so razporejeni na različne shard-e, da lahko delo poteka vzporedno, a vsi shard-i še vedno pripadajo istemu celotnemu sistemu.
Osrednji koordinator ali beacon chain pomaga shard-om ostati usklajeni in zagotavlja, da si delijo varnost. Ta zasnova lahko močno poveča prepustnost, vendar prinese kompleksnost pri komunikaciji med shard-i, razpoložljivosti podatkov in razporejanju validatorjev, kar je treba skrbno obvladovati.
- Vzporedni shard-i lahko hkrati obdelajo veliko transakcij, kar bistveno poveča skupno prepustnost omrežja.
- Ker je stanje razdeljeno med shard-e, posamezna vozlišča morda shranjujejo in obdelujejo manj podatkov, kar znižuje strojne zahteve.
- Transakcije med shard-i so bolj zapletene, saj morajo podatki in sporočila varno prehajati med različnimi shard-i.
- Varnost je treba skrbno zasnovati, da noben shard ne postane lahka tarča, pogosto z naključnim dodeljevanjem validatorjev in skupnim konsenzom (consensus).
- Zagotavljanje razpoložljivosti podatkov (data availability) med shard-i je ključno, da lahko uporabniki in lahke stranke še vedno preverijo celoten sistem.
Rollups in sloj 2: razširljivost z izračuni zunaj verige
Rollups so omrežja L2, ki izvajajo transakcije zunaj verige, nato pa jih periodično združijo v paket in rezultat objavijo na L1. Namesto da bi bila vsaka transakcija obdelana neposredno na osnovni verigi, L1 večinoma shranjuje stisnjene podatke ali dokaze o tem, kaj se je zgodilo.
Ker si veliko transakcij deli eno samo transakcijo na L1, si uporabniki razdelijo strošek, zato so provizije na posamezno dejanje precej nižje. Smart contract-i rollup-a na L1 določajo pravila, spremljajo stanja in uveljavljajo varnost z uporabo fraud proof-ov ali validity proof-ov.
Pomembno je, da se uporabniki še vedno zanašajo na L1 kot končni vir resnice. Če se sequencer rollup-a obnaša nepošteno ali preneha delovati, naj bi podatki na L1 skupaj z izhodnimi mehanizmi rollup-a uporabnikom omogočili dvig sredstev ali izpodbijanje napačnih stanj, seveda v okviru predpostavk posamezne zasnove.
Key facts
Optimistic rollups: proof model
Privzeto predpostavljajo, da so paketi veljavni, in vsakomur omogočajo, da v obdobju izziva predloži fraud proof, če zazna neveljavno stanje.
Optimistic rollups: withdrawal time
Dvig sredstev na L1 običajno traja več dni, ker morajo uporabniki počakati na iztek obdobja izziva za morebitne fraud proof-e.
Optimistic rollups: typical use cases
Splošni DeFi in dApps, kjer sta združljivost z EVM in razvijalsko orodje pomembnejša od takojšnjih dvigov na L1.
Zk-rollups: proof model
Ustvarjajo <strong>validity proof-e</strong> (zero-knowledge dokaze), ki matematično pokažejo, da je vsak paket sledil pravilom, preden je sprejet na L1.
Zk-rollups: withdrawal time
Dvig sredstev je lahko precej hitrejši, ker contract na L1 preveri dokaz namesto čakanja na obdobje sporov.
Zk-rollups: typical use cases
Visokofrekvenčno trgovanje, plačila ali aplikacije, osredotočene na zasebnost, ki imajo koristi od hitre finalnosti in učinkovitih dokazov, pogosto z bolj zahtevnim inženiringom.
- Provizije so nižje, ker je veliko uporabniških transakcij združenih v eno samo transakcijo na L1, zato si delijo stroške osnovnega sloja.
- Uporabniška izkušnja je hitra, saj rollups lahko ponudijo skoraj takojšnje mehke potrditve, še preden pakete objavijo na verigi.
