מדרגיות – חדשות קריפטו ישראל

Blockchain Layer 1 vs Layer 2 – פתרונות Scaling

קריפטו ישראל — Mon, 31 Oct 2022 10:38:00 +0000

Blockchain Layer 1 vs Layer 2 - פתרונות Scaling בקצרה

הפופולריות של קריפטו ובלוקצ'יין צומחת באופן אקספוננציאלי, וכך גם מספר המשתמשים והעסקאות.
למרות שקל לראות עד כמה הבלוקצ'יין מהפכני, מדרגיות – יכולתה של מערכת לצמוח תוך מתן מענה לביקוש הולך וגובר – תמיד הייתה אתגר.
רשתות בלוקצ'יין ציבוריות שהן מבוזרות ומאובטחות נאבקות לעתים קרובות להשיג תפוקה גבוהה.

זה מתואר לעתים קרובות כ-Blockchain Trilemma, שקובע כי זה כמעט בלתי אפשרי עבור מערכת מבוזרת להשיג בו זמנית רמות גבוהות באותה מידה של ביזור, אבטחה ומדרגיות.
באופן מציאותי, לרשתות בלוקצ'יין יכולות להיות רק שניים מתוך שלושה גורמים.

אולם למרבה המזל, אלפי חובבים ומומחים עובדים על פתרונות קנה מידה.
חלק מהפתרונות הללו נועדו לכוונן את הארכיטקטורה של הבלוקצ'יין הראשי (שכבה 1),
בעוד שאחרים מכוונים לפרוטוקולי שכבה 2 הפועלים על גבי הרשת הבסיסית.

הקדמה

עם מספר גדול של בלוקצ'יין ומטבעות קריפטוגרפיים זמינים, ייתכן שלא תדע אם אתה משתמש בשרשרת שכבה 1 או שכבה 2.
יש יתרונות בהסתרת מורכבות הבלוקצ'יין, אבל כדאי להבין מערכת שאתה משקיע בה או משתמש בה.
במדריך זה נסביר את ההבדלים בין שכבות הבלוקצ'יין, שכבה 1 ושכבה 2 ופתרונות מדרגיות שונים.

מה זה בלוקצ'יין שכבה 1 לעומת שכבה 2?

המונח Layer 1 מתייחס לרמת הבסיס של ארכיטקטורת בלוקצ'יין. זה המבנה העיקרי של רשת בלוקצ'יין. ביטקוין, Ethereum ו-BNB Chain הם דוגמאות לבלוקצ'יין בשכבה 1.
שכבה 2 מתייחסת לרשתות שנבנו על גבי בלוקצ'יין אחרים. אז אם ביטקוין הוא שכבה 1, רשת הלייטנינג שפועלת מעליה היא דוגמה לשכבה 2.

ניתן לסווג שיפורים במדרגיות רשת Blockchain לפתרונות שכבה 1 ושכבה 2.
פתרון שכבה 1 ישנה ישירות את הכללים והמנגנונים של הבלוקצ'יין המקורי.
פתרון שכבה 2 ישתמש ברשת חיצונית מקבילה כדי להקל על עסקאות הרחק מהרשת המרכזית.

מדוע מדרגיות בלוקצ'יין חשובה?

דמיינו לעצמכם כביש מהיר חדש שנבנה בין עיר גדולה ליישוב הצומח במהירות.
ככל שכמות התנועה העוברת בכביש המהיר גדלה והעומס הופך נפוץ – במיוחד בשעות העומס – הזמן הממוצע להגיע מ-A ל-B יכול לעלות באופן משמעותי. לא פלא, בהתחשב בכך שלתשתיות כבישים יש יכולת מוגבלת והביקוש הולך וגדל.

