Масштабирование или децентрализация?

Говорим о судьбе блокчейн-технологии. Нужно ли выбирать между масштабированием и децентрализацией? И может ли Lightning Network решить проблему?

Когда биткоин только появился, в сети присутствовало минимум пользователей и проблема масштабирования отсутствовала. Сейчас количество пользователей сети возросло до нескольких десятков миллионов человек. А вместе с числом пользователей возросло и число транзакций. Теперь ежедневно их проводится несколько сотен тысяч. Основной же код биткоина остался тем же, претерпев лишь немного изменений. В результате, сеть просто не способна к быстрой обработке такого огромного количества транзакций с минимальными комиссиями. Из-за этого возникла проблема. Одновременно в сети биткоин при нынешнем огромном числе пользователей и транзакций невозможно масштабирование и сохранение децентрализации. Система нуждается либо в удорожании стоимости транзакций, либо в увеличении размера блока и централизации.

Главный вопрос криптовалютного мира в выборе между масштабированием и децентрализацией. И эта дилемма стала более серьезной, так как пользователи сталкиваются с серьезными задержками транзакций и ростом комиссионных сборов за самые популярные монеты уже сейчас.

В ответ многие задаются вопросом, заслуживает ли блокчейн такого объема внимания, которое сейчас получает, или это еще один сверхтехнологический сектор, где ожидания превосходят фактическую полезность.

Lightning Network и SegWit

SegWit ставил себе цель увеличения ёмкости блоков без увеличения их размеров и уменьшения размера транзакции путем вывода некритичных данных из блока, что должно было увеличить пропускную способность сети на 60-70 %.

Реализация планировалась за счет садчайнов и Lightning Network. Но, во-первых, у SegWit тоже есть проблемы с децентрализацией, во-вторых, предлагаемое решение с увеличением пропускной способности сети на 60-70 % дало бы лишь временный эффект, но не решило бы проблему глобально.

Мультисегментарные операции в Lightning Network задуманы таким образом, чтобы перенаправлять действующий смарт-контракт к следующему узлу. А параллельно запись об этом заносится в договор, благодаря чему можно определить маршрут операции.

Масштабировать биткоин за счет Lightning Network не так-то просто, если учесть, что большинство пользователей стремятся к адресной передаче сделки за максимально короткий промежуток времени. А на создание циклов сильно влияет взаимосвязанность вычислительных узлов.

Джональд Фиукболл в своей статье назвал решение проблемы масштабирования биткоина Lightning Network далеким от идеала. По его мнению, применение сети LN бессмысленно при осуществлении только одной операции. Прямые платежи, он считает, будут более эффективны. Его предложение – упрощать алгоритмы, а не усложнять их еще больше, но это субъективное мнение эксперта, не подкрепленное серьезными исследованиями или аргументами.

Недавно в ряде СМИ подняли вопрос, как децентрализованы самые популярные монеты и насколько они будут устойчивы в будущем, когда их управление возьмут на себя специальные силы, необходимость в которых обостряется по мере добавления новых технологий для масштабирования.

Отражая ход дискуссии в криптосообществе о наилучшем способе преодоления проблемы, исследователи искали различные возможные решения масштабирования: по цепочке, вне сети и на уровне консенсусного протокола.

В своей статье Исследователь Эдем Иф Генсер из Университета Корнелла и его соавторы стремятся «с научной точки зрения количественно» децентрализовать сети биткоина и эфира.

Документ объединяет ряд показателей, в том числе, сколько майнеров должно быть в сети, сколько узлов, какой должна быть пропускная способность для отправки блоков по сети и т. д.

Исследование проливает некоторый свет на «жизнеспособность различных предложений масштабирования».

По мнению исследователей, биткоин не использует возможности своей сети в полную силу. Узлы биткоинов, говорится в статье, как правило, имеют более высокую пропускную способность, чем узлы Ethereum. Средняя полоса пропускания для узла биткоинов увеличилась в 1,7 раза. Типичный биткоин-узел имеет гораздо большую пропускную способность, чем раньше. Более высокая полоса пропускания говорит о том, что максимальный размер блока можно увеличить. Некоторые люди утверждают, что увеличение максимального размера блока также будет непомерно увеличивать требования к процессору и диску. Однако эти затраты были тривиальными, в первую очередь, особенно по сравнению с сегодняшними транзакционными сборами, и резко снизились. Например, диск 1 ТБ стоит в среднем $ 85 в 2016 году и 70 долларов США в 2017 году.

