Scaling στο Blockchain χρησιμοποιώντας Layer 1 & Layer 2 λύσεις

    Η τεχνολογία του Blockchain προσφέρει τεράστια οφέλη όπως το decentralization, τις αλληλεπιδράσεις χωρίς την ανάγκη της ύπαρξης της εμπιστοσύνης, τα υψηλά επίπεδα ασφάλειας και τα αμετάβλητα δεδομένα. Έδωσε τη δυνατότητα να αναπτυχθεί ένα οικοσύστημα κρυπτονομισμάτων και να αποτελεί μια τεράστια τεχνολογική καινοτομία. Ωστόσο, ένα από τα κύρια προβλήματα πολλών blockchain είναι το scalability τους. Τα scaling προβλήματα συμβαίνουν όταν η ποσότητα των δεδομένων που διέρχεται από το blockchain περιορίζεται λόγω των ανεπαρκών δυνατοτήτων του blockchain, δηλαδή όταν το blockchain έχει φτάσει στα όρια του.

    Σε μια ιδανική περίπτωση, ένα blockchain θα είναι σε θέση να χειριστεί έναν άπειρο αριθμό συναλλαγών ανά δευτερόλεπτο, που αναφέρεται επίσης ως throughput ή με την συντομογραφία TPS. Ωστόσο, η κύρια αλυσίδα του Bitcoin μπορεί να χειριστεί μόνο περίπου 3-7 TPS. Συγκριτικά, η Visa μπορεί να επεξεργαστεί περίπου 20.000 TPS χρησιμοποιώντας το κεντρικό δίκτυο ηλεκτρονικών πληρωμών VisaNet. Η διαφορά έγκειται στο επίπεδο του decentralization και της ιδιωτικότητας που στοχεύει να προσφέρει το Bitcoin και τα άλλα blockchains. Χρειάζεται αρκετός χρόνος και επεξεργαστική ισχύ για να αντικατασταθεί ένα απλό centralized σύστημα. Κάθε συναλλαγή πρέπει να γίνεται αποδεκτή, να γίνεται mined, να διανέμεται και να επικυρώνεται από ένα παγκόσμιο δίκτυο κόμβων.

    Για την επίλυση αυτών των προβλημάτων, οι προγραμματιστές των blockchain εργάζονται για να βελτιώσουν το εύρος των δεδομένων που μπορεί να χειριστεί ένα blockchain. Αυτό σημαίνει να επιτραπεί μεγαλύτερος αριθμός συναλλαγών ανά δευτερόλεπτο και ταχύτεροι χρόνοι επεξεργασίας. Αυτό θα έκανε πραγματικότητα τον κοινό στόχο της κοινότητας του blockchain, να καταστήσει τα κρυπτονομίσματα και τα συστήματα που βασίζονται σε blockchain προσβάσιμα σε όλους με βολικό, ασφαλή και αποτελεσματικό τρόπο.

    Γιατί οι scaling λύσεις είναι απαραίτητες; #

    Οι scaling λύσεις μπορούν να αντιμετωπίσουν τα προαναφερθέντα προβλήματα χωρίς να χρειαστεί να αυξηθούν τα μεγέθη των μπλοκ ή να εισαχθούν άλλα μέτρα που θα επηρεάσουν την ικανότητα του decentralization της τεχνολογίας και τα υψηλά επίπεδα της ασφάλειας.

    Layer 1 Scaling λύσεις #

    Οι layer 1 λύσεις στο blockchain συμβάλλουν στη βελτίωση των βασικών πρωτοκόλλων (για παράδειγμα του Bitcoin το Proof-of-Work ή PoW) με το να αλλάξουν πως αυτά λειτουργούν για να επεξεργαστούν τα δεδομένα. Για παράδειγμα, το Ethereum σκοπεύει να μεταβεί σε έναν μηχανισμό συναίνεσης που ονομάζεται Proof-of-Stake ή PoS. Αυτή η νέα μέθοδος υποστηρίζει μεγαλύτερες ταχύτητες συναλλαγών και αποδοτικότερη χρήση της ενέργειας στη διαδικασία του mining.

    Το Sharding είναι μια άλλη layer 1 λύση που χωρίζει τον ελέγχο της ταυτότητας και την επικύρωση των συναλλαγών σε μικρότερα κομμάτια. Μοιράζει τον φόρτο εργασίας με καλύτερο τρόπο σε ένα δίκτυο peer-to-peer (P2P) για να αξιοποιήσει την περισσότερη υπολογιστική ισχύ από περισσότερους κόμβους. Όλα αυτά επιτρέπουν την ταχύτερη ολοκλήρωση των μπλοκ.