עכשיו, מה הרשויות יכולות לעשות כדי לעזור ליותר נוסעים לנסוע בנתיב הזה מהר יותר? פתרון אחד יהיה שיפור הכביש המהיר עצמו,
הוספת נתיבים נוספים לכל צד של הכביש. עם זאת, זה לא תמיד מעשי שכן מדובר בפתרון יקר שיעשה צרות רבות למי שכבר משתמש בכביש המהיר.
חלופה היא להיות יצירתיים ולשקול גישות שונות שאינן קשורות לביצוע שינויים בתשתית הליבה, כמו בניית כבישי שירות נוספים או אפילו השקת קו מעבר של רכבת קלה לאורך הכביש המהיר.

בעולם טכנולוגיית הבלוקצ'יין, הכביש הראשי יהיה שכבה 1 (הרשת הראשית), בעוד שכבישי השירות הנוספים יהיו פתרונות שכבה 2 (רשת משנית לשיפור הקיבולת הכוללת).

ביטקוין, Ethereum ו-Polkadot נחשבים כולם לבלוקצ'יין בשכבה 1. הם רשתות הבלוק השכבה הבסיסיות שמעבדות ומתעדות עסקאות עבור המערכות האקולוגיות שלהן, הכוללות מטבע קריפטוגרפי מקורי – המשמש בדרך כלל לתשלום עמלות ולספק שימוש רחב יותר.
Polygon הוא דוגמה אחת לפתרון קנה מידה של שכבה 2 עבור Ethereum.
רשת Polygon מחייבת באופן קבוע נקודות ביקורת לרשת ה-Ethereum כדי לעדכן אותה בסטטוס שלה.

יכולת התפוקה היא מרכיב חיוני בבלוקצ'יין. זהו מדד של מהירות ויעילות שמראה כמה עסקאות ניתן לעבד ולתעד בתוך מסגרת זמן מסוימת.
ככל שמספר המשתמשים גדל ומספר העסקאות בו-זמנית עולה, בלוקצ'יין שכבה 1 יכול להיות איטי ויקר לשימוש.
זה נכון במיוחד לגבי שכבות 1 בלוקצ'יין המשתמשות במנגנון Proof of Work בניגוד לProof Of Stake.

בעיות נוכחיות של שכבה 1

ביטקוין ו-Ethereum הם דוגמאות טובות לרשתות שכבה 1 עם בעיות קנה מידה.
שניהם מאבטחים את הרשת באמצעות מודל קונצנזוס מבוזר. המשמעות היא שכל העסקאות מאומתות על ידי מספר צמתים לפני אימותן.
מה שנקרא צמתי הכרייה מתחרים כולם על פתרון חידה חישובית מורכבת, והכורים המצליחים מתוגמלים במטבע הקריפטו המקומי של הרשת.

במילים אחרות, כל העסקאות דורשות אימות עצמאי של מספר צמתים לפני אישור.
זוהי דרך יעילה לרישום ורישום נתונים נכונים ומאומתים לבלוקצ'יין תוך הפחתת הסיכון להתקפה על ידי שחקנים גרועים.
עם זאת, ברגע שיש לך רשת פופולרית כמו Ethereum או ביטקוין, הביקוש לתפוקה הופך לבעיה הולכת וגוברת.
בזמנים של עומס ברשת, המשתמשים יתמודדו עם זמני אישור איטיים יותר ועמלות עסקה גבוהות יותר.

כיצד פועלים פתרונות קנה מידה של שכבה 1?

ישנן מספר אפשרויות זמינות ל-Blockchains בשכבה 1 שיכולות להגדיל את התפוקה ואת קיבולת הרשת הכוללת.
במקרה של בלוקצ'יין המשתמשים בהוכחת עבודה, מעבר ל-Proof of Stake יכול להיות אופציה להגדלת עסקאות בשנייה (TPS) תוך הפחתת עמלות העיבוד. ובכל זאת, יש דעות מעורבות בקהילת הקריפטו לגבי היתרונות וההשלכות ארוכות הטווח של הוכחת הימור.

