Ist Blockchain skalierbar?

Blockchain -Skalierbarkeit verstehen

Die Skalierbarkeit im Kontext von Blockchain bezieht sich auf die Fähigkeit eines Netzwerks, zunehmende Mengen an Daten und Transaktionen zu verarbeiten, ohne die Leistung oder Sicherheit zu beeinträchtigen. Dieses Problem war seit den frühen Tagen von Bitcoin ein zentrales Thema in der Kryptowährungsgemeinschaft. Die Herausforderung entsteht, weil die meisten Blockchain -Netzwerke dezentralisiert sind, was bedeutet, dass jeder Knoten jede Transaktion validieren muss. Wenn die Anzahl der Benutzer und Transaktionen wächst, kann dieser Konsensmechanismus zu Engpässen führen.

Eine Schlüsselmetrik zur Bewertung der Skalierbarkeit sind Transaktionen pro Sekunde (TPS). Beispielsweise verarbeitet Bitcoin rund 7 tps, während Ethereum ungefähr 15–30 TPS verarbeitet. Diese Zahlen sind im Vergleich zu herkömmlichen Zahlungssystemen wie Visa erheblich niedriger, was Tausende von Transaktionen pro Sekunde verarbeiten kann. Die niedrigen TPs von Blockchain -Netzwerken wirft Bedenken hinsichtlich ihrer Lebensfähigkeit für die Einführung von Massen aus.

Schicht 1 gegen Schicht 2 Skalierungslösungen

Es gibt zwei primäre Ansätze zur Verbesserung der Blockchain -Skalierbarkeit: Lösungen für Schicht 1 und Schicht 2. Schicht 1 beinhaltet das Modifizieren des Basisprotokolls der Blockchain selbst. Beispiele sind die zunehmende Blockgröße, die Reduzierung der Blockzeit oder das Schalten von Konsensmechanismen. Bitcoin Cash erhöhte beispielsweise die Blockgröße von 1 MB auf 32 MB, um mehr Transaktionen pro Block zu ermöglichen.

Lösungen für Schicht 2 arbeiten dagegen oben auf der vorhandenen Blockchain und wollen die Last in der Hauptkette reduzieren. Das Lightning-Netzwerk für Bitcoin und das Raiden-Netzwerk für Ethereum sind Beispiele für Skalierungslösungen außerhalb des Ketten. Diese Systeme ermöglichen es den Benutzern, mehrere Transaktionen aus der Hauptblockchain durchzuführen und nur den endgültigen Gleichgewicht auf Kette zu regeln. Dies reduziert drastisch Staus und verbessert die Transaktionsgeschwindigkeit.

Sharding als Skalierbarkeitsmechanismus

Sharding ist eine vielversprechende Skalierbarkeitslösung für Schicht 1, die das Netzwerk in kleinere Segmente unterteilt, die als Scherben bezeichnet werden. Jedes Shard verarbeitet eine Teilmenge der Transaktionen des Netzwerks, sodass das System viele weitere Transaktionen parallel verarbeiten kann. Ethereum 2.0 beinhaltet Sharding als Teil seiner langfristigen Skalierungsstrategie.

Jede Shard arbeitet unabhängig und unterhält ihren eigenen Zustand, sie werden jedoch von der Hauptkette (Beacon -Kette) koordiniert. Dieses Design ermöglicht eine horizontale Skalierung, was bedeutet, dass das Netzwerk effizienter wird, wenn mehr Knoten verbinden. Sharding führt jedoch in Bezug auf die Kommunikation und Sicherheit der Querschachtel, die sorgfältig verwaltet werden muss, Komplexität ein.

Konsensmechanismus -Innovationen

Die Wahl des Konsensmechanismus spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Skalierbarkeit einer Blockchain. Der von Bitcoin und das ursprüngliche Ethereum verwendete Arbeitsnachweis (POW) ist sicher, aber langsam und energieintensiv. Der von Ethereum 2.0 und andere Netzwerke wie Cardano übernommene Nachweis des Stakes (POS) ermöglicht eine schnellere Erstellung von Block und eine bessere Energieeffizienz.

