Klíčové poznatky

  • Blockchainové trilema vysvětluje výzvu vyvážení bezpečnosti, decentralizace a škálovatelnosti v blockchainových sítích.

  • Zlepšení jedné vlastnosti často přichází na úkor jedné nebo obou ostatních.

  • Různé blockchainy přijímají různé technické přístupy, jako jsou alternativní konsensuální mechanismy, řešení vrstvy 2 a shardování, aby vyřešily trilema.

  • I když žádný blockchain plně „nevyřešil“ trilema, průmysl nadále inovuje směrem k vyváženějším návrhům.

Úvod

Jelikož blockchainy mohou zpracovat pouze omezený počet transakcí za sekundu, mnozí tvrdí, že aby byla technologie globálně přijata, měla by být schopna zpracovat mnohem více dat a rychleji. To by umožnilo více lidem používat síť, aniž by se stala pomalou nebo drahou.

Nicméně, základní design mnoha decentralizovaných sítí znamená, že zvyšování škálovatelnosti obvykle oslabuje decentralizaci nebo bezpečnost. To je to, co je známo jako blockchainové trilema. Vývojáři prozkoumávají různé řešení, jako jsou nové konsensuální mechanismy, šardování a sítě vrstvy 2.

Blockchainové trilema

Stručně řečeno, blockchain je distribuovaná digitální databáze. Bloky dat jsou organizovány chronologicky. Bloky jsou propojeny a zabezpečeny pomocí kryptografických důkazů. Implementace této technologie v různých průmyslových odvětvích již mění způsob, jakým pracujeme a žijeme.

Myšlenka je, že decentralizované a bezpečné blockchainy umožňují svět, kde se nemusíme spoléhat na třetí strany, aby sítě nebo trhy fungovaly. Nicméně odborníci se většinou shodují, že pokud má být tato technologie široce přijata, musí se řešit blockchainové trilema.

Popularizováno spoluzakladatelem Etherea, Vitalikem Buterinem, blockchainové trilema se vztahuje na myšlenku, že je těžké, aby blockchainy dosáhly optimálních úrovní všech tří vlastností současně. Posílení jedné z těchto vlastností často znamená kompromis na jedné nebo obou ostatních.

Decentralizace

Blockchainové sítě jsou záměrně decentralizované, což znamená, že je neovládá žádná jednotlivá osoba, společnost nebo organizace. Síť je otevřená každému, kdo se chce účastnit, a kontrola je rozdělena mezi všechny účastníky. Všichni mají přístup ke stejnému účetnictví, a pokud se účastník pokusí podvádět systém změnou záznamů ve svůj prospěch, zbytek sítě může ověřit a odmítnout podvodná data.

Zvažte rozdíl mezi Bitcoinem a tradičním bankovním systémem. Banky vynucují důvěru mezi lidmi, kteří transakce provádějí, a zajišťují, že všechny záznamy jsou správně udržovány. Bitcoin blockchain však sdílí všechna tato data se všemi v síti, aby mohla být zkontrolována a potvrzena před přidáním do databáze. Výsledkem je systém, který může existovat bez potřeby třetích stran.

Decentralizace nabízí možnost toho, co je známo jako Web3. Zatímco Web2 tvoří většinu současného internetu, s webovými stránkami a aplikacemi ovládanými společnostmi, Web3 dává uživatelům kontrolu nad jejich daty a identitou.

Nicméně decentralizace s sebou nese kompromisy. Protože se musí více uživatelů shodnout na každé transakci, zpracování je často pomalejší než v centralizovaných systémech. To činí škálovatelnost (schopnost zpracovávat více transakcí za sekundu) klíčovou výzvou pro decentralizované sítě.

Bezpečnost blockchainu

Bezpečnost je nezbytná pro jakýkoli blockchain, protože bez ní by útočníci mohli ohrozit síť a změnit historii transakcí. Ať už je systém centralizovaný nebo decentralizovaný, bezpečnost není zaručena. Centralizované systémy mohou těžit z těsnější kontroly a rychlejšího rozhodování, ale také představují jediný bod selhání a silně závisí na kvalitě svých bezpečnostních týmů.

V decentralizovaných systémech musí být bezpečnost dosažena bez spoléhání se na centrální autoritu. Bitcoin například používá kombinaci kryptografie a konsensuálního mechanismu nazvaného Proof of Work (PoW). Každý blok dat je propojen s předchozím pomocí unikátního digitálního podpisu (hash), což činí jakékoli manipulace okamžitě detekovatelné.

