Blokklánc skálázást javító ötletek: zónák és csomagok
A skálázás már egy nagyon régóta húzódó és gyakran vitatott problémája a blokkláncnak. Ennek megfelelően sok blokklánc szakértő is keresi ennek a megoldását. A mostani cikkünkben két új ötletet vizsgálunk meg, ami megoldás lehet a problémára, és a tranzakciókat gyorsabbá és hatékonyabbá teheti.
Független zónák a blokkláncon
Az Asensys egy blokklánc rendszer, amit a Microsoft korábbi vezető kutatója JiaPing Wang alkotott meg. Úgy van tervezve, hogy elkerülje az ismétléseket a már létező blokkláncokon, tehát működik az Ethereum és Bitcoin esetében is. A megoldás emellett növeli a hálózatok teljesítményét is. A startup beszámolója szerint a működés elve az, hogy a terhelés el van osztva a független zónák között, amik a hálózatot alkotják. Állításuk szerint a tesztek azt mutatják, hogy már most sokkal nagyobb a hálózat áteresztőképessége és kapacitása.
Az ‘Aszinkron konszenzusos zónák’ kutatást JiaPing Wang és Hao Wang, az Ohio State University kutatói mutatták be 2019-ben az USENIX szimpóziumon, amely a hálózati rendszerek tervezéséről és implementálásáról szólt. A kutatás szerint lineárisan tudják skálázni a blokkláncot úgy, hogy közben nem veszélyeztetik a hálózat decentralizáltságát vagy a biztonságát. A szerzők beszámolója szerint ezt számos parallel és független zónák működtetésével érik el, amely a lánc konszenzusos rendszerének a részei.
A konszenzus függetlenül megy végbe minden zónán belül minimalizált kommunikációval, amely elosztja a terhelést az egész hálózaton. Ezzel biztosítja azt is, hogy csak mérsékelt teher jusson az egyes nodeokra miközben a hálózat növekszik.
“Az átfogó kutatásaink és elemzéseink során azt fedeztük fel, hogy a blokklánc skálázásának a limitációját nem az érvényesített konszenzusos algoritmus típusa adja, ahogy sokan gondolják”, magyarázza Wang. “A korlátozás inkább azon a tényen alapul, hogy minden egyes nodenak duplikálnia kell a teljes hálózatot minden egyes alkalommal, ha egy új blokkot adnak hozzá.”
Az Ethereum társalapítója Vitalik Buterin és a többi Ethereum fejlesztő egy olyan megoldással próbálkozik, hogy a nodeok csak a tranzakciók egy részét processzálják, míg a Bitcoin fejlesztők egy layer 2 megoldáson dolgoznak, amit mindenki Lightning Network néven ismer. A Lightning Network lehetővé teszi, hogy bizonyos tranzakciókat a láncon kívül dolgozzanak fel, így a hálózatot nem lassítják be.
Eredmények
Az Asensys kutatás azt mutatja, hogy az Asensys protokoll által a teljesítmény fokozatosan növekszik. A jelentések szerint a tesztelést 1200 virtuális gépen folytatták le, világszerte 4800 node támogatásával. Az eredmények azt mutatják, hogy az Asensys rendszere 1000-szeres áteresztőképességet hozott, 2000-szeresére növelte a Bitcoin és az Ethereum hálózatok kapacitását is.
A Spider-séma
Az MIT kutatói is kifejlesztettek egy új kriptovaluta-útválasztási rendszert, amely állításuk szerint növeli a hatékonyságot. A kutatók a kutatás eredményét február végén mutatják be az USENIX NSDI szimpóziumon Santa Clara, Kaliforniában. Az új útvonal választási sémát ‘Spidernek’ (Pók) nevezték el. Ez a rendszer lehetővé teszi, hogy csak a tőke egy részét kelljen befektetni a számlákon, és 4-szer több tranzakciók bonyolítsanak le, mielőtt kiegyenlítődne a blokklánc, részletezi az MIT híroldala.
A Spider újdonságának a lényege, hogy minden egyes teljes tranzakciót kisebb ‘csomagokra’ (packets) bont. Ezeket aztán különböző csatornákon küldik tovább különböző sebességgel. A séma a nagy fizetések részeit kisebb költségű számlákra tudja irányítani, és ezzel a tranzakciókat gyorsabbá teszi. Ez lehetővé teszi, hogy a kisebb méretű csomagokat kisebb valószínűséggel utasítják vissza a mérete miatt.
A séma része egy algoritmus is, amely monitorozza az adatközpontok torlódásait annak érdekében, hogy elkerülje a sorban állás miatti késleltetést, és ezzel növelni tudják a tranzakciók sebességét.
Hogyan is működik ez a blokkláncon?
Az MIT kutatás kifejti, hogy a bankkártya autorizációs rendszerek több ezer tranzakciót tudnak feldolgozni másodpercek alatt, míg a Bitcoin esetében csak néhány tranzakció megy végbe, pedig sok egyéb előnyöket kínál. Közben azonban létrehoztak egy új megoldást, amit fizetési csatornák hálózatának hívnak (PCN – payment channel networks). Ebben az esetben a blokkláncnak minimális szerepe van a tranzakciók esetében, ugyanis a felhasználók a tranzakciókat számlákon keresztül küldik az összekapcsolt hálózaton. Ezeket a számlákat a blokkláncon kívül hozzák létre egy bizonyos pénzmennyiséggel, és összepárosítják a felhasználókat a PCN-en keresztül. “ Minél jobban kiegyensúlyozott az útvonal a PCN-eken, annál kisebb kapacitásra van igény. Ez azt jelenti, annál kevesebb összekapcsolt számlára van szükség kevesebb befektetéssel, így sokkal magasabb lesz az áteresztőképesség.”
Azonban ezt a gyors megoldást is lassítják a nem hatékony útvonal sémák, állítják a kutatók. Ez miatt a felhasználóknak sokkal több pénzt kell befektetni az egyre több számlára, hogy közben ki tudják egyensúlyozni a csatornákat.
Vibhaalakshmi Sivaraman, az MIT Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) laboratóriumának a kutatója ezt így magyarázza:
“Nagyon fontos, hogy kiegyensúlyozott, nagy átéresztőképességű utak legyenek a PCN-eken annak érdekében, hogy a felhasználók által befektetett pénzt hatékonyan