    Ωστόσο, οι layer 1 λύσεις δεν είναι η μόνη διαθέσιμη οδός για το scaling των blockchains. Οι layer 2 λύσεις για το scaling δημιουργούν ένα πρόσθετο πρωτόκολλο που είναι χτισμένο πάνω στα blockchains όπως αυτά του Ethereum και του Bitcoin.

    Οι layer 2 λύσεις για το scaling αυξάνουν την απόδοση χωρίς παρεμβολές σε κανένα από τα αρχικά χαρακτηριστικά του decentralization ή της ασφάλειας που είναι αναπόσπαστα κομμάτια του αρχικού blockchain.

    Τι είναι ένα Sidechain; #

    Τα sidechains είναι στην πραγματικότητα κάτι σαν ένα υβρίδιο μεταξύ των layer 1 και layer 2 λύσεων για το scaling. Το sidechain είναι ένα άλλο blockchain που συνδέεται με μια κύρια αλυσίδα όπως το Bitcoin. Συνδέονται με έναν αμφίδρομο τρόπο (2WP) που είναι ουσιαστικά ένα πρωτόκολλο που επιτρέπει την ανοιχτή μεταφορά των κρυπτονομισμάτων από την κύρια αλυσίδα σε μια layer 2 αλυσίδα που απαιτεί έναν βαθμό την ύπαρξη της εμπιστοσύνης σε κάποιον τρίτο.

    Ένα παράδειγμα sidechain είναι το Liquid Network, το οποίο είναι προσαρτημένο στην κύρια αλυσίδα του Bitcoin. Όπως και άλλες layer 2 λύσεις για το scaling, στοχεύει στην αντιμετώπιση των scaling προβλημάτων, μεταφέροντας μερικές από τις διαδικασίες της επικύρωσης και της επεξεργασίας των συναλλαγών σε ένα άλλο blockchain. Αυτό ελευθερώνει την κύρια αλυσίδα ώστε να μπορεί να διαχειριστεί μεγαλύτερο αριθμό συναλλαγών.

    Τι είναι ένα Parachain; #

    Τα Parachains είναι η συντομογραφία για τα “parallel chains” ή στα Ελληνικά “παράλληλες αλυσίδες”. Όπως μπορείτε να φανταστείτε, αυτές οι αλυσίδες λειτουργούν παράλληλα μεταξύ τους σε ένα σύστημα διασυνδεδεμένων blockchains. Όλες δημιουργούνται μέσα στο ίδιο πλαίσιο, το οποίο τους επιτρέπει να έχουν τα ίδια χαρακτηριστικά ασφαλείας και είναι όλα συνδεδεμένα με την κεντρική αλυσίδα. Ωστόσο, μπορούν όλες να ενεργήσουν ανεξάρτητα για να διαχειριστούν συγκεκριμένες εφαρμογές τους. Αυτή είναι η κεντρική ιδέα πίσω από το Polkadot. Τα Parachains επιτρέπουν πολύ γρήγορες συναλλαγές καθώς υπάρχει αποτελεσματική κατανομή του φόρτου εργασίας για τον χειρισμό του.

    Τι είναι το Ethereum 2.0; #

    Το Ethereum 2.0 αναφέρεται στη μετάβαση του Ethereum σε ένα πιο βιώσιμο σύστημα βασισμένο σε PoS που υποστηρίζει το sharding και άλλες δυνατότητες για το scalability του. Αυτό το σύνολο των βελτιώσεων θα αυξήσει το scalability του Ethereum και θα το κάνει ισοδύναμο με άλλα κορυφαία blockchains όσον αφορά την αποδοτικότητα του. Οι επενδυτές του Ethereum θα μπορούν να κάνουν stake τα νομίσματα τους για να κερδίσουν ανταμοιβές σε αντάλλαγμα για τη συμβολή τους ως επικυρωτές. Μπορείτε να διαβάσατε περισσότερα και πιο αναλυτικά για αυτό στο αντίστοιχο άρθρο που έχουμε γράψει.

    Τι είναι ένα Hashgraph; #

    Τα Hashgraphs εγκαταλείπουν τη σφαίρα του blockchain και θεωρούνται μια εντελώς διαφορετική τεχνολογία. Ωστόσο, είναι πολύ παρόμοιες αφού είναι επίσης μια τεχνολογία κατανεμημένου καθολικού (Distributed Ledger Technology – DLT). Επιπλέον, σε αντίθεση με το blockchain, το hashgraph έχει κατοχυρωθεί με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας και το μόνο ledger που το χρησιμοποιεί είναι το Hedera Hashgraph. Το Hedera προβάλλεται ως η τρίτη γενιά της τεχνολογίας των δημοσίων ledger, μετά το Bitcoin και το Ethereum. Υποστηρίζει απίστευτο scalability έχοντας 10.000 TPS, χαμηλότερες χρεώσεις, λιγότερη χρήση ενέργειας και μικρότερους χρόνους επεξεργασίας.