פתרונות קנה מידה ברשתות שכבה 1 מוצגים בדרך כלל על ידי צוות הפיתוח של הפרויקט. בהתאם לפתרון, הקהילה תצטרך לחלק את הרשת בצורה קשה או קלה (hard fork or soft fork). כמה שינויים קטנים תואמים לאחור, כמו עדכון SegWit של ביטקוין.

שינויים גדולים יותר, כמו הגדלת גודל הבלוק של הביטקוין ל-8MB, דורשים hard fork.
זה יוצר שתי גרסאות של הבלוקצ'יין, אחת עם העדכון ואחת בלי. אפשרות נוספת להגדיל את התפוקה של רשת היא פיצול.
זה מפצל את פעולות הבלוקצ'יין על פני מספר חלקים קטנים יותר שיכולים לעבד נתונים בו-זמנית ולא ברצף.

כיצד פועלים פתרונות קנה המידה של שכבה 2?

כפי שצוין, פתרונות שכבה 2 מסתמכים על רשתות משניות שעובדות במקביל או בלתי תלויה בשרשרת הראשית.

Rollups

Zero-knowledge rollups (הסוג הנפוץ ביותר) מאגד עסקאות שכבה 2 מחוץ לשרשרת ומגיש אותן כעסקה אחת בשרשרת הראשית.
מערכות אלו משתמשות בהוכחות תוקף כדי לבדוק את תקינות העסקאות.
הנכסים מוחזקים בשרשרת המקורית עם חוזה חכם מגשר, והחוזה החכם מאשר שהאוסף פועל כמתוכנן. זה מספק את האבטחה של הרשת המקורית עם היתרונות של אוסף פחות עתיר משאבים.

Sidechains

רשתות צד הן רשתות בלוקצ'יין עצמאיות עם סטים משלהם של אימות. המשמעות היא שהחוזה החכם המגשר בשרשרת הראשית אינו מאמת את תקפות רשת הסייד-chain. לכן, אתה צריך לסמוך על שרשרת הצד פועלת כהלכה מכיוון שהוא מסוגל לשלוט בנכסים בשרשרת המקורית.

State channels

ערוץ מדינה הוא סביבת תקשורת דו-כיוונית בין הצדדים העוסקים בעסקאות.
הצדדים אוטמים חלק מה-blockchain הבסיסי ומחברים אותו לערוץ עסקה מחוץ לשרשרת.
זה נעשה בדרך כלל באמצעות חוזה חכם מוסכם מראש או חתימה מרובה.
לאחר מכן הצדדים מבצעים עסקה או אצווה של עסקאות מחוץ לשרשרת, מבלי להגיש מיד נתוני עסקאות לפנקס החשבונות המבוזר הבסיסי (כלומר, השרשרת הראשית).
לאחר השלמת כל העסקאות בסט, ה"מצב" הסופי של הערוץ משודר לבלוקצ'יין לצורך אימות.
מנגנון זה מאפשר לשפר את מהירות העסקה ומגדיל את הקיבולת הכוללת של הרשת.
פתרונות כמו Bitcoin Lightning Network ו-Raiden של Ethereum פועלים על בסיס ערוצי המדינה.

Nested blockchains

פתרון זה מסתמך על קבוצה של שרשראות משניות שיושבות על גבי הבלוקצ'יין הראשי, "האב".
רשתות בלוק מקוננות פועלות על פי הכללים והפרמטרים שנקבעו על ידי שרשרת האם.
הרשת הראשית אינה משתתפת בביצוע עסקאות ותפקידה מוגבל ליישוב סכסוכים בעת הצורך.
העבודה השוטפת מואצלת לרשתות "ילדות" המחזירות את העסקאות המעובדות לרשת הראשית עם השלמתם מחוץ לרשת הראשית.
פרויקט הפלזמה של OmiseGO הוא מופע של פתרון בלוקצ'יין מקונן בשכבה 2.

