Digitala tillgångar
Topp 10 skalningslösningar för blockkedjenätverk
Lägg till Securities.io bland dina föredragna källor på Google
Dapp-utvecklare fortsätter att tänja på gränserna för blockkedjeteknik genom att introducera innovativa skalningslösningar. Dessa geniala skapare utnyttjar alla möjliga metoder idag för att säkerställa att deras nätverk kan hantera trycket och trängseln i dagens digitala ekonomi. Att hålla din blockkedja skalbar är ingen lätt uppgift när du har miljarder transaktioner som sker.
De olika tillvägagångssätten
Metoder för att säkerställa tillräcklig skalning är varierade till sin natur, från att justera källkod till att stapla ett protokoll ovanpå ett annat. Med detta i åtanke, här är de 10 bästa skalningslösningarna för blockkedjenätverk.
Nya konsensusmekanismer
Längst upp på listan står införandet av nya konsensusmekanismer. Det är sällsynt att se proof-of-work‑blockkedjor som Bitcoin eller Ethereum V1. Dessa system är fortfarande mycket säkra men saknar ofta prestandan hos dagens mest avancerade blockkedjor. Dessa alternativ avskaffar PoW och gruvarbetare och ersätter dessa uppgifter med staking‑protokoll.
Staking‑funktioner gör det möjligt för användare att låsa sina token i nätverksplånböcker för att säkra nätverket. Denna process är enkel och ger passiv inkomst till nätverksanvändare utan att behöva köpa dyra gruvriggar eller lära sig nya tekniska färdigheter som programmering. PoS‑nätverk är mer populära än någonsin eftersom de ofta erbjuder bättre transaktionsgenomströmning och kräver mycket mindre energi för att fungera.
PoS‑nätverk fortsätter att utvecklas, och idag är DPoS (Delegated Proof of Stake)‑nätverk ett populärt alternativ för handlare att överväga. Dessa system sänker staking‑kraven genom att låta användare delegera sina token till de som stakar. Detta tillvägagångssätt förbättrar prestanda genom att minska antalet noder som behövs för att slutföra transaktioner. Noterbart är att det är vanligt att dessa system utnyttjar granskade noder för att kompensera den lägre decentraliseringen.
Layer‑2‑protokoll
Layer‑2‑lösningar är bland de bästa sätten att förbättra ett nätverks prestanda utan att ändra nätverket direkt. Det viktigaste att förstå om layer‑2‑lösningar är att de är separata nätverk som är utformade för att förbättra prestandan hos andra blockkedjor. Protokoll som Lightning Network på Bitcoin och FUEL på Ethereum har hjälpt dessa jättar att förbli livskraftiga alternativ.
De bästa layer‑2‑lösningarna utnyttjar layer 1 för säkerhet samtidigt som de temporärt flyttar beräkningar och transaktioner off‑chain. Denna struktur minskar huvudnätets trängsel. Den vanligaste typen av layer‑2‑lösningar är sidechains och betalningskanaler.
-
Källa: X @lightning
Sidechains är utformade för att köras parallellt med en layer‑1‑lösning. De hanterar vanligtvis uppgifter som smarta kontraktsutföranden medan valideringen lämnas till layer‑1‑noderna. Betalningskanal‑layer‑1‑lösningar som Lightning Network introducerar direkta gateways som erbjuder obegränsade lågkostnadstransaktioner med data som publiceras till huvudnätet efter att kanalen stängts.
Nackdelen med layer‑2‑protokoll är att många minskar decentraliseringen på grund av sin struktur. Till exempel minskar Lightning Network Bitcoins decentralisering genom att använda centraliserade kanaloperatörer. Kanaloperatörer kan tillåta dina medel att flöda genom dem, vilket innebär mycket mer centralisering än Bitcoin‑huvudnätet.
Hard forks
När en utvecklargemenskap inte kan besluta hur prestandan ska förbättras kan det ibland leda till en hard fork. En hard fork är en fullständig förändring av nätverkets programvara som kräver att noder överger det ursprungliga nätverket och laddar ner ny mjukvara för att börja kommunicera med ett nytt nätverk. Kravet på att sluta bryta den gamla blockkedjan har gjort hard forks till en kontroversiell och ofta utmanande process för en blockkedjegemenskap.
-
Bitcoin Cash (BCH) Hashrate, Källa: coinwarz.com
En plattform kan välja att göra en hard fork av många skäl, inklusive prestanda, säkerhet eller funktionalitet. Noterbart var en av de mest berömda hard forks Bitcoin Cash‑fiascot. Bitcoin‑gemenskapen gick i strid om att ändra blockstorleken på 1 MB. Debatten blev så het att gemenskapen så småningom delades, där de som föredrog en större blockstorlek skapade Bitcoin Cash och de som motsatte sig det förblev Bitcoin core.
