Давным-давно кануло в лету то время, когда на рынке криптовалют существовал только Bitcoin и ещё несколько цифровых активов. Каждый год мы можем наблюдать создание всё новых криптовалют.
Вы и глазом не успеете моргнуть, как на рынке появятся 10 и более цифровых активов, о которых вы никогда не слышали.
Разумеется, большая часть из них – откровенные шиткоины, которые как появятся на свет, также быстро о них и забудут. Никакого от них нет толку. Благо, к этой категории криптовалют относятся не все цифровые активы. Есть также и те, которые приносят на рынок что-то новое и интересное, какую-то определённую пользу.
Несмотря на то, что многие криптовалюты были созданы по образу и подобию биткоина, в действительности вы никогда не найдёте две абсолютно одинаковые криптовалюты. Все цифровые активы отличаются по технологическим нюансам, по поставленным задачам, сетевому протоколу и прочим параметрам.
Однако есть и то, что объединяет все криптовалюты мира. Речь идет о проблеме масштабируемости блокчейна, которая до сих пор является актуальной и не была решена.
Начнем с азов и поймём, что же собой представляет масштабируемость.
Масштабируемость - это возможности системы либо определенного процесса уверенно преодолевать увеличение нагрузки.
Если мы говорим о криптовалюте, речь идёт о возможности криптовалютных сетей обрабатывать огромное число сделок.
Так, сеть биткоина способна эффективно обрабатывать 7 операций в секунду. Пока количество операций в секунду не превысит 7, сеть будет работать в штатном режиме, однако как только их станет больше, сделки начнут выстраиваться в очередь, которая создаётся по принципу динамической комиссии. Здесь всё будет зависеть от самого пользователя, и того, как быстро ему необходимо осуществить платёж. Если платёж срочный, придётся установить больший процент, который пользователь отдаст за его проведение. Чем этот процент будет выше, тем выше шансы на то, что транзакция будет быстро осуществлена. А вот при минимальной комиссии часто придется ждать весьма длительное время.
Причина подобной ситуации заключается в слабой пропускной способности блокчейна, вот только пользователю от этого легче не становится, ведь он попросту теряет своё время.
Всё дело в том, что каждый блок вмещает в себя лишь конкретный объем данных. Ограничения вводятся для того, чтобы успешно противостоять DDoS-атакам, и в целом повысить уровень безопасности всей сети.
Ввиду высокой популярности криптовалюты, чаще всего с проблемой масштабируемости сталкивается сеть биткоина. И, пожалуй, именно решение этой проблемы является на сегодняшний день основной "головной болью" для всех разработчиков биткоина.
Для того чтобы подтвердить новый блок, необходимо затратить определенное количество времени. У биткоина на это уходит 10 минут, а вот у значительно более молодых криптовалют это время сокращается в разы.
В сети непрерывно осуществляется процесс вычисления хэш кодов блоков майнерами, а также процесс подтверждения сделок и создания новых монет.
На первый взгляд может показаться, что каждый нюанс продуман до мельчайших деталей, и функционировать сеть должна без каких-либо задержек и сбоев. Но это всё в теории, а вот на практике получается совершенно иначе.
Когда транзакций становится очень много, сеть неспособна обрабатывать трафик, и единственным решением становится временный black-out, либо же отмена очереди сделок целиком.
Как только происходит эта ситуация, доверие к цифровым активам может быть подорвано, причём от этого страдает не только репутация криптовалюты, но и её стоимость, которая может существенно просесть.
Как решить данную проблему?
Есть несколько способов, которые мы рассмотрим прямо сейчас.
Проблема недостаточной масштабируемости является глобальной, и именно из-за этой проблемы блокчейн-технологии не могут продемонстрировать весь свой потенциал.
Задержки при проведении сделок приводят к тому, что многие торговые организации отказываются принимать оплату за свои товары и услуги в цифровых активах. Разумеется, всё это не лучшим образом сказывается на распространении криптовалют в качестве способа платежа.
Создатели криптовалют стараются сделать всё возможное для того, чтобы повысить уровень масштабируемости. Причём существует не один, а целый ряд способов сделать это.
Способ 1. Увеличить объем блока
Именно этот способ выбрали инициаторы хардфорка сети Bitcoin, создавшие Bitcoin Cash на основании родительского блокчейна. Размер блока новой монеты был равен 8 мегабит, что в 8 раз выше, чем у биткоина.
Вот и всё, проблема масштабируемости решена? Как бы не так – повышение размера блока лишь на какое-то определённое время увеличило масштабируемость, но затем, для достижения того же эффекта, потребовалось увеличение блока в сотни раз.
Изначально разработчики создали Bitcoin Cash для того, чтобы решить проблему масштабируемости биткоина, однако по факту получилось, что противостояние этих криптовалют продолжается и сейчас.
Чисто теоретически всё это выполнимо, и должно было бы сработать, однако на практике получается совершенно иной результат – потеря децентрализации. Актуальная на сегодняшний день экономика майнинга, при которой собственники полных нод остаются без своего вознаграждения, вряд ли в ближайшем будущем позволит рассматривать данный способ решения проблемы масштабируемости и повышения пропускной способности сети биткоина всерьёз.
