Als crypto niet kan schalen, zal het nooit een massale adoptie bereiken.
Naarmate meer individuen en organisaties blockchain-technologie gebruiken, is schaalbaarheid prominenter geworden. Je bent deze term waarschijnlijk wel eens tegengekomen als het grootste probleem van de crypto-industrie.
Maar wat betekent ‘schaalbaarheid’ precies, vooral als het gaat om blockchain-technologie, en waarom doet het er zoveel toe?
Wat is blockchain-schaalbaarheid?
"Schaalbaarheid" verwijst naar het vermogen van een systeem of proces om te blijven functioneren ondanks veranderingen in volume of schaal. Op dezelfde manier verwijst blockchain-schaalbaarheid naar het vermogen van een blockchain-protocol om optimaal te blijven functioneren – zonder hogere kosten – wanneer er meer transacties, gegevens en gebruikers zijn.
stelt Vitalik Buterin voor [PDF] dat blockchain-protocollen ernaar streven gedecentraliseerd, veilig en schaalbaar te zijn, maar dat ze slechts twee van deze eigenschappen bereiken. En de functie die het meest wordt opgeofferd is schaalbaarheid.
Wanneer een blockchain niet schaalbaar is, worden transacties langzaam verwerkt, wat kan leiden tot netwerkcongestie (achterstand bij betalingen) en hogere kosten. Ondertussen kan een schaalbare blockchain een groot aantal transacties per seconde (TPS) verwerken zonder dat het aantal transacties per seconde afneemt beveiliging, gebruikerservaring en kosten, of besluitvorming (het bereiken van een consensus met een uitgebreid netwerk van peer-to-peer acteurs).
Drie belangrijke maatstaven bepalen de schaalbaarheid van een blockchain-protocol:
- Latentie: De tijd die nodig is om transacties naar de netwerkknooppunten uit te zenden en hun antwoorden te verzamelen om een consensus te bereiken, heeft invloed op de schaalbaarheid. Een lagere latentie resulteert in een beter schaalbaar netwerk.
- Doorvoer: De schaalbaarheid van een blockchain-protocol hangt ook af van het aantal transacties dat het per seconde kan verwerken. Een hogere doorvoer resulteert in een beter schaalbaar netwerk.
- Kosten: De middelen (rekenkracht, bandbreedte, etc.) die nodig zijn om een blockchain te laten draaien, bepalen de schaalbaarheid ervan. Meer middelen zouden hogere netwerkprikkels betekenen, vooral voor meer netwerkdeelnemers. Als de prikkels niet in verhouding staan tot de kosten van deelname, zijn er mogelijk geen netwerkdeelnemers.
De meeste nieuwere blockchain-protocollen zoals Solana zijn schaalbaarder dan oudere protocollen zoals Bitcoin; Meestal bereiken ze dit echter ten koste van een zwakker beveiligingssysteem of meer centralisatie.
Als blockchains enorme economieën en gebruikersbases willen ondersteunen, moeten ze schaalbaar zijn. Mensen zullen geen blockchain-protocollen adopteren als ze traag en duur zijn, vooral omdat er snelle en goedkope traditionele opties zijn. Het is bijvoorbeeld sneller en goedkoper om VISA te gebruiken om voor je pizza te betalen dan om Bitcoin te gebruiken. Vandaar het belang van de schaalbaarheid van blockchain.
3 belangrijke methoden voor het schalen van de Blockchain
Verschillende blockchain-protocollen hebben talloze technieken geïmplementeerd om de latentie, doorvoer en kosten te verbeteren zonder de veiligheid en decentralisatie op te offeren. Geen enkele oplossing heeft echter een oplossing kunnen bieden het blockchain-trilemma, vooral omdat een aantal van hen decentralisatie of veiligheid opoffert.
Als gevolg hiervan gebruiken blockchain-protocollen doorgaans meerdere oplossingen om de schaalbaarheid van blockchain te verbeteren.
Deze technieken kunnen worden onderverdeeld in drie brede oplossingen.
1. Laag 1-oplossingen
Hier is het doel om het primaire blockchain-netwerk te verbeteren om droeg-transacties af te handelen. Dit kunnen oplossingen zijn zoals het groter maken van de blokken, het verkorten van de transactietijden of het sneller verzamelen van antwoorden om tot consensus te komen.
Laag 1-oplossingen worden on-chain geïmplementeerd, waarbij de nadruk ligt op het verbeteren van het kernblokketenprotocol zonder dat er een secundair raamwerk bij betrokken is. Meestal worden deze verbeteringen aangebracht met behulp van een blockchain-vork.