Einige neuere Konsensalgorithmen, wie z. B. delegierte Beweise für den Stake (DPOS) und den Nachweis der Autorität (POA), priorisieren die Skalierbarkeit, indem die Anzahl der am Konsens beteiligten Validatoren verringert wird. Während diese Systeme einen höheren Durchsatz erreichen können, opfern sie häufig die Dezentralisierung. Dieser Kompromiss ist eine zentrale Debatte in der Blockchain-Community über das Gleichgewicht zwischen Skalierbarkeit, Sicherheit und Dezentralisierung.

Beispiele für skalierbare Blockchains reale Welt

Mehrere Blockchain -Projekte haben sich als Kerngestaltungsprinzip mit Skalierbarkeit entwickelt. Solana verwendet beispielsweise eine Kombination von POS und einen neuartigen Zeitstempelmechanismus, der als Proof of History (POH) bezeichnet wird, um über 50.000 TP zu erreichen. Diese Leistung wird durch optimierte Netzwerkarchitektur und parallele Verarbeitungstechniken erzielt.

Binance Smart Chain (BSC) bietet auch einen hohen Durchsatz, indem ein modifiziertes POS -System mit einer begrenzten Anzahl von Validatoren verwendet wird. Während BSC Transaktionen schnell und bei geringen Kosten verarbeiten kann, wird es im Vergleich zu Ethereum kritisch für seine reduzierte Dezentralisierung. Dies zeigt die anhaltende Spannung zwischen Skalierbarkeit und Dezentralisierung in realen Implementierungen.

Herausforderungen und Kompromisse bei Skalierbarkeitslösungen

Jede Skalierbarkeitslösung enthält Kompromisse, die sorgfältig berücksichtigt werden müssen. Die Erhöhung der Blockgröße kann den Durchsatz verbessern, kann jedoch zur Zentralisierung führen, da nur leistungsstarke Knoten mit der Datenbelastung Schritt halten können. In ähnlicher Weise führen die Lösungen in Layer 2 zusätzliche Komplexität ein und verlangen möglicherweise, dass Benutzer Vermittlerdienste vertrauen.

Sicherheit ist ein weiteres kritisches Anliegen. Schnellere Konsensmechanismen oder Transaktionen außerhalb des Ketten können das Netzwerk neuen Arten von Angriffen wie Betrug oder Daten nicht zur Verfügung stellen. Daher müssen Skalierbarkeitsverbesserungen mit robusten Sicherheitsmaßnahmen implementiert werden, um eine Kompromisse bei der Integrität des Netzwerks zu vermeiden.

Häufig gestellte Fragen

Was ist das Skalierbarkeitstrilemma in Blockchain? Das Skalierbarkeitstrilemma ist das Konzept, dass eine Blockchain nur zwei von drei wünschenswerten Eigenschaften erreichen kann: Skalierbarkeit, Sicherheit und Dezentralisierung. Das Verbesserung eines führt oft zu Kosten eines anderen.

Wie plant Ethereum 2.0 das Netzwerk? Ethereum 2.0 verwendet ein Mehrphasen-Upgrade, das den Übergang zu POS und die Implementierung von Sharding umfasst. Ziel ist es, den Durchsatz zu erhöhen und gleichzeitig die Dezentralisierung und Sicherheit aufrechtzuerhalten.

Kann Blockchain jemals die traditionellen Finanzsysteme in Geschwindigkeit übereinstimmen? Einige Blockchains übertreffen bereits herkömmliche Systeme in RAW -TPS, aber die globale Einführung erfordert nicht nur Geschwindigkeit, sondern auch Zugänglichkeit, niedrige Kosten und konsistente Leistung.

Was sind die Risiken von Skalierungslösungen von Schicht 2? Lösungen für Schicht 2 können Vertrauensannahmen einführen, Transparenz reduzieren und Abhängigkeiten von bestimmten Dienstleistern schaffen. Benutzer müssen diese Risiken gegen die Vorteile schneller und billigerer Transaktionen abwägen.