Denna typ av hard fork har blivit mindre vanlig eftersom projekt har introducerat en rad strategier för att förhindra sådana kontroversiella splittringar. En av de viktigaste teknikerna som används idag för att förhindra detta är DAO (Decentraliserade autonoma organisationer). Dessa protokoll låter gemenskapen lägga fram förslag och rösta om vilka förändringar som ska implementeras.
ZK roll-ups
ZK‑teknik gör det möjligt för användare att verifiera ägandet av vissa tillgångar eller information utan att avslöja sin identitet eller ytterligare detaljer om den ägda saken eller kontot. Zero Knowledge, protokollets namn, hänvisar till dess extra sekretesskontroller. Termen roll‑up refererar till hur detta protokoll kombinerar transaktionsdata till ett enda block.
Detta manöver minskar trängseln på huvudnätet avsevärt. Den största fördelen med ZK‑roll‑ups är ökad skalbarhet utan att offra säkerhet eller decentralisering. ZK‑roll‑up‑utrustade skalningslösningar levererar en minimal mängd data till huvudkedjan enbart för att säkerställa giltighet och äkthet.
Speciella smarta kontrakt har i uppgift att rulla ihop data. De ursprungliga ZK‑roll‑up‑näten skickade mycket komprimerad data till huvudnätet. Denna typ av roll‑up håller beräkningarna på layer‑2‑nätverket, vilket möjliggör högre prestanda utan att offra säkerhet. Dessutom har detta tillvägagångssätt visat sig vara ett utmärkt sätt att öka genomströmningen med hjälp av layer‑2‑lösningar.
Optimistisk roll‑up
En annan populär form av roll‑up‑teknik som används idag är optimistiska roll‑ups. Dessa system fungerar som sina föregångare men rullar ihop data under antagandet att informationen är korrekt. Därefter följer en period då vilken nod som helst kan utmana datan i blocket.
Optimistiska roll‑ups erbjuder flera stora fördelar tack vare sin snabbare skalbarhet och kapacitet. De kan även hantera avancerade smarta kontraktsberäkningar. I jämförelse är traditionella roll‑ups begränsade till grundläggande smarta kontraktsfunktioner. För närvarande är Optimism och Arbitrum de två främsta skalningslösningarna som utnyttjar denna teknik med stor effekt.
Sharding
Sharding är en populär metod för att förbättra skalbarheten i affärsdatabaser och har nyligen hittat en plats i blockkedjeekonomin. Termen sharding skapades av Google för att beskriva deras Big Table‑produktstruktur och funktioner. Sharding innebär att dela upp databaser i mindre delar och lagra information på flera platser.
Den bästa analogin för att förklara hur detta fungerar är att tänka på en spegel som brutits i skärvor. Varje skärva lagras på en separat server, vilket förbättrar skalbarheten genom att möjliggöra beräkningar och data att fungera och skala linjärt. Denna lösning har hjälpt till att lösa problemet med ständigt växande databaser och den extra tid som krävs för att köa dem.
Sharded‑nätverk kan beräkna applikationer parallellt, vilket gör dem mycket snabbare än enkla beräkningsalternativ. Flera blockkedjor använder för närvarande denna teknik. Den största nackdelen med sharding är beroendet av ytterligare off‑chain‑resurser för att underhålla nätverket.
Segregated Witness (SegWit)
Konceptet att använda Segwit för att skala Bitcoin introducerades på marknaden 2015. Skalningslösningen presenterades av Blockstream och fick starkt stöd från Bitcoin Core. Segwit (Segregated Witness) fungerar genom att tillfälligt separera signaturdata från valideringsdata för varje transaktion innan den läggs till i slutet av transaktionen.
Noterbart möjliggör detta manöver att blockkedjan fokuserar på beräkningsinsatser medan den borttagna datan förblir separerad tills den behövs igen efter beräkningarna. Borttagandet av signatur‑ eller vittnesdata hjälper till att öka mängden transaktionsdata som kan skickas inom blockkedje‑block.
Segwit‑uppgraderingen designades för att förbättra proof‑of‑work‑nätverk som Bitcoin. Uppgraderingen möjliggjorde också integrationen av Lightning Network, vilket ytterligare minskade Bitcoins trängsel. Idag är Segwit ett kärnprotokoll för Bitcoin‑användare globalt. Intressant nog har det extra utrymmet som skapats av uppgraderingen lett till ny funktionalitet för Bitcoin i form av BRC‑20‑token.
Modulär design
Framtiden för blockkedjor kan vara modulär. För att förstå varför modulära blockkedjor är så viktiga måste du förstå skillnaden mellan monolitiska nätverk och modulära. En monolitisk blockkedja är ditt traditionella nätverk som försöker hantera alla huvuduppgifter på ett enda nätverk.
Dessa uppgifter inkluderar validering, beräkningar, datatillgänglighet, smarta kontraktsutföranden och konsensus. Denna struktur innebär att enskilda noder vanligtvis hanterar flera uppgifter såsom validering och smarta kontraktsutföranden. Kravet på att varje nod ska validera och exekvera skadar prestandan hos monolitiska nätverk.
