Чому блокчейн не може мати всього? Загадка трилеми пояснена

Проблема, яка турбує всю галузь

Уявіть собі мережу, яку контролює кожен і ніхто одночасно. Таку, яка є незнищенною, а водночас ультра-швидкою. Звучить як мрія? Це саме блокчейн-трилема – загадка, яку співзасновник Ethereum Віталік Бутерін популяризував як одне з найбільших викликів у сфері криптовалют.

Звісно: технологія блокчейн обіцяє, що децентралізована мережа може замінити банки та посередників. Однак кожна мережа блокчейн повинна зіштовхнутися з трьома цілями, які важко досягти одночасно:

• Децентралізація – жоден гравець не має монополії на контроль
• Безпека – мережа стійка до атак та маніпуляцій
• Масштабованість – може обробляти мільярди транзакцій ефективно

Виправляєш одне? Зазвичай втрачаєш на двох інших. Ось що таке трилема блокчейну.

Три стовпи, які виключають один одного

Децентралізація: Розподілена Влада

Традиційний банк? Одна інституція управляє грошима та реєстром транзакцій. Біткойн чи Ефір? Тисячі вузлів, кожен з яких зберігає копію всієї історії. Ніхто не має привілею – всі повинні погодитися.

Це прекрасна ідея, особливо в контексті Web3, де користувачі відновлюють контроль над своїми даними, замість того щоб віддавати їх мегакорпораціям. Але це має свою ціну: досягнення консенсусу займає час.

Коли Bitcoin повинен погоджувати кожну транзакцію між десятками тисяч учасників, він пересилає в середньому близько 5 транзакцій на секунду (TPS). Ethereum досягає 18 TPS. Visa? Кілька тисяч TPS у централізованій системі. Різниця колосальна.

Безпека: Захист від Хаосу

Без безпеки блокчейн — це лише ще одна база даних. Зловмисники могли б змінити історію транзакцій, і мережа б зруйнувалася.

Біткойн займається цим через Proof of Work (PoW) – учасники, звані майнерами, вирішують складні математичні загадки, щоб додати блок до мережі. Це коштує багато енергії та часу, але гарантує, що підробка є нерентабельною. Кожен блок захищений унікальним цифровим підписом (hashem), тому будь-яка зміна відразу стає помітною.

Чим більше майнерів або валідаторів у мережі, тим вона більш захищена. Теоретично, якби хтось контролював понад 51% потужності мережі (атака 51%), він міг би захопити контроль. Але в розподіленій мережі це практично неможливо.

Проблема? PoW повільний і енергоємний. Ви підвищуєте безпеку за рахунок масштабованості.

Масштабованість: Пропускна здатність Як Мрія

Щоб блокчейн прийняло кілька мільярдів людей, він повинен обробляти транзакції швидко, дешево і надійно. Сьогодні? Лише кілька до кількох десятків TPS у більшості великих мереж.

Децентралізація і безпека вимагають, щоб кожна транзакція перевірялась незалежними валідаторами. Це сповільнює все. Якщо ви збільшите пропускну здатність, зменшивши кількість валідаторів або спростивши правила консенсусу, ви ризикуєте децентралізацією і безпекою.

Це суть трилеми блокчейну.

Як галузь намагається вирішити цей кошмар?

Розподіл на менші частини – Шардінг

NEAR Protocol експериментує з технікою, яка називається шардінгом. Замість одного ланцюга, мережа ділиться на багато паралельних частин (шардів), кожна з власним реєстром. Головний ланцюг координує взаємодії між ними.

Результат? NEAR підтримує 8 активних шард і фіналізує транзакції приблизно за 600 мілісекунд. Це набагато швидше, ніж традиційний підхід, а децентралізація залишається збереженою.

Нові способи досягнення консенсусу

Proof of Work не є єдиним шляхом. Proof of Stake (PoS) дозволяє валідаторам ставити (заблокувати) свої токени замість вирішення складних загадок. Менше спеціалізованого обладнання, більш доступно для всіх.

BNB Smart Chain рухається далі, використовуючи Proof of Staked Authority (PoSA) – валідатори ставлять BNB і досягають часу блоку всього 3 секунди. Це стрибок у масштабованості з консолідованою безпекою.

Conflux поєднує елементи PoW з структурою Directed Acyclic Graph (DAG), щоб прискорити обробку без компромісів щодо безпеки.

Рішення поза основним ланцюгом – Layer 2

Коли основна мережа не впорається сама, чому б не будувати на її верху?

Роллапи стискають багато транзакцій поза ланцюгом і надсилають одне свідчення до основного ланцюга. Arbitrum (Оптимістичний Роллап) передбачає, що транзакції є дійсними, якщо їх не оскаржили. Scroll (ZK-Роллап) використовує криптографічні свідчення для підтвердження дійсності без розкриття деталей.

Ethereum перемістилося в бік роллапів – більшість DeFi, ігор та активності NFT відбувається на другому рівні, що різко знижує комісії та прискорює.

Lightning Network Біткоїна – це канал станів, де учасники проводять транзакції оффчейн, а блокчейн реєструє лише момент відкриття та закриття. Швидко, дешево і все ще безпечно.

Чи буде колись вирішено Трилему Блокчейну?

Не існує єдиного універсального рішення. Кожна мережа обирає різні компроміси в залежності від своїх пріоритетів.

Але ми спостерігаємо прогрес. Ethereum працює над модульним майбутнім з роллапами. Протоколи 1-го рівня ставлять на шардінг та нові механізми консенсусу. Модульні мережі розглядають децентралізацію, безпеку та масштабованість як компоненти, які можна налаштовувати.

Галузь не вирішить трилеми, але буде все ближчою до знаходження рівноваги. А цього достатньо, щоб технологія блокчейн могла підтримувати глобальні додатки, які сьогодні лише уявляємо.

Трилема блокчейну залишається викликом, але вже не є непереборною перешкодою.