Понимание трех столпов масштабируемости блокчейна: взгляд Виталика Бутерина

В своем видении будущего блокчейна Виталик Бутерин выделил фундаментальную структуру для понимания масштабируемости распределенных систем. Согласно отчету Odaily, подход Бутерина делит проблему масштабируемости на три взаимосвязанных компонента, каждый из которых обладает своей степенью сложности и уникальными решениями.

Вычисления: самый легкий уровень для масштабирования

Из трех столпов масштабируемости блокчейна вычисления являются наиболее простым элементом для увеличения. Доступные методы масштабирования вычислений очень разнообразны, начиная от параллелизации обработки, управляемой строителями блоков, до замены ресурсоемких вычислений современными криптографическими подходами. Одной из наиболее перспективных техник является использование доказательств с нулевым разглашением, позволяющих верификацию без необходимости повторного выполнения всего процесса вычислений. Гибкость этого подхода объясняет, почему вычисления не являются основной преградой для масштабируемости.

Данные: средний уровень сложности в масштабируемости блокчейна

Доступность данных представляет собой более высокий уровень сложности по сравнению с вычислениями. Надежная система блокчейн требует гарантий, что все данные доступны по мере необходимости, создавая дилемму между децентрализацией и эффективностью. Однако были разработаны различные техники для преодоления этих препятствий. Разделение данных позволяет узлам не хранить весь набор данных, в то время как методы кодирования с удалением, такие как PeerDAS, обеспечивают эффективную избыточность. Подход «грациозного ухудшения» также позволяет узлам с ограниченными возможностями участвовать в производстве блоков, сохраняя безопасность сети.

Статус: наиболее узкое место в масштабируемости системы

При обсуждении масштабируемости статус блокчейна — то есть полный реестр всех аккаунтов и контрактов — становится наиболее значительным препятствием. Каждый проверяемый транзакционный запрос требует доступа к полным данным статуса, даже для самых простых операций. Хотя статус часто представлен в виде структуры Меркла с только корнем, который хранится постоянно, обновление корня все равно зависит от наличия полных данных статуса. Попытки разделить статус на различные шарды сталкиваются с существенными архитектурными вызовами и трудно реализуемы без ущерба для базового дизайна протокола.

Стратегия оптимизации: приоритеты в повышении масштабируемости

Из этого анализа Бутерин делает практический вывод о стратегии развития. Если данные могут заменить функцию статуса без введения новых предположений о централизации, такой подход должен стать приоритетом в дорожной карте масштабируемости. Аналогично, если вычисления могут быть оптимизированы для снижения потребности в данных без ущерба для безопасности, эта стратегия также заслуживает серьезного внимания. Эта философия отражает понимание Бутерина, что решения для масштабируемости — это не только увеличение пропускной способности, но и умная оптимизация через замену элементов, дополняющих друг друга.