Skalbarhetsproblem med blockchain och några lovande lösningar

Blockchain är revolutionerande. Men Blockchain-skalbarhet är ett betydande problem vi står inför idag. Det kan inte anpassa sig till de stora arbetsbelastningarna, vilket är skrämmande. Och det är i sig långsamt.

Hur som helst, om det används på rätt sätt kan det stärka datasäkerheten och integriteten. Och det kan hjälpa till att förhindra identitetsstöld – ett plågande problem över hela världen. Blockchain underlättar också snabbare gränsöverskridande betalningar och minskar drastiskt transaktionskostnader.

Och vi har hört blockchain är här för att stanna. Om det måste stanna, bör blockchain påskynda transaktionsbehandlingen; åtminstone till nivån på Visa betalningsnätverk.

Här diskuterar vi skalbarhetsproblem för blockchain med fokus på,

  1. Bitcoin – den första någonsin mycket framgångsrika kryptokurrency
  2. Ethereum – en blockchain-plattform som underlättar distribuerade applikationer och smarta kontrakt. Även du kan skapa din egen kryptovaluta ovanpå Ethereum; Och av samma anledning hålls många initiala mynterbjudanden, en kryptovalutaversion av börsintroduktioner, på Ethereum.

Varför är blockchain långsam?

Vem som helst kan göra gruvdrift. Och bara ett block kan publiceras i taget. När blocket har publicerats kommer andra gruvarbetare att kontrollera det, vilket tar tid.

Dessutom är den maximala storleken på varje block begränsad. Detta är ett problem för skalbarhet i blockchain

Bitcoin är utformat för att publicera ett block var tionde minut. Dessutom är blockstorleken begränsad till 1 MB. Så om det finns fler transaktioner måste dessa transaktioner vänta ytterligare tio minuter. Ju fler transaktioner det är, desto längre tid tar det att bekräfta dem.

Trots detta problem kommer gruvarbetare att försöka inkludera transaktioner med högre avgifter – eftersom det inte finns någon gräns för hur mycket man kan betala avgifter. Därför försenar de med låga avgifter; eftersom gruvarbetare är de som får dessa övergångsavgifter. På grund av detta måste man betala större avgifter för snabbare bekräftelse när transaktioner sker i hög volym. Och det är inte meningsfullt för en kryptovaluta att ta ut höga avgifter.

Ethereum har dock snabbare blockeringstid. I genomsnitt publiceras ett block var 15: e sekund. Och den har ingen blockstorleksgräns. Hur som helst finns det en gräns för de kumulativa transaktionsavgifterna för varje block. Det vill säga att gruvarbetaren kan inkludera så många transaktioner som han kan, i ett block, så länge de totala avgifterna för dessa transaktioner inte överstiger en viss gräns.

Kom ihåg att Ethereum är en blockchain-plattform som inte bara har sin egen kryptovaluta Ether (ETH) utan en mängd andra kryptovalutor, ofta kallade tokens eller mynt, och distribuerade applikationer. Och varje operation som utförs av dessa applikationer kostar pengar eftersom gruvarbetare tillhandahåller datorkraft för dem. I sin tur görs dessa betalningar också i transaktioner, vilket ger fler volymer än man kan se i Bitcoin.

Man kan säga att bevis på arbete är en fråga som orsakar blockchain-skalbarhetsproblem.

Vad är bevis på arbete?

När ett block konstrueras med transaktioner måste gruvarbetaren använda en viss mängd beräkningskraft för att publicera blocket. Och det handlar vanligtvis om att lösa ett komplext matematiskt problem.

När gruvarbetaren publicerade ett block tillsammans med lösningen skulle andra verifiera det. Även om det är mycket enkelt och snabbt att verifiera lösningen. Lösningen på problemet är inget annat än bevis på arbete – eftersom gruvarbetaren bevisar att han har gjort jobbet.

Mängden ström som behöver förbrukas beror på den totala tillgängliga beräkningskraften i nätverket.

Bevis på arbete är ett utmärkt sätt att hålla blockchain frisk och decentraliserad. Det är dock också ett hinder för att hantera transaktioner snabbare.

Sluta. Vad är decentralisering?

Federal Reserve kontrollerar US-dollarn. Kan du fråga något om de vill skriva ut mer USD? Nej, du har ingen chans. Ändå gäller samma sak med den klara majoriteten av centralbankerna över hela världen som kontrollerar fiatvalutor. Och dessa enheter involverar allmänheten mycket mindre i sitt beslutsfattande; och ibland kommer inte deras intressen att vara desamma som allmänna intressen.

Decentralisering är att distribuera kontroll till de människor som deltar i ett system snarare än att få människor kontrollerar verksamheten och beslutsprocessen. Detta är en av anledningarna till att fler och fler använder kryptovalutor. I det nuvarande blockchain-ekosystemet, om fler människor ansluter sig till nätverket, desto större blir blockchain-skalbarhetsproblemet.