מגבלות של פתרונות קנה מידה של שכבה 1 ושכבה 2

גם לפתרונות Layer 1 וגם Layer 2 יש יתרונות וחסרונות ייחודיים.
עבודה עם שכבה 1 יכולה לספק את הפתרון היעיל ביותר לשיפורי פרוטוקולים בקנה מידה גדול.
עם זאת, זה גם אומר שצריך לשכנע את המאמתים לקבל שינויים באמצעות hard fork.

דוגמה אפשרית אחת שבה נותנים תוקף לא ירצו לעשות זאת היא המעבר מProof of Work לProof of Stake.
כורים יאבדו הכנסה על ידי מעבר זה למערכת יעילה יותר, מה שמונע מהם לשפר את המדרגיות.

שכבה 2 מספקת דרך מהירה הרבה יותר לשפר את המדרגיות.
עם זאת, בהתאם לשיטה שבה נעשה שימוש, אתה יכול לאבד הרבה מהאבטחה של הבלוקצ'יין המקורי.
משתמשים סומכים על רשתות כמו Ethereum ו-Bitcoin בשל החוסן והרקורד של אבטחה.
על ידי הסרת היבטים מהשכבה 1, לעתים קרובות אתה צריך לסמוך על הצוות והרשת של Layer 2 ליעילות ואבטחה.

מה הלאה אחרי שכבה 1 ושכבה 2?

שאלה מרכזית אחת היא האם נצטרך בכלל פתרונות של שכבה 2 כאשר שכבות 1 הופכות לניתנות להרחבה יותר.
רשתות בלוקצ'יין קיימות רואות שיפורים, ורשתות חדשות נוצרות עם יכולת מדרגיות טובה כבר.
עם זאת, ייקח הרבה זמן עד שהמערכות הגדולות ישפרו את יכולת ההרחבה שלהן, וזה לא מובטח.
האפשרות הסבירה ביותר היא שכבה 1 תתמקד באבטחה, ותאפשר לרשתות שכבה 2 להתאים את השירותים שלהן למקרי שימוש ספציפיים.

בעתיד הקרוב, יש סיכוי טוב שרשתות גדולות כמו Ethereum עדיין ישלטו בשל קהילת המשתמשים והמפתחים הגדולה שלהן. עם זאת, מערך האימות הגדול והמבוזר והמוניטין המהימן שלו יוצרים בסיס איתן לפתרונות שכבה 2 ממוקדים.

לסיכום

מאז תחילת הקריפטו, החיפוש אחר מדרגיות משופרת יצר גישה דו-כיוונית עם שיפורים בשכבה 1 ופתרונות שכבה 2. אם יש לך תיק קריפטו מגוון, יש סיכוי טוב שכבר יש לך חשיפה הן לרשתות שכבה 1 והן לשכבה 2. כעת, אתה מבין את ההבדלים בין השניים, כמו גם את הגישות השונות לקנה מידה שהם מציעים.

בניגוד לרעיון של מאסק, בוטרין אומר אתה לא יכול פשוט להגדיל את גודל הבלוק

קריפטו ישראל — Tue, 25 May 2021 07:07:01 +0000

ישנן מגבלות על יכולת הרחבה של אתריום בלוקצ'יין כדי לא להקריב את הביזור, על פי מייסד שותף של אית'ריום (ETH), ויטליק בוטרין, ו"אתה לא יכול "פשוט להגדיל את גודל הבלוק פי 10", לאחר שאלון מאסק שיתף את הרעיון לאחרונה.

בעוד שמאסק צייץ לאחרונה על האצת זמן הבלוק של Dogecoin (DOGE) והגדלת גודל הבלוק, על פי הודעתו של בוטרין, גורמים טכניים מסוימים רלוונטיים מגבילים את מידת הניתוח של קנה מידה.

גם אם מתווסף "sharding", עדיין יש גבולות. אפילו עם פתרונות קיימים עבור רבים מהנושאים, ישנם עדיין גבולות – אך החדשות הטובות הן שחלקן רחוקות למדי.