- Varnost še vedno v veliki meri temelji na osnovnem L1 ter na proof sistemu rollup-a, razpoložljivosti podatkov in upravljanju nadgraditev (governance).
Resnični primeri uporabe razširljivih blockchainov (blockchain)
Boljša razširljivost spremeni kripto iz drage, počasne poravnalne plasti v nekaj, s čimer se lahko uporabniki srečujejo vsak dan. Ko provizije padejo in se potrditve pospešijo, postanejo realne povsem nove kategorije aplikacij. DeFi protokoli lahko podpirajo manjše trgovce, igre lahko večino dejanj v igri premaknejo na verigo, NFT-ji pa se lahko mintajo ali trgujejo v velikih količinah. Rollups, shard-ane verige in druge rešitve za razširljivost že omogočajo eksperimente, ki bi bili na zasičeni osnovni verigi nemogoči.
Primeri uporabe
- DeFi trgovanje z nizkimi provizijami na rollup-ih, kjer lahko uporabniki menjajo žetone ali zagotavljajo likvidnost, ne da bi za vsako transakcijo plačali več dolarjev.
- Veliki NFT minting dogodki, kot so igralniški žetoni ali zbirateljski predmeti, ki bi sicer preobremenili omejen prostor blokov enega samega L1.
- Blockchain igre z pogostimi mikrotransakcijami za poteze, nadgradnje in nagrade, vse obdelano poceni na L2.
- Čezmejna plačila in nakazila, kjer uporabniki pošiljajo majhne zneske po svetu, ne da bi velik del izgubljali v provizijah.
- Visokofrekvenčni arbitražni in market-making pristopi, ki potrebujejo veliko hitrih poslov, omogočenih z visoko prepustnostjo in nizko zakasnitvijo.
- Procesi v podjetjih ali institucijah, kot sta sledenje dobavni verigi ali notranje poravnave, ki zahtevajo predvidljive stroške in zmogljivost.
Študija primera / zgodba
Ravi je samostojni razvijalec v Indiji, ki za svojo lokalno skupnost gradi majhno DeFi varčevalno aplikacijo. Sprva jo uvede na priljubljen L1, ker se mu zdi najbolj varen in ima največji ekosistem. Med tržnim rallyjem uporaba poskoči, njegovi uporabniki pa se začnejo pritoževati, da preprosti depoziti zdaj stanejo več dolarjev in včasih potrebujejo minute za potrditev.
Ravi prebere o sharding-u v prihodnjih načrtih, a ugotovi, da njegovim uporabnikom ne bo pomagal danes. Začne raziskovati L2 možnosti in izve, kako rollups združujejo transakcije v pakete in jih objavljajo na glavni verigi. Po testiranju nekaj omrežij na testnetu izbere dobro uveljavljen rollup, ki deduje varnost istega L1, ki mu njegovi uporabniki že zaupajo.
Po selitvi aplikacije se povprečne provizije znižajo za več kot 90 %, vmesnik pa je občutno bolj odziven. Ravi za svojo skupnost dokumentira kompromise, vključno z bridge tveganji in časi dvigov, ter razloži, da L1 še vedno deluje kot končna poravnalna plast. Njegova glavna lekcija je, da je izbira pravega pristopa k razširljivosti toliko vprašanje uporabniške izkušnje in tveganj, kot je vprašanje surovih TPS številk.
Tveganja, varnostni vidiki in kompromisi
Glavni dejavniki tveganja
Razširljivost je močna, vendar ni brezplačna. Vsak nov mehanizem, naj bo to sharding ali rollups, doda kompleksnost in nova mesta, kjer se lahko stvari pokvarijo. L2-ji se pogosto zanašajo na bridge-e, sequencerje in upgrade ključe, ki uvajajo dodatne predpostavke zaupanja poleg osnovne verige. Shard-ani sistemi morajo pravilno usklajevati številne komponente, da se izognejo vrzelim v razpoložljivosti podatkov ali varnosti. Kot uporabnik ali graditelj je pomembno razumeti ne le, da je omrežje hitro in poceni, temveč tudi, katere predpostavke in tveganja stojijo v ozadju teh koristi.