Способ 2. Lightning Network
Для того, чтобы протокол Lightning Network функционировал, понадобится два узла, а также канал, который будет их связывать. Две стороны сами решают, какая сумма потребуется для успешного поддержания жизнеспособности канала, пропускная способность канала будет сформирована в зависимости от размера данной суммы.
Если говорить совсем простым языком: хочешь, чтобы твоя транзакция была проведена в максимально сжатые сроки – изволь за это заплатить.
Получается, что Lightning Network, наконец, предоставил возможность пользователям криптовалютных сетей напрямую работать друг с другом, без обязательного задействования майнеров в качестве посредников.
Lightning Network всерьёз можно рассматривать в качестве одного из методов роста масштабируемости, и как только будет совершен переход на данный протокол, реально можно будет добиться роста пропускной способности криптовалютных сетей.
Способ 3. Перенос подписи сделок
Протокол SegWit представляет собой сайдчейн, функционирующий параллельно с основной сетью. Определённая часть информации о сделках перенаправляется в этот сайдчейн, благодаря чему уровень нагрузки на главную сеть может быть существенно снижен.
Очевидным преимуществом использования этой технологии можно считать снижение уровня комиссионных и размера сделок, а также нивелирование актуальной проблемы квадратичного хеширования. Кроме того, это обеспечит необходимые условия для активации технологии Lightning Network.
Но настолько ли полезен SegWit, как об этом говорят?
Здесь мнения разделились. Ведь эта технология приведет к уменьшению выплаты вознаграждения за найденный блок, и сам процесс майнинга цифровых активов в сетях с сайдчейнами больше не будет таким выгодным.
Следующее возможное препятствие заключается в весьма трудном процессе реализации и обслуживания. Количество ресурсов, которые необходимо задействовать, может быть увеличено в несколько раз. Не стоит забывать о том, что функционирование сайдчейнов в обязательном порядке должно поддерживаться майнерами, но для чего им это делать, ведь они не получат от этого никаких финансовых выгод.
Способ 4. Шардинг
Шардинг заключается в дроблении блокчейна на несколько частей, которые как раз и называются шардами. Причём каждая из этих частей хранит исключительно определенную часть данных. На первый взгляд, всё хорошо, и этот способ даст возможность существенно повысить уровень масштабируемости, не жертвуя при этом децентрализацией, и каждый пользователь при этом оставляет за собой право в любой момент просмотреть весь реестр.
Впрочем, многие эксперты уже высказались относительно того, что те проекты, которые внедряют шардинг, в итоге будут задействовать различные механизмы его реализации. В частности, сеть эфириума будет поделена на шарды, а их узлы смогут взаимодействовать исключительно друг с другом.
Для того чтобы обеспечить взаимосвязь между шардами, необходимо будет создать отдельный протокол. Чтобы не допустить возможных атак со стороны хакеров, шарды необходимо будет распределить в режиме рандом, и только изредка их будут распределять по другим шардам.
В любом случае на сегодняшний день осуществляется тестирование данной технологии, а потому слишком рано говорить о её практическом воплощении. Никаких готовых реализаций, ни даже единых стандартов на сегодняшний день не существует.
Способ 5. Переход на протокол Proof of Stake
Именно этот путь выбрали в Эфириуме. Когда сеть будет переведена на протокол Proof of Stake, это позволит Эфириуму значительно ускорить процедуру подтверждения блоков, а также уменьшить количество потребляемой электроэнергии, необходимой для функционирования блокчейна примерно на 99%.
Всё это приведет к тому, что собственники асиков, которые задействуют оборудование для добычи Эфириума, больше не будут иметь никаких преимуществ, ведь для того, чтобы майнить эфириум, вполне неплохо сгодятся и компьютеры, работающие на видеокартах.
Реализация Casper очень существенно ударит по мошенникам, сделав их деятельность экономически невыгодной. Риск атаки 51% также будет значительно уменьшен.
PoS-майнеры не будут больше получать вознаграждение за блок, а свой доход они смогут получить благодаря комиссионным от сделок.
О том, что Эфириум переходит на протокол Casper, создатель криптовалюты Виталик Бутерин заявил ещё в 2017 году. Сам создатель Эфириума полностью убежден в том, что огромное количество проблем, актуальных для эфириума на сегодняшний день, будет успешно решено только благодаря такому переходу.
Впрочем, прошло уже весьма много времени, но на практике данный переход так и не был осуществлен. Основной риск для эфириума заключается в том, что майнеры вполне реально могут провести хардфорк сети еще до того, как новый протокол будет внедрен.
Таким образом, если говорить о двух ведущих сетях – Bitcoin и Ethereum, в случае с первым наиболее вероятными решениями проблемы масштабируемости видятся SegWit и Lightning Network, а для Эфириума этими решениями станут шардинг и переход на PoS (Casper).