ישנן שתי דרכים לנסות להגדיל את הבלוקצ'יין, לדבריו.

1. שיפורים טכניים בסיסיים

זה "יכול לעבוד", אמר בוטרין – אך זה מגיע עם כמה 'אבל'.

במקרה של את'ריום, צוואר הבקבוק העיקרי הוא גודל האחסון, הוא טען, והוא זה שמפתחי הליבה מודאגים ממנו ביותר.

חוסר מדינה ופקיעת מדינה יכולים לתקן זאת – במידה מסוימת.
חוסר מדינה מאפשר קבוצה של צמתים המאמתים את השרשרת מבלי לשמור על אחסון קבוע, בעוד שתום תפוגת המדינה דוחף את המדינה שלא נגישה אליה לאחרונה, מה שמאלץ משתמשים לספק הוכחות באופן ידני כדי לחדש אותה.
בוטרין אמר כי דרכים אלה עובדות במשך זמן רב וכבר החלה יישום הוכחה של מושג על חוסר מדינה.

אבל, אלה יאפשרו עלייה של עד פי 3, ולא יותר מכך.

כאשר מתווסף sharding (במקרה של את'ריום, "sharding מרובעיים"), בלוקי shards יכולים להתמקד "הרבה יותר", מכיוון שאף צומת יחיד לא צריך לעבד כל עסקה.
"Sharding עוקף באופן בסיסי את המגבלות שלעיל, מכיוון שהוא מנתק את הנתונים הכלולים בבלוקצ'יין מהנתונים שצומת אחד צריך לעבד ולאחסן", אמר בוטרין.

עם זאת, זה כולל גבולות לקיבולת: ככל שהקיבולת עולה, כך גם ספירת המשתמשים הבטוחה המינימלית, עלות הארכיון של הרשת, כמו גם הסיכון לאבד נתונים אם אף אחד לא מעביר בארכיון את הרשת.

עם זאת, החדשות הטובות הן שלפי בוטרין,

"אנחנו לא צריכים לדאוג יותר מדי: המגבלות האלה מספיק גבוהות כדי שנוכל לעבד יותר ממיליון עסקאות בשנייה עם אבטחה מלאה של בלוקצ'יין. אבל זה ייקח עבודה כדי לעשות זאת מבלי לוותר על הביזור שגורם בלוקים כל כך יקרים. "

לפי הודעת באפריל של בוטרין, הsharding היא "העתיד של יכולת הרחבה של את'ריום, וזה יהיה המפתח לסייע למערכת האקולוגית לתמוך באלפי עסקאות בשנייה ולאפשר לחלקים גדולים בעולם להשתמש באופן קבוע בפלטפורמה במחיר סביר." זהו הפיתרון לטרילמת המדרגיות המפורסמת (בתוך), המאפשרת לבלוקצ'יין לקבל את שלושת המאפיינים הדרושים: מדרגיות, ביזור ואבטחה.

2. הגדלת הפרמטרים

מצד שני, דרך זו בהיקף היא "פגומה מיסודה", אמר בוטרין. "רבים שגויים לוקחים בחשבון את מידת ההרחבה של בלוקצ'יין באמצעות טכניקות" פשוטות "נובעות מהערכות אופטימיות מדי" עבור שלושת הגורמים הרלוונטיים: כוח מחשוב, רוחב פס ואחסון.

מחשב נייד צרכני המפעיל צמתים של בלוקצ'יין לא יכול פשוט להשתמש בכל הכוח המאמת את השרשרת.
הרבה זה נחוץ כדי שרווח בטיחות גדול יתנגד להתקפות DoS בלתי צפויות,
כמו גם להפעלת משימות נחוצות אחרות. למעשה ניתן להוציא רק 5% -10% מהספק של יחידת העיבוד המרכזית (CPU) לאימות בלוקים.