Modulär skalning
Modulära blockkedjor förbättrar prestanda genom att ta bort en av dessa beräkningar från huvudnätet. I de flesta nätverk är det smarta kontraktsutföranden eller andra avancerade processer som kan kräva mycket kraft och tid. Man kan säga att Ethereum var den allra första som försökte med denna struktur, eftersom den har ett separat lager för smarta kontraktsutföranden som kallas Ethereum Virtual Machine (EVM).
Noterbart finns det fler modulära blockkedjor som kommer in på marknaden för närvarande än monolitiska alternativ. Dessa lättskapa och mycket användbara nätverk blir allt populärare på grund av deras förbättrade onboarding‑process och prestanda. En av de största fördelarna som modulära blockkedjor utnyttjar är användningen av standarder och lättillgängliga verktygssatser.
År 2020 introducerade SKALE‑nätverket en modulär design till blockkedjestrukturen. Det nya formatet möjliggjorde större interoperabilitet och minskade hinder för Dapp‑utvecklares onboarding. Utvecklare fick möjlighet att distribuera sina skapelser på flera kedjor eller till och med på undernätverk som kallas Skale‑kedjor och hubbar. Idag är Skale fortfarande den främsta modulära blockkedjan när det gäller användarvolym.
Blockstorlek
Det gick många år innan layer‑2‑lösningar var tillgängliga. Under den tiden pågick en intensiv debatt om hur en blockkedja kunde förbättra prestanda. Ett av de mest populära alternativen var att öka blockstorleken. Blockstorleken avser mängden data som varje block i blockkedjan innehåller.
Till exempel har Bitcoin en blockstorlek på 1 MB vilket möjliggör att hantera cirka 7 transaktioner per sekund. Om den fördubblas skulle nätverket kunna upprätthålla 14 tps utan införande av uppgraderingar eller lager‑2‑lösningar. Intressant nog har Bitcoin‑blockstorleksdebatten varit ett problem tidigare.
Konceptet att öka blockstorleken ledde till ständig tillväxt i dessa funktioner. Även Bitcoin Cash, som bildades genom en hard fork från Bitcoin som härrörde från en blockstorleksdebatt, såg sitt nätverk hard forkas för större blockstorlekar bara månader efter skapandet. Dessutom minskar större blockstorlekar antalet personer som har den nödvändiga hårdvaran för att delta i nätverket. Det är dessa skäl som har fått många att avstå från att ständigt öka blockstorlekar.
Riktad acyklisk graf (DAG)
En annan metod för att skala nätverk är att använda DAG‑teknik (directed acyclic graph). Termen DAG avser en databas där, istället för att de senaste transaktionerna kommunicerar med den slutgiltiga bekräftade handlingen, kan alla transaktioner kommunicera. Detta tillvägagångssätt innebär att det inte finns några cykler för validering. På så sätt kan du tänka på dessa nätverk mer som träd än kedjor.
En anledning till att blockkedjor skulle utnyttja denna teknik är att minska antalet block som inte når kedjan. Dessa block kallas föräldralösa block och kan minska prestanda genom trängsel. Noterbart, när du ökar blockstorleken och tiderna, skapar du oavsiktligt fler föräldralösa block.
DAG skapar en mer fördelaktig miljö som minskar skapandet av föräldralösa block samtidigt som den möjliggör större skalbarhet. Eftersom alla block kan referera till grafens spetsar kan gruvarbetare referera till hela kedjan istället för att behöva gå tillbaka från det senaste blocket. Detta tillvägagångssätt står i stark kontrast till den ursprungliga proof‑of‑work‑strukturen men ger bättre prestanda.
Hashgraph‑nätverk
Hashgraph‑nätverk är tekniskt sett inte blockkedjor men erbjuder samma decentraliserade nätverksskydd. Liksom DAG‑teknik kommunicerar alla nätverksnoder fritt med varandra snarare än i kronologisk ordning. I ett hash‑graph‑nätverk delar noder sina data med andra slumpmässiga noder för att säkerställa att alla deltagare får tillgång till informationen.
Den största fördelen med denna typ av distribuerad ledger är möjligheten att skapa ordnade transaktioner med verifierbara tidsstämplar utan att förlita sig på tredjepartsprotokoll. Dessutom erbjuder dessa nätverk fler sekretesskontroller för användare. För närvarande är Hedera det främsta hash‑nätverket som verkar inom blockkedjesektorn.
Blockkedjor behöver skalbarhet för att överleva
Blockkedjeutvecklare idag förstår vikten av skalbarhet. Dessa utvecklare tänjer ständigt på gränserna för tekniken för att erbjuda bättre prestanda och funktioner. Skalningslösningarna ovan är de mest populära men inte de enda alternativen. Du kan förvänta dig att ännu fler geniala och kreativa lösningar dyker upp när blockkedjetekniken fortsätter att bli mainstream.
