Что такое трилемма блокчейна?
Трилемма блокчейна, или трилемма масштабируемости — теорема, в которой сформулирована основная проблема масштабирования любой распределенной сети. Она гласит, что из трех основных характеристик — децентрализация, безопасность и производительность — блокчейн может обладать лишь двумя.
Как возникла трилемма блокчейна?
Еще в 90-х годах ученый Эрик Брюэр разработал так называемую теорему CAP. Согласно ей, у децентрализованной базы данных (к которой относится и блокчейн) может быть только два из трех основных свойств — согласованность (Consistency), доступность (Availability) и устойчивость к делению (Partition).
Таким образом, теорема ставит проблему: создатели децентрализованной базы данных должны пожертвовать одним из трех свойств, чтобы достичь должного уровня остальных двух. Это ставит долгосрочное расширение БД под угрозу.
Впоследствии эту теорию адаптировали для блокчейна. Популяризатором «трилеммы блокчейна» стал создатель Ethereum Виталик Бутерин. Его проект был первой полноценной платформой для создания децентрализованных приложений. Поскольку те предполагают неограниченный рост числа пользователей, пропускная способность Ethereum должна увеличиваться, не теряя другие важные характеристики блокчейна.
После Ethereum свои решения трилеммы предлагали многие другие проекты: EOS, Solana, Cosmos, Polkadot, Near, Avalanche, Terra, Everscale, Algorand и другие. Однако общепризнанного подхода пока нет.
В чем состоит трилемма блокчейна?
Любой блокчейн обладает тремя главными свойствами:
Масштабируемость. Сеть способна увеличивать пропускную способность, то есть обрабатывать все большее число транзакций за единицу времени.
Децентрализация. Сеть работает без необходимости верификации со стороны одного или нескольких доверенных субъектов. Проще говоря, не должно быть доверия к ноде или группе нод, к которым нельзя присоединиться, используя обычный компьютер.
Безопасность. Блокчейн способен противостоять потенциальной атаке значительной части нод (в идеале — 50% всех нод в сети, но все, что выше 25% — хороший уровень).
Существует три группы примеров, по-разному отражающих это правило:
Традиционные блокчейны: биткоин, Ethereum или Litecoin. Каждый их участник управляет полной нодой, которая подтверждает каждую транзакцию. Такие сети обладают высоким уровнем безопасности и децентрализации, но низкой пропускной способностью.Скоростные блокчейны, включая сети, работающие на алгоритмах Delegated Proof-of-Stake. В них работает небольшое число нод (10-100). При этом к каждой из них предъявляют высокие требования — необходимость иметь дорогое серверное оборудование или большую сумму нативных монет. Это производительные и безопасные, но не достаточно децентрализованные сети.Мультичейн-системы, в которых приложения связаны с различными блокчейнами, а те, в свою очередь, взаимодействуя между собой через протоколы кроссчейн-коммуникации. Это пример децентрализованной и масштабируемой сети, но не безопасной. Ведь для атаки нужно завладеть большинством нод всего в одном блокчейне системы, чтобы «сломать» привычную структуру и вызвать негативные последствия у всех остальных участников.
Как решить трилемму блокчейна?
На сегодняшний день можно выделить два направления для решений теоремы, которые бы позволили избежать вынужденного компромисса.
Решения второго уровня
Это своеобразные надстройки «поверх» децентрализованных сетей, которые выходят за пределы ончейн-активности. Одним из примеров является Lightning Network — сеть для микроплатежей в биткоине.
https://forklog.com/chto-takoe-resheniya-masshtabirovaniya-vtorogo-urovnya/
Классические переводы в сети биткоина могут быть дорогими и медленными, что лишает экономического смысла транзакции на небольшую сумму. Для мелких P2P-переводов и сферы торговли придумали Lightning Network. Это сеть, в которой пользователи могут открывать каналы. Переводы между такими каналами дешевые и происходят в считанные секунды. Верификация переводов происходит сначала на уровне приложения, а не блокчейна. Решение второго уровня считается своеобразной полумерой и не позволяет достичь целей блокчейна.
Решения первого уровня.
Это решения, которые намного сложнее спроектировать и реализовать, однако они обладают большим потенциалом и привносят изменения в саму архитектуру блокчейна.
Разработчики различных сетей предлагают свои варианты решения «трилеммы блокчейна» — использование нескольких межоперабельных блокчейнов, шардинг, новые методы криптографии и так далее. Однако это не означает, что сторонники теоремы обязательны правы и что «трилемму блокчейна» вообще нужно решать. В конце концов, это абстрактная конструкция, а не физический закон.