Bijvoorbeeld, Bitcoin geactiveerde Segregated Witness (SegWit) via een zachte vork in 2017. Deze wijziging verhoogde de blokgroottelimieten en transactie-efficiëntie van het protocol. Later dat jaar leidde een harde vork tot de oprichting van Bitcoin-contant geld (BCH), een alternatieve blockchain met grotere blokgroottes, kortere transactietijden en lagere transactiekosten.
De Ethereum-blockchain voltooide in 2022 ook een harde vork. Hierdoor werd het consensusalgoritme van het protocol gewijzigd bewijs van werk tot bewijs van inzet. Het was de eerste fase in de introductie van sharding Buterin gelooft zal het netwerk verder opschalen.
Blockchain-sharding is een Layer 1-oplossing, hoewel er geen vork voor nodig is. In plaats daarvan gaat het om het opdelen van het netwerk in kleinere partities (scherven) om de transactieverwerking te verspreiden en te verbeteren. Hoewel Ethereum ergens in 2023 sharding wil implementeren, de Zilliqa-blockchain heeft al vier shards, waardoor de transactietijden worden verkort, de transactiekosten worden verlaagd en de gebruikerstevredenheid wordt verbeterd.
2. Laag 2-oplossingen
In tegenstelling tot Layer 1-oplossingen die zijn geïmplementeerd op het kernblokketenprotocol, vergroten Layer 2-oplossingen de schaalbaarheid van de blockchain door sommige transacties of processen buiten de keten te verplaatsen. Het zijn secundaire raamwerken (staatskanalen en rollups) die zijn gebouwd op basis van het kernblokketenprotocol om grotere transactievolumes aan te kunnen.
- Staatskanalen: Met een staatskanaal kunnen twee of meer partijen snel transacties buiten de keten uitvoeren, terwijl de finaliteit van de transactie toch on-chain kan worden afgehandeld. Bijvoorbeeld, Het Lightning-netwerk werkt bovenop de Bitcoin-blockchain en maakt Bitcoin-transacties buiten de kernblockchain mogelijk. Met behulp van slimme contracten worden de transacties afgesloten. Vervolgens worden de transactie en de finaliteit ervan toegevoegd aan de primaire blockchain, waardoor geschillenbeslechting en kanaalsluiting mogelijk worden. Een ander voorbeeld van een staatskanaal is het Raiden-netwerk, gebouwd op Ethereum.
- Roll-ups: Ondertussen voeren rollups (optimistisch of zero-knowledge bijvoorbeeld) transacties off-chain uit en vervolgens de transactiegegevens of het geldigheidsbewijs indienen bij het kernblokketenprotocol, waar consensus zal zijn bereikt. Loopring en Aztec zijn goede voorbeelden van zero-knowledge-combinaties, terwijl Arbitarium Eén en optimisme zijn voorbeelden van optimistische rollups.
Verder zijn er nog andere verschillen tussen Layer 1- en Layer 2-blockchains.
3. Nieuwe kettingen
Er kunnen verschillende vormen van nieuwe ketens – zijketens, plasmaketens en Validium-ketens – worden gecreëerd om efficiënte transactieverwerking te bevorderen. Polygon is bijvoorbeeld een Ethereum-zijketen met aangepaste specificaties om aan specifieke behoeften te voldoen, maar profiteert nog steeds van en vertrouwt op de robuuste basis van Ethereum.
Hoewel deze oplossingen soms Laag 2-oplossingen worden genoemd, zijn ze behoorlijk verschillend. Layer 2-oplossingen zijn uitbreidingen van hun Layer 1-tegenhanger en functioneren doorgaans in lijn met de kernblockchain. Sidechains, plasmaketens en Validium-ketens zijn echter meer onafhankelijke blockchains met verbindingen met hun Layer 1-tegenhanger. Ze nemen meestal de verantwoordelijkheid voor hun beveiliging, consensusalgoritmen of blokparameters.
Geen schaalbaarheid van blockchain, geen massale adoptie
Blockchaintechnologie heeft het potentieel om de wereld zoals wij die kennen te veranderen. Het zal de wereld echter niet veranderen als schaalbaarheid een beperking blijft, omdat er geen sprake zal zijn van massale adoptie.
Van de digitalisering van activa tot bedrijven die blockchain-technologie gebruiken om processen te optimaliseren: de toekomst is Goed voor blockchain-technologie als deze duurzaam kan worden geschaald zonder decentralisatie op te offeren beveiliging.