באשר לרוחב הפס, חיבור של 10 מגהבייט לשנייה לא אומר שמשתמשים יכולים לחסום 10 מגה בייט בכל שנייה. למעשה, אפשר לטפל בבלוקים של 1-5 מגה בייט בכל 12 שניות, אבל גם זה מתיחה.

באשר לרוחב הפס, חיבור של 10 מגהבייט לשנייה לא אומר שמשתמשים יכולים לעשות בלוק 10 מגה בייט בכל שנייה. למעשה, אפשר לטפל בבלוקים של 1-5 מגה בייט בכל 12 שניות, אך גם זה נמתח יותר מדי.

באשר לאחסון, למעשה צריך הרבה יותר מכפי שמקובל להניח.

"הגדלת דרישות החומרה להפעלת צומת והגבלת הפעלת הצומת לשחקנים מיוחדים אינה פיתרון", טען בוטרין. "כדי שבלוקצ'יין יהיה מבוזר, חשוב מאוד שמשתמשים רגילים יוכלו להפעיל צומת, ושיהיה להם תרבות שבה הפעלת צמתים היא פעילות נפוצה."

ולמה זה כל כך רלוונטי?

לדברי בוטרין, "האליטות" בקהילת בלוקצ'יין, כולל בריכות, חוקרי בלוקים וצמתים מתארחים, כולן מתואמות ככל הנראה, ואם היו מחליטות לארגן שינוי פתאומי בכללי הפרוטוקול למען האינטרסים שלהן, אז הם כנראה יכלו לעשות את זה. הדרך האמינה היחידה להפוך את ההתקפה החברתית המתואמת ללא יעילה היא "באמצעות הגנה פסיבית מהמחוז הבחירה האחד שבאמת מבוזר: המשתמשים."

אם כל משתמש מנהל צומת מאמת, כל אחד יכול לדחות אוטומטית בלוקים שעוברים על כללי הפרוטוקול גם אם למעלה מ -90% מהכורים או הסטיירים תומכים בבלוקים אלה, וההתקפה תיכשל במהרה, טוען בוטרין.

עם זאת, רק חלק מהמשתמשים שמפעילים אותם יובילו לכאוס, כאשר משתמשים שונים יראו השקפות שונות על הרשת. "לכל הפחות, פאניקת השוק שבאה בעקבותיה ופיצול שרשרת מתמשך ככל הנראה יפחיתו מאוד את רווחי התוקפים. המחשבה לנווט בסכסוך ממושך שכזה תרתיע את מרבית ההתקפות."

"יש דבר אחד ברור לחלוטין: יותר צמתים טובים, פחות צמתים רעים, ואנחנו בהחלט צריכים יותר מכמה עשרות או כמה מאות," הדגיש בוטרין.

כפי שדווח בעבר, הדרך להפעלה המלאה של את'ריום 2.0 החלה בשלב 0, שהושק בדצמבר האחרון. ה"sharding" צריכה לבוא בשלב הבא, שלב 1, אולי השנה.

אך בוטרין גם טען מספר פעמים כי יש לשלב גזירה עם אוספים – טכניקת קנה מידה השומרת על נתוני עסקאות בצורה דחוסה, ואשר לדבריו "תהיה פרדיגמת קנה המידה הדומיננטית במשך לפחות כמה שנים. . " ETH 2.0 יביא "אוספים על גבי השבירה", אמר, שבעזרתם ניתן כבר להגיע לרשת הוכחה על המידה (PoS) בשלב 1.5 במקום לחכות לשלב 2 הסופי להשקתו.

באשר למאסק, המייסד שותף של Ethereum טען כי שווקי הקריפטו ילמדו את הלקח שלהם מהתמוטטות המחירים האחרונה ויפסיקו לתלות בכל מילה שצייץ ראש טסלה צייץ.

ETH נסחרת ב -2,434 דולר, לאחר שעלתה ב -25% ביום וירדה ב -32% בשבוע.