PoW přidává další vrstvu ochrany tím, že vyžaduje, aby účastníci sítě, známí jako těžaři, řešili složité matematické hádanky prostřednictvím rozsáhlého hashování před validací transakcí. To činí útoky nákladnými a obtížně proveditelnými. Protože těžba Bitcoinu je navržena tak, aby byla náročná na zdroje, je pomalejší než některé jiné přístupy.

Všimněte si také, že čím více účastníků (uzlů) je v síti, tím je bezpečnější. Čím větší je síť, tím obtížnější je pro jednoho špatného aktéra převzít kontrolu nad systémem.

Teoreticky, pokud osoba nebo skupina dokáže ovládnout více než polovinu výkonu sítě, mohla by provést to, co je známé jako útok 51 %, což by mohlo potenciálně umožnit exploity, jako je dvojí utrácení.

Škálovatelnost blockchainu

Škálovatelnost se vztahuje na schopnost blockchainu zpracovávat rostoucí počet transakcí za sekundu (TPS). Aby technologie blockchainu podpořila masové přijetí a potenciálně miliardy uživatelů, musí zpracovávat transakce rychle, levně a spolehlivě. V praxi často škálovatelnost ustupuje decentralizaci a bezpečnosti, což jsou dva základní principy designu blockchainu.

Centralizované platební systémy jako Visa mohou údajně zpracovávat tisíce transakcí za sekundu, protože fungují v uzavřeném, povoleném prostředí. Nevyžadují globální konsensus od tisíců nezávislých uzlů, což jim umožňuje zpracovávat transakce téměř okamžitě.

Naopak veřejné blockchainy musí zpracovávat každou transakci prostřednictvím více nezávislých validátorů. Tato distribuovaná verifikace zpomaluje výkon: základní vrstva Bitcoinu průměrně zpracovává asi 5 TPS, zatímco Ethereum zpracovává kolem 18 TPS.

I když konsensus Proof of Stake (PoS) nahrazuje PoW v některých sítích, potřeba globálního souhlasu stále ukládá omezení. Bez efektivních řešení škálovatelnosti může nárůst používání vést k přetížení sítě, pomalejším časům transakcí a vyšším poplatkům.

Řešení blockchainového trilema

Nejvíce zřejmým a základním řešením blockchainového trilema je snížit počet validátorů sítě (uzlů) výměnou za větší měřítko a rychlost. Ale takové jednání by vedlo k oslabení decentralizace, s kontrolou předanou menšímu počtu účastníků. Může to také vést k oslabení bezpečnosti, protože méně hráčů znamená vyšší šanci na útoky.

Takže zde leží trilema: decentralizace a bezpečnost jsou hluboce propojeny, a způsob, jakým jsou blockchainy budovány, činí obtížným zlepšit škálovatelnost, aniž by došlo k oslabení jednoho nebo obou. Velkou otázkou je, jak učinit blockchainy rychlejšími, aniž bychom obětovali vlastnosti, které je činí důvěryhodnými.

Probíhající vývoj

Neexistuje jedno zlaté řešení pro trilema. Nicméně, vývojáři a výzkumníci prozkoumali různé přístupy, z nichž mnohé ukázaly slibné výsledky. Některé z nejvýznamnějších vývojů zahrnují:

1. Šardování

Šardování rozděluje blockchain na menší části, nebo šardy, každý s vlastním účetnictvím a schopností zpracovávat transakce nezávisle. Hlavní řetězec koordinuje interakce mezi shardami, snižuje zátěž na jakémkoli jednotlivém řetězci a zlepšuje škálovatelnost.

Například protokol NEAR používá model šardování známý jako Nightshade 2.0, který dynamicky škáluje rozdělením sítě na více paralelních shardů. K srpnu 2025 síť provozuje 8 aktivních shardů a může dosáhnout konečnosti transakcí za přibližně 600 milisekund.

2. Různé konsensuální mechanismy

Jedním z důvodů, proč trilema existuje v síti Bitcoin, je způsob, jakým PoW funguje k zajištění bezpečnosti. Nalezení jiného způsobu, jak zajistit konsensus, je jeden z přístupů k vyřešení trilema.

V PoS blockchainu musí účastníci zapojení do validace transakcí stakovat (uzamknout) své tokeny. Není potřeba vysoce specializovaných těžebních strojů. Přidání více validátorů do sítě je jednodušší a přístupnější. PoS je pouze jedním z mnoha různých přístupů ke konsensuálním mechanismům se zaměřením na škálovatelnost.

