Понад десять років розробники блокчейну прагнули до одного основного показника продуктивності: швидкості. Транзакції в секунду (TPS) стали еталоном технологічного прогресу в галузі, оскільки мережі поспішали випередити традиційні фінансові системи. Проте сама по собі швидкість не забезпечила такого масового прийняття, яке колись передбачалося. Натомість блокчейни з високим TPS неодноразово спотикалися в періоди реального попиту. Першопричиною є структурна слабкість, яка рідко обговорюється в технічних документах: проблема вузького місця.
«Швидкий» блокчейн, теоретично, повинен досягати успіху під тиском. На практиці багато хто помиляється. Причина криється в тому, як поводяться компоненти мережі при великому навантаженні. Проблема вузького місця відноситься до серії технічних обмежень, які виникають, коли блокчейни віддають перевагу пропускній здатності, не вирішуючи належним чином системні тертя. Найбільш яскраво ці обмеження проявляються під час сплесків активності користувачів. За іронією долі, моменти, коли блокчейни потрібні найбільше.
Перше вузьке місце з'являється на рівні валідатора та вузла. Щоб підтримувати високий TPS, вузли повинні швидко обробляти та перевіряти величезну кількість транзакцій. Для цього потрібні значні апаратні ресурси: обчислювальна потужність, пам'ять і пропускна здатність. Але апаратне забезпечення має межі, і не кожен вузол в децентралізованій системі функціонує в ідеальних умовах. У міру накопичення транзакцій неефективні вузли затримують поширення блоку або взагалі випадають, фрагментуючи консенсус і сповільнюючи мережу.
Другою частиною проблеми є поведінка користувачів. У періоди високого трафіку зони утримання для очікуючих транзакцій — мемпули, переповнені активністю. Складні користувачі та боти займаються стратегіями попереднього проходження, сплачуючи вищі збори, щоб просунутися в черзі. Це виштовхує законні транзакції, багато з яких врешті-решт зазнають невдачі. Мемпул стає полем битви, і досвід користувачів погіршується.
По-третє, затримка розмноження. Блокчейни покладаються на одноранговий зв'язок між вузлами для обміну транзакціями та блоками. Але коли обсяг повідомлень швидко зростає, поширення стає нерівномірним. Деякі вузли отримують критично важливі дані швидше, ніж інші. Ця затримка може спровокувати тимчасові вилки, марні обчислення, а в крайніх випадках – реорганізацію ланцюга. Все це підриває віру в остаточність.
Ще одна прихована слабкість полягає в самому консенсусі. Високочастотне створення блоків необхідне для підтримки TPS, що накладає величезний тягар на алгоритми консенсусу. Деякі протоколи просто не були розроблені для прийняття рішень з мілісекундною терміновістю. В результаті, невідповідність валідаторів і помилки зрізання стають все більш поширеними, що вводить ризик у сам механізм, який забезпечує цілісність мережі.
Нарешті, є питання зберігання. Ланцюги, оптимізовані для швидкості, часто нехтують ефективністю зберігання. Зі зростанням обсягів транзакцій зростає і розмір бухгалтерської книги. Без обрізки, стиснення та альтернативних стратегій зберігання ланцюги збільшуються в розмірах. Це ще більше збільшує витрати на експлуатацію вузла, консолідуючи контроль в руках тих, хто може дозволити собі високопродуктивну інфраструктуру і тим самим послаблюючи децентралізацію. Щоб вирішити цю проблему, одним із ключових завдань для рішень рівня 0 у найближчому майбутньому буде плавне поєднання зберігання та швидкості в одному блокчейні
На щастя, індустрія відреагувала інженерними рішеннями, які безпосередньо спрямовані на боротьбу з цими загрозами. Місцеві ринки комісій були введені для сегментації попиту та зниження тиску на глобальні мемпули. Інструменти захисту від випередження, такі як шари захисту MEV і спам-фільтри, з'явилися, щоб захистити користувачів від маніпулятивної поведінки. А нові методи поширення, такі як протокол Solana (SOL) Turbine, різко зменшили затримку повідомлень у мережі. Модульні рівні консенсусу, прикладом яких є такі проекти, як Celestia, ефективніше розподіляють процес прийняття рішень і відокремлюють виконання від консенсусу. Нарешті, що стосується сховища, миттєві знімки, обрізка та паралельний запис на диск дозволили мережам підтримувати високу швидкість без шкоди для розміру чи стабільності.