Есть мнение, что размер блока может быть увеличен до 1,7 раз для улучшения масштабирования по цепочке без ущерба для децентрализации.

Стоит отметить, что выводы Генсера и его коллег яростно обсуждались в социальных сетях. Поскольку децентрализация является таким сложным свойством для измерения в такой системе, как биткоин, многие считают, что другие элементы децентрализации должны быть приняты во внимание, чтобы получить полную картину.

Проблема треугольника

Другая аналитическая статья, изучающая этот вопрос, была опубликована на arXiv на прошлой неделе Грегом Слепаком.

В статье описывается «базовая теория» проблемы масштабируемости с помощью треугольника (другой исследователь, Трент МакКонаги, самостоятельно придумал эту же идею).

Каждая точка треугольника представляет собой одно из трех свойств, которое требует привязки масштаб, возможность поддержки многих пользователей; децентрализация, состояние дел, в которых ни одна организация не контролирует систему; и консенсус, соглашение между каждым узлом о действительности транзакций.

Подобно тому, как одна линия треугольника может касаться только двух из трех точек, так и разработчики блочной цепи могут только сфокусироваться и преуспеть в двух из трех свойств, необходимых для децентрализованных цепочек.

Например, разработчики блокчейн могут иметь систему, которая масштабируется и достигает консенсуса, но реализовано это будет за счет полной децентрализации.

Тем не менее, исследования Слепака были более оптимистичными, чем Генсер, поскольку в документе утверждается, что есть доказательства того, что сети вне сети, такие как Lightning Network, могут «обойти» это сложное трио компромиссов.

Для этого в документе утверждается, что внеконфиденциальные решения, такие как Lightning Network от bitcoin, могут «ослабить» определение консенсуса. Вместо того, чтобы требовать того, чтобы узлы занимали каждую транзакцию, которая когда-либо происходила в системе, узлам нужно только отслеживать некоторые транзакции, запрашиваемые пользователями в «редкие моменты».

Децентрализация как компромисс

Между тем, научный сотрудник Университета Колледжа Шехар Бано также изучал проблему масштабирования / децентрализации. В документе под названием «Системализация знаний» Бано объединяет ряд различных консенсусных протоколов и сравнивает их, чтобы выяснить, в чем нуждается разработка.

Несмотря на разбросанность документа, децентрализация была одним из основных компромиссов, о которых Бано упомянул в разговоре с CoinDesk. Решение проблемы будет зависеть от разработки лучших консенсусных протоколов, утверждает Бано.

Ник Картер и вовсе заявил, что децентрализация – политическая и социальная концепция, а не математическая. «Хотя система должна быть децентрализованной, мы наблюдаем ее постепенную централизацию. Это хорошо просматривается на примере биткоина, где три пула составляют примерно 56 % всей мощности хеширования», заявляет Бано.

Эксперт Strato Макс Караваев уверен, что децентрализация приоритетнее анонимности: «Для криптосообщества очень важно, чтобы система оставалась децентрализованной, пускай и менее анонимной. Кстати, биткоин давно уже не считается анонимной валютой, что касается Lightning Network и SegWit, так эти технологии давно уже оттестированы в других сетях, но пока и нагрузки на сети минимальные, давайте представим, что хотя бы 20 % населения Земли решит перевести свои наличные деньги в крипту, как тогда системы будут справляться с нагрузками? В этом случае лишь создание экосистемы с функцией кроссчейна поможет разгрузить сеть. Так же, по моему мнению, в ближайшее время вопрос безопасности выйдет на первый план. Ведь давно известно, что при апгрейде двух из трех параметров, третий становится более уязвим. И выбирать приходится между децентрализацией, масштабируемостью и безопасностью».

Источники: Coindesk, Coindesk, 24paybank, Coinspot, Arxiv, Theverge, Hackingdisturbed, Arxiv.