    Layer 2 Scaling λύσεις #

    Οι layer 2 λύσεις για το scaling πρέπει να κληρονομήσουν την υποκείμενη ασφάλεια της κύριας αλυσίδας. Ενώ τα sidechains μπορούν να χρησιμοποιήσουν άλλα δίκτυα ή επικυρωτές για να ασφαλίσουν την αλυσίδα τους, τα layer 2 διαφοροποιούνται κληρονομώντας την ασφάλειά τους απευθείας από την κύρια αλυσίδα. Οι κύριες layer 2 λύσεις είναι τα zero-knowledge rollups και τα optimistic rollups.

    Οι layer 2 μηχανές και λύσεις για το scalability όπως το Starkware, το Optimism και το Arbitrum παρέχουν scaling για τα blockchains, έτσι ώστε ένας αυξανόμενος αριθμός ανταλλακτηρίων και πλατφορμών να μπορούν να χρησιμοποιούν δίκτυα όπως το Ethereum.

    Zero-Knowledge Rollups #

    Τα zero-knowledge rollups – γνωστά και ως ZK-Rollups – είναι δέσμες δεδομένων που εξασφαλίζονται από ένα smart contract στην κύρια αλυσίδα όσο μεταφέρονται εκτός αλυσίδας για την επεξεργασία και τους απαραίτητους υπολογισμούς. Είναι σε θέση να παράγουν ένα μπλοκ σε περίπου ένα λεπτό, με την ικανότητα να επεξεργάζονται 2.000 TPS. Zero-knowledge σημαίνει ότι όλοι οι επαληθευτές μπορούν να γνωρίζουν ότι έχουν τις ίδιες πληροφορίες χωρίς να αποκαλύπτονται αυτές στην πραγματικότητα.

    Optimistic Rollups #

    Τα optimistic rollups λειτουργούν στο βασικό layer του Ethereum, έτσι ώστε ένας τεράστιος αριθμός από smart contracts να μπορεί να εκτελεστεί χωρίς να συμβεί υπερφόρτωση του δικτύου. Εξακολουθούν να επωφελούνται από τα ίδια ακριβώς επίπεδα ασφαλείας όπως η κύρια αλυσίδα του Ethereum. Οι συσσωρευτές των δεδομένων (data aggregators) θα υπολογίσουν τις merkle ρίζες για να επιτύχουν αυξημένες ταχύτητες συναλλαγών. Ωστόσο, προσφέρουν μικρότερη απόδοση από το Plasma ή τα ZK Rollups.

    Plasma #

    Η layer 2 λύση του Ethereum, το Plasma, χρησιμοποιεί θυγατρικά ή δευτερεύοντα blockchains που βοηθάνε την κύρια αλυσίδα στην επαλήθευση. Οι Plasma αλυσίδες είναι παρόμοιες τα Parachains του Polkadot, Ωστόσο, έχουν διαφορετική δομή, έχουν μια ιεραρχία με σκοπό να μεταφέρουν τις συναλλαγές από την κύρια αλυσίδα στις άλλες για να απελευθερώσουν πόρους και να βελτιώσουν τo scalability. Χρησιμοποιούνται κυρίως για την διαχείριση των smart contracts απαλλάσοντας την κύρια αλυσίδα από τον φόρτο εργασίας τους, αναλαμβάνουν αυτές την διαχείριση τους και μεταδίδουν πίσω στην αλυσίδα πληροφορίες μόνο για όσες συναλλαγές smart contracts ήταν επιτυχημένες.

    Bitcoin Lightning Network #

    Το Bitcoin Lightning Network είναι μία από τις πιο γνωστές layer 2 λύσεις για το Bitcoin. Όπως και άλλες τέτοιες λύσεις, παίρνουν τις συναλλαγές από την κύρια αλυσίδα, τις “αντιμετωπίζουν” εκτός της κύριας αλυσίδας και έπειτα μεταφέρουν τις απαραίτητες πληροφορίες πίσω στην κύρια αλυσίδα. Περισσότερα για αυτό μπορείτε να διαβάσετε στο αντίστοιχο άρθρο που έχουμε γράψει.