Окрім їхнього технічного впливу, ці досягнення мають ще один ефект: вони зменшують стимул до маніпуляцій на ринку. Схеми «памп і дамп», снайперські боти та штучне завищення цін часто залежать від використання неефективності мережі. Коли блокчейни стають більш стійкими до заторів і фронтранінгу, такі маніпуляції стають важчими для виконання в масштабах. У свою чергу, це знижує волатильність, підвищує довіру інвесторів і зменшує навантаження на базову мережеву інфраструктуру.
Реальність така, що багато високошвидкісних блокчейнів першого покоління були створені без урахування цих взаємопов'язаних обмежень. Коли продуктивність давала збій, ліки полягали в тому, щоб виправити помилки, переписати логіку консенсусу або кинути більше обладнання на проблему. Жодне з цих швидких виправлень не стосувалося базової архітектури. На противагу цьому, сучасні провідні платформи використовують інший підхід, будуючи з урахуванням цих уроків із самого початку. Це включає проектування систем, де швидкість є побічним продуктом ефективності.
Майбутнє блокчейну не належить найшвидшим. Досягнувши 65 000 TPS Visa без помилок, блокчейн повинен залишатися стійким під майбутнім тиском, щоб стати повноцінним аналогом платіжної системи web2, оскільки проблема вузького місця зараз є центральною для блокчейн-інженерії. Ті, хто звернеться до цього на ранній стадії, визначать стандарт продуктивності в наступну еру web3.
Крістофер Луї Цу є генеральним директором Venom Foundation, блокчейн-протоколу рівня 0, орієнтованого на масштабовані, безпечні та сумісні рішення для глобальної інфраструктури web3. Маючи понад два десятиліття досвіду на стику фінансів і технологій, включаючи керівні посади в Amazon і Microsoft, він зараз очолює розробку сумісних екосистем, які поєднують традиційні фінанси з децентралізованими технологіями.
Контент має виключно довідковий характер і не є запрошенням до участі або пропозицією. Інвестиційні, податкові чи юридичні консультації не надаються. Перегляньте Відмову від відповідальності , щоб дізнатися більше про ризики.
Чому «швидкі» блокчейни зазнають невдачі, коли це найбільш важливо | Думка
Понад десять років розробники блокчейну прагнули до одного основного показника продуктивності: швидкості. Транзакції в секунду (TPS) стали еталоном технологічного прогресу в галузі, оскільки мережі поспішали випередити традиційні фінансові системи. Проте сама по собі швидкість не забезпечила такого масового прийняття, яке колись передбачалося. Натомість блокчейни з високим TPS неодноразово спотикалися в періоди реального попиту. Першопричиною є структурна слабкість, яка рідко обговорюється в технічних документах: проблема вузького місця.
«Швидкий» блокчейн, теоретично, повинен досягати успіху під тиском. На практиці багато хто помиляється. Причина криється в тому, як поводяться компоненти мережі при великому навантаженні. Проблема вузького місця відноситься до серії технічних обмежень, які виникають, коли блокчейни віддають перевагу пропускній здатності, не вирішуючи належним чином системні тертя. Найбільш яскраво ці обмеження проявляються під час сплесків активності користувачів. За іронією долі, моменти, коли блокчейни потрібні найбільше.
Перше вузьке місце з'являється на рівні валідатора та вузла. Щоб підтримувати високий TPS, вузли повинні швидко обробляти та перевіряти величезну кількість транзакцій. Для цього потрібні значні апаратні ресурси: обчислювальна потужність, пам'ять і пропускна здатність. Але апаратне забезпечення має межі, і не кожен вузол в децентралізованій системі функціонує в ідеальних умовах. У міру накопичення транзакцій неефективні вузли затримують поширення блоку або взагалі випадають, фрагментуючи консенсус і сповільнюючи мережу.
Другою частиною проблеми є поведінка користувачів. У періоди високого трафіку зони утримання для очікуючих транзакцій — мемпули, переповнені активністю. Складні користувачі та боти займаються стратегіями попереднього проходження, сплачуючи вищі збори, щоб просунутися в черзі. Це виштовхує законні транзакції, багато з яких врешті-решт зазнають невдачі. Мемпул стає полем битви, і досвід користувачів погіршується.