Primary Risk Factors
Tveganje pri bridge-ih in izhodih
Premikanje sredstev med L1 in L2 ali med verigami je odvisno od bridge contract-ov, ki so lahko vdrti, napačno nastavljeni ali zaustavljeni, kar lahko zamrzne ali izgubi sredstva.
Napake v smart contract-ih
Sistemi za razširljivost se zanašajo na kompleksne contract-e za rollups, bridge-e in sharding logiko, zato lahko implementacijske napake povzročijo izgubo sredstev ali zataknjene transakcije.
Razpoložljivost podatkov
Če transakcijski podatki niso zanesljivo objavljeni in shranjeni, uporabniki in lahke stranke morda ne bodo mogli preveriti stanja rollup-a ali shard-a, kar oslabi varnost.
Centralizirani sequencerji/validatorji
Številni zgodnji L2-ji in nekatere hitre verige se zanašajo na majhno skupino operaterjev, ki lahko cenzurirajo transakcije ali odpovejo, kar zmanjšuje <strong>decentralizacijo (decentralization)</strong>.
Kompleksnost med shard-i in verigami
Interakcije, ki segajo prek shard-ov ali verig, je težje zasnovati in testirati, kar povečuje možnost subtilnih napak in zmede v uporabniški izkušnji.
Zmeda uporabnikov in UX pasti
Uporabniki morda ne razumejo, na katerem omrežju so, kako dolgo trajajo dvigi ali katere provizije veljajo, kar vodi v napake ali pošiljanje sredstev na napačen naslov.
Najboljše varnostne prakse
Prednosti in slabosti sharding-a v primerjavi z rollups
Prednosti
Sharding poveča prepustnost osnovnega sloja, hkrati pa ohrani en sam izvorni žeton in varnostni model.
Skupna varnost med shard-i lahko olajša interoperabilnost aplikacij znotraj istega L1 ekosistema.
Rollups omogočajo hitro eksperimentiranje in nadgradnje brez spreminjanja osnovnega L1 protokola.
Različni rollups se lahko specializirajo za primere uporabe, kot so DeFi, igre ali zasebnost, kar graditeljem daje več fleksibilnosti.
Rollups lahko prinesejo koristi razširljivosti že prej, še preden je na osnovni verigi v celoti uveden sharding.
Slabosti
Sharding doda kompleksnost protokolu in lahko oteži komunikacijo med shard-i ter orodja za razvijalce.
Nadgradnja L1, da podpira sharding, je počasna in konservativna, zato lahko koristi prispejo kasneje kot pri L2 rešitvah.
Rollups uvajajo dodatne komponente, kot so sequencerji in bridge-i, od katerih ima vsaka svoje varnostne predpostavke.
Likvidnost in uporabniki se lahko razpršijo po številnih rollup-ih, kar ustvarja bolj zapleteno izkušnjo za končne uporabnike.
Nekateri rollups so še vedno v zgodnji fazi življenjskega cikla, s spreminjajočimi se standardi, potmi nadgradenj in profili tveganj.
Prihodnost razširljivosti blockchaina (blockchain)
Dolgoročni trend vodi k modularnim blockchainom (blockchain), kjer se različni sloji specializirajo: nekateri zagotavljajo varnost, drugi razpoložljivost podatkov, tretji pa se osredotočajo na izvajanje in uporabniške aplikacije. Shard-ani L1-ji, sloji za razpoložljivost podatkov in rollups se vsi vklapljajo v to modularno sliko.
Ko bo infrastruktura dozorela, uporabniki morda ne bodo vedeli ali jim bo mar, ali so na L1, L2 ali celo L3. Wallet-i in bridge-i bodo transakcije usmerjali po najučinkovitejši poti, hkrati pa sidrali varnost v robustne osnovne sloje.