Dalším přístupem je Proof of Authority (PoA), který zabezpečuje síť pomocí identit validátorů namísto stakovaných mincí. V systémech PoA je omezený počet důvěryhodných účastníků předem schváleno k ověřování transakcí a vytváření bloků. To může nabídnout vyšší škálovatelnost, ale snižuje decentralizaci.

Některé blockchainové sítě používají hybridní modely k vyvážení kompromisů. Například BNB Smart Chain používá Proof of Staked Authority (PoSA), kde validátoři stakují BNB, aby se podíleli na produkci bloků, což dosahuje časů bloků kolem tří sekund. Síť Conflux kombinuje prvky PoW se strukturou orientovaného acyklického grafu (DAG), aby zlepšila propustnost, zatímco si zachovává bezpečnostní charakteristiky PoW.

3. Řešení vrstvy 2

Dalším přístupem k řešení trilema je stavět na existujícím blockchainu, spíše než měnit jeho základní vrstvu. Řešení vrstvy 2 zpracovávají transakce mimo hlavní řetězec a poté posílají výsledky zpět na něj. To snižuje přetížení, snižuje poplatky a udržuje bezpečnost základní vrstvy.

Rollupy spojují více transakcí mimo řetězec a předkládají jediný komprimovaný důkaz hlavnímu řetězci k ověření. Optimistické rollupy jako Arbitrum předpokládají, že transakce jsou platné, pokud nejsou zpochybněny, zatímco rollupy s nulovými znalostmi (ZK) jako Scroll používají kryptografické důkazy k potvrzení platnosti bez odhalení všech podrobností. Ethereum se stále více zaměřuje na rollupy, přičemž většina jeho decentralizovaných financí (DeFi), her a aktivit NFT se odehrává na vrstvě 2, aby se zlepšila rychlost a snížily náklady.

Stavové kanály umožňují účastníkům provádět transakce mimo řetězec, přičemž pouze počáteční a závěrečné stavy jsou zaznamenány na blockchainu. Bitcoin Lightning Network je známým příkladem, který používá stavové kanály k umožnění rychlých, levných transakcí tím, že většina aktivit probíhá mimo řetězec, přičemž se spoléhá na základní vrstvu Bitcoinu pro konečné vyrovnání.

Závěrečné myšlenky

Blockchainové trilema zůstává významnou výzvou pro technologii, aby dosáhla svého plného potenciálu. Nicméně, pokračující snahy, jako je rollup-centrický plán Ethereum a vzestup vysoce výkonných modulárních blockchainů ukazují slibné cesty vpřed. Tyto inovace mají za cíl zvýšit škálovatelnost, aniž by došlo k podkopání bezpečnosti nebo decentralizace, přibližují průmysl k budoucnosti, kde blockchainy mohou podporovat aplikace globálního měřítka.

Doporučené čtení

  • Co jsou Appchains (aplikací specifické blockchainy)?

  • Co jsou Bitcoin Layer 2 sítě?

  • Co je abstrakce řetězce?

Zřeknutí se odpovědnosti: Tento obsah je prezentován jako "takový, jaký je" pro obecné informace a vzdělávací účely, bez jakéhokoli zastoupení nebo záruky. Neměl by být vykládán jako finanční, právní nebo jiná odborná rada, ani není určen k doporučení nákupu jakéhokoli konkrétního produktu nebo služby. Měli byste vyhledat vlastní radu od odpovídajících profesionálních poradců. Produkty zmíněné v tomto článku nemusí být dostupné ve vaší oblasti. Kde byl článek přispěn třetí stranou, vezměte prosím na vědomí, že názory vyjádřené patří třetí straně a neodrážejí nutně názory Binance Academy. Přečtěte si naše úplné zřeknutí se odpovědnosti pro další podrobnosti. Ceny digitálních aktiv mohou být volatilní. Hodnota vaší investice může klesnout nebo vzrůst a nemusíte dostat zpět investovanou částku. Jste výhradně odpovědní za svá investiční rozhodnutí a Binance Academy nenese odpovědnost za jakékoli ztráty, které můžete utrpět. Tento materiál by neměl být vykládán jako finanční, právní nebo jiná odborná rada. Pro více informací si přečtěte naše Podmínky užití a Varování o rizicích.