По-третє, затримка розмноження. Блокчейни покладаються на одноранговий зв'язок між вузлами для обміну транзакціями та блоками. Але коли обсяг повідомлень швидко зростає, поширення стає нерівномірним. Деякі вузли отримують критично важливі дані швидше, ніж інші. Ця затримка може спровокувати тимчасові вилки, марні обчислення, а в крайніх випадках – реорганізацію ланцюга. Все це підриває віру в остаточність.
Ще одна прихована слабкість полягає в самому консенсусі. Високочастотне створення блоків необхідне для підтримки TPS, що накладає величезний тягар на алгоритми консенсусу. Деякі протоколи просто не були розроблені для прийняття рішень з мілісекундною терміновістю. В результаті, невідповідність валідаторів і помилки зрізання стають все більш поширеними, що вводить ризик у сам механізм, який забезпечує цілісність мережі.
Нарешті, є питання зберігання. Ланцюги, оптимізовані для швидкості, часто нехтують ефективністю зберігання. Зі зростанням обсягів транзакцій зростає і розмір бухгалтерської книги. Без обрізки, стиснення та альтернативних стратегій зберігання ланцюги збільшуються в розмірах. Це ще більше збільшує витрати на експлуатацію вузла, консолідуючи контроль в руках тих, хто може дозволити собі високопродуктивну інфраструктуру і тим самим послаблюючи децентралізацію. Щоб вирішити цю проблему, одним із ключових завдань для рішень рівня 0 у найближчому майбутньому буде плавне поєднання зберігання та швидкості в одному блокчейні
На щастя, індустрія відреагувала інженерними рішеннями, які безпосередньо спрямовані на боротьбу з цими загрозами. Місцеві ринки комісій були введені для сегментації попиту та зниження тиску на глобальні мемпули. Інструменти захисту від випередження, такі як шари захисту MEV і спам-фільтри, з'явилися, щоб захистити користувачів від маніпулятивної поведінки. А нові методи поширення, такі як протокол Solana (SOL) Turbine, різко зменшили затримку повідомлень у мережі. Модульні рівні консенсусу, прикладом яких є такі проекти, як Celestia, ефективніше розподіляють процес прийняття рішень і відокремлюють виконання від консенсусу. Нарешті, що стосується сховища, миттєві знімки, обрізка та паралельний запис на диск дозволили мережам підтримувати високу швидкість без шкоди для розміру чи стабільності.
Окрім їхнього технічного впливу, ці досягнення мають ще один ефект: вони зменшують стимул до маніпуляцій на ринку. Схеми «памп і дамп», снайперські боти та штучне завищення цін часто залежать від використання неефективності мережі. Коли блокчейни стають більш стійкими до заторів і фронтранінгу, такі маніпуляції стають важчими для виконання в масштабах. У свою чергу, це знижує волатильність, підвищує довіру інвесторів і зменшує навантаження на базову мережеву інфраструктуру.
Реальність така, що багато високошвидкісних блокчейнів першого покоління були створені без урахування цих взаємопов'язаних обмежень. Коли продуктивність давала збій, ліки полягали в тому, щоб виправити помилки, переписати логіку консенсусу або кинути більше обладнання на проблему. Жодне з цих швидких виправлень не стосувалося базової архітектури. На противагу цьому, сучасні провідні платформи використовують інший підхід, будуючи з урахуванням цих уроків із самого початку. Це включає проектування систем, де швидкість є побічним продуктом ефективності.
Майбутнє блокчейну не належить найшвидшим. Досягнувши 65 000 TPS Visa без помилок, блокчейн повинен залишатися стійким під майбутнім тиском, щоб стати повноцінним аналогом платіжної системи web2, оскільки проблема вузького місця зараз є центральною для блокчейн-інженерії. Ті, хто звернеться до цього на ранній стадії, визначать стандарт продуктивності в наступну еру web3.
! Крістофер Луїс Цу
Крістофер Луї Тсу
Крістофер Луї Цу є генеральним директором Venom Foundation, блокчейн-протоколу рівня 0, орієнтованого на масштабовані, безпечні та сумісні рішення для глобальної інфраструктури web3. Маючи понад два десятиліття досвіду на стику фінансів і технологій, включаючи керівні посади в Amazon і Microsoft, він зараз очолює розробку сумісних екосистем, які поєднують традиційні фінанси з децентралізованими технологіями.