Введение в блокчейн: расширения (часть 6)
4 минуты
Новичок
Технология блокчейн предоставляет пользователям ряд преимуществ, которых нет в традиционных системах. Блокчейн - это первая полностью распределенная и децентрализованная система, способная поддерживать общий доверенный реестр. Это позволяет сети вести учет своей истории и быть уверенным, что злонамеренный пользователь или обычный пользователи не смогут изменить эту историю в свою пользу.
Однако технология блокчейн не идеальна. Биткойн изначально был разработан для замены традиционных платежных систем (таких как кредитные карты); однако сам по себе не имеет возможности сделать это. Технология блокчейна имеет ограничения, и были разработаны расширения блокчейна, чтобы смягчить или устранить их.
Ограничения блокчейна
Блокчейн имеет очень специфическую структуру. Из-за того, что сеть должна оставаться синхронизированной и сеть должна проверять все транзакции, транзакции не могут постоянно добавляться в распределенный реестр. Вместо этого транзакции организованы в блоки, которые регулярно добавляются в распределенный реестр. Этот дизайн ограничивает скорость и мощность блокчейн-решения.
Скорость, с которой транзакции добавляются в распределенный реестр, сильно ограничена в блокчейне. Блокчейны обычно имеют целевую скорость создания блока, которая обеспечивается на определенном уровне их алгоритмом консенсуса. Например, биткойн имеет скорость создания блока 10 минут, что означает, что с правилом трех блоков вам, возможно, придется подождать полчаса, прежде чем транзакция будет считаться заслуживающей доверия. Это невыгодно по сравнению с кредитными картами, где «медленные» транзакции совершаются за минуту.
У блокчейнов также есть проблема с максимальной емкостью. В дополнение к установленному размеру блока многие блокчейны имеют установленный максимальный размер блока, предназначенный для защиты от атак типа «отказ в обслуживании» (DoS). С блоками фиксированного размера, создаваемыми с фиксированными интервалами, блокчейн может обрабатывать только определенное количество транзакций за период времени, и эта мощность часто намного ниже, чем у системы платежных карт.
Расширения блокчейна
Некоторые технологии распределенного реестра отказались от структуры данных блокчейна, чтобы решить эти проблемы. Например, IOTA использует направленный ациклический граф (DAG) в качестве базовой структуры данных, что значительно увеличивает скорость и емкость транзакций. Некоторые блокчейны вносят небольшие изменения в протокол (например, увеличивают скорость блока) для повышения скорости и пропускной способности транзакций. И некоторые блокчейны начали использовать расширения блокчейна, чтобы решить эти проблемы, сохраняя при этом первоначальный дизайн блокчейна.
Сайдчейны
Сайдчейны в первую очередь предназначены для увеличения пропускной способности блокчейна за счет переноса некоторых транзакций в автономный блокчейн. Существует несколько различных реализаций сайдчейнов, но наиболее распространенным является «привязка» сайдчейна к родительскому блокчейну. В привязанных блокчейнах пользователь в одном блокчейне может отправлять токены на «выходной адрес», и эквивалентное количество токенов будет выпущено в сайдчейн. Привязки являются двунаправленными, поэтому пользователь может вернуться к исходной цепочке блоков по своему желанию.
Одним из преимуществ сайдчейнов является увеличение емкости оригинального блокчейна. Поскольку транзакции, выполняемые в сайдчейне, не записываются в блоки основного блокчейна, общая пропускная способность системы увеличивается.
Сайдчейны также можно использовать для устранения конкретных недостатков родительского блокчейна. Например, сайдчейн может иметь более высокую скорость создание блока, чем родительская цепочка, что увеличивает скорость транзакций системы. В качестве альтернативы, сайдчейны могут расширить возможности системы, например, сайдчейн Rootstock, который планирует добавить функциональность смарт-контрактов в Биткойн. Основное соображение безопасности сайдчейнов заключается в том, что сайдчейн - это система, полностью отличная от основной цепочки. У него должны быть свои собственные средства обеспечения консенсуса через большой пул майнеров, стейкеров и т. д. В противном случае взлом сайдчейна может повлиять на качество его привязки к основной цепочке и способность пользователей переключаться туда и обратно.
Каналы состояния (STATE CHANNELS)
Еще одно расширение блокчейна, получившее много внимания в прессе, - это канал состояний. Вероятно, самой известной системой государственных каналов является Lightning Network, работающая в сети Биткойн. Однако другие реализации канала состояния работают на других блокчейнах под другими именами. Каналы состояния функционируют как протокол второго уровня, работающий поверх традиционной реализации блокчейна.
Канал состояния - это прямая связь между пользователями сети блокчейн. Они устанавливают канал, используя традиционную транзакцию блокчейна, которая устанавливает баланс, который каждый внес в канал (т.е. 1 BTC за штуку). После того, как канал установлен, платежи производятся путем создания взаимно подписанных утверждений относительно баланса стоимости в канале (например, 0,75 BTC и 1,25 BTC). Канал может быть закрыт в любое время, а другая транзакция блокчейна создается с использованием самого последнего утверждения баланса, чтобы поместить правильное количество криптовалюты в учетную запись блокчейна каждого участника.
Основными преимуществами каналов состояний являются скорость транзакций, масштабируемость и конфиденциальность. Транзакции требуют только участников канала и могут быть завершены почти мгновенно. Однако, если канал становится слишком несбалансированным, платеж может быть невозможен. Именно здесь сеть каналов состояния может быть очень полезна, поскольку транзакции могут проходить по разным путям для перебалансировки каналов или выполнения переводов между неподключенными сторонами. Основное соображение безопасности каналов состояния заключается в том, что транзакции поддерживаются блокчейном, но не записываются в нем. Транзакции канала состояния являются частными для получателей, и сеть блокчейна должна быть уверена, что все транзакции, совершенные через них, являются законными. Однако двухточечный характер каналов состояния защищает от атак двойного расходования, поскольку значение, хранящееся в одном канале, уникально для этого канала и не может использоваться для открытия и выполнения транзакций в других каналах.