Za graditelje bo prihodnost verjetno pomenila uvedbo na več izvršilnih slojev, pri čemer se bodo zanašali na skupno varnost in likvidnost spodaj. Za uporabnike pa je obljuba preprosta: hitre, poceni in zanesljive interakcije, ki se počutijo kot splet, a jih podpirajo preverljive kriptografske (cryptography) garancije namesto netransparentnih strežnikov.
Primerjava: tradicionalna razširljivost proti kripto razširljivosti
Kako varno uporabljati L2-je in razširjena omrežja
Za uporabo L2 običajno začnete na L1, kot je Ethereum, nato pa sredstva premaknete prek bridge-a na ciljno omrežje. To vključuje pošiljanje transakcije na bridge contract in čakanje, da se stanje na L2 pojavi v vašem wallet-u.
Preden uporabite bridge, preverite uradni URL bridge-a iz več virov, preverite ime omrežja in naslove contract-ov ter razumite, kako dolgo običajno trajajo depoziti in dvigi. V svojem wallet-u se prepričajte, da izbrano omrežje ustreza L2, ki ga želite uporabljati, in da so naslovi žetonskih contract-ov pravilni.
Začnite z majhnim testnim zneskom, da potrdite, da vse deluje, kot pričakovano. Sčasoma spremljajte omrežne provizije in zastoje, da vas ne presenetijo spreminjajoči se stroški ali časi dvigov.
- Preden povežete svoj wallet, iz več zaupanja vrednih virov potrdite uradni URL bridge-a in dokumentacijo.
- Začnite z majhnim testnim prenosom na L2, da preverite, ali depoziti in dvigi delujejo, kot pričakovano.
- Preberite o tipičnih časih dvigov in morebitnih obdobjih izziva, da vas ob vračanju na L1 ne presenetijo zamude.
- Spremljajte omrežne provizije na L1 in L2, saj lahko visok L1 gas še vedno vpliva na depozite in dvige.
- Uporabljajte ugledne wallet-e, ki jasno prikazujejo, na katerem omrežju ste, in podpirajo L2, ki ga nameravate uporabljati.
FAQ: razširljivost blockchaina (blockchain), sharding in rollups
Ključne ugotovitve o razširljivosti blockchaina (blockchain)
Lahko je primerno za
Morda ni primerno za
- Ljudje, ki iščejo kratkoročne napovedi cen ali trgovalne signale
- Uporabnike, ki želijo konkretna priporočila izdelkov namesto splošne izobrazbe
- Bralce, ki niso pripravljeni upravljati osnovnih nastavitev wallet-a in omrežja
- Tiste, ki potrebujejo pravni, davčni ali investicijski nasvet o določenih žetonih
Razširljivost blockchaina (blockchain) pomeni, da lahko omrežje postreže več uporabnikov z hitrejšimi in cenejšimi transakcijami, hkrati pa ohrani močno varnost in decentralizacijo (decentralization). Težavna je zaradi trileme razširljivosti (scalability trilemma): če en vidik potisnemo predaleč, pogosto obremenimo druga dva. Sharding se problema loti z nadgradnjo same osnovne verige, ki jo razdeli na več shard-ov, ki si delijo varnost in povečajo prepustnost. Rollups in drugi L2-ji večino izračunov premaknejo zunaj verige in L1 uporabljajo predvsem za podatke in poravnavo, kar odklene velike prihranke pri učinkovitosti. Za vsakodnevne uporabnike bi moral biti rezultat v aplikacijah, ki se občutijo tako gladko kot spletne storitve, a še vedno temeljijo na preverljivi, odprti infrastrukturi. Ko raziskujete različna omrežja, bodite pozorni ne le na hitrost in provizije, temveč tudi na varnostne predpostavke, zasnovo bridge-ev in stopnjo decentralizacije (decentralization), da boste lahko izbrali pravo okolje za svoje potrebe.