2 Lösningar för att förbättra blockchain-skalbarhet

Det har gått bara tio år sedan blockchain-uppfinningen. Och många forskare arbetar för att göra blockchain snabbare.

Här diskuterar vi några spännande utvecklingar som hanterar skalbarhetsproblem för blockchain.

1. Betalningskanaler

Istället för att skriva in varje transaktion i blockchain öppnas en betalningskanal mellan en uppsättning enheter. Valfritt antal kanaler kan öppnas mellan nätverksenheterna – användare, handlare och gruvarbetare. Och en kanal kan stängas när som helst.

Endast öppning och stängning av en betalningskanal kommer att noteras i blockchain.

Låt oss ta ett exempel för att se hur det fungerar.

Det finns fem personer i nätverket: Alice, Bob, Charlie, David och Ellen.

Alice och Bob öppnade en betalningskanal däremellan. Alice har 5 dollar och Bob har 30 dollar. Dessa 35 dollar är nu i ett kassaskåp. Kassaskåpet skapas när kanalen öppnas.

När Bob vill skicka 5 dollar till Alice istället för att direkt överföra pengarna ändras ägandet av pengarna. Pengarna stannar bara i kassaskåpet. När betalningskanalen är stängd öppnas värdeskåpet. Och Bob kommer att få 25 eftersom han hade gjort en 5-dollaröverföring. Alice får 10 dollar.

Men hur kan Alice skicka pengar till David eller Ellen?

Det finns två sätt.

  1. Alice öppnar en ny betalningskanal med David och Ellen.
  2. Annars kan vi säga att David och Ellen redan har öppnat en kanal med Charlie. Dessutom har Charlie och Bob öppnat en betalningskanal mellan sig. Här pratar betalningskanal med varandra. Nu når Alice transaktion till David och Ellen först till Bob, sedan vidarebefordrar den till Charlie. Slutligen skickar Charlie pengarna till David och Ellen.

Ju fler betalningskanaler som finns, desto snabbare blir betalningsnätverket. Och att notera transaktioner på blockchain blir mindre frekventa. Därför färre antal transaktioner på blockchain. Således gör transaktionsbehandlingen blixtsnabb.

När det gäller Bitcoin kallas detta system Blixtnätverk. Och för Ethereum är det Raiden-nätverk. Kärnkonceptet är detsamma i båda implementeringarna.

2. Sharding för Blockchain skalbarhet

Vid skärning delas gruvarbetarna i flera grupper (skärvor), och sedan får varje grupp olika transaktioner att bearbeta. Varje grupp arbetar separat för att publicera ett block vardera samtidigt.

Eftersom fler block ofta publiceras påskyndas transaktionsvalideringsprocessen.

Dessutom pratar dessa skärvor ofta med varandra så att det inte finns någon dubbel spenderingstransaktion som får en grön signal.

Så här kan en transaktion med dubbla utgifter uppstå.

Alice har 10 dollar. Och hon skickar tio dollar till Bob. Shard1 får ett meddelande för att verifiera denna transaktion.

Omedelbart skickar Alice igen en förfalskad transaktion på 10 dollar till Charlie trots att hon inte har några pengar. Det är möjligt eftersom Shard1 ännu inte validerar Alice transaktion till Bob – det vill säga Bob inte har pengarna. Och detta är olagligt eftersom Alice spenderar mer än hon har gjort, ur luften.

Nu får Shard2 Alice transaktion till Charlie.

Om gruvarbetare från Shard1 och Shard2 inte pratar med varandra ofta kan de båda godkänna de två transaktionerna. Och det bryter mot pengarsystemets regler. Så skärvorna måste fortsätta kommunicera ofta för att förhindra dåliga transaktioner.

Detta problem hanteras dock bättre när smarta kontrakt – självkörande program – är på plats.

Ett smart kontrakt vet hur mycket balans Alice har. När hon skickar en transaktion kommer det smarta kontraktet automatiskt att hindra Alice från att skicka den andra förfalskade transaktionen. Och det kommer aldrig att nå Shard2.

En annan lösning för att skala Ethereum-baserade dApps är Plasma. Du kan läsa mer information i vår senaste guide: Vad är Ethereum Plasma? Hur kan det skala upp Ethereum?.

Slutsats

Betalningskanaler och skärning är de lovande lösningarna för att hantera skalbarhet i blockchain. Och dessa under aktiv forskning och utveckling. Och dessa är bara toppen av isberget. Men de flesta lösningarna där ute är ännu inte mogna. När en lösning väl har tagits till blockchain kan bara vi bedöma hur långt de hjälper till att skala.

Håll tummarna. Förhoppningsvis kommer blockchain att ha snabbare dagar framåt.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
Like this post? Please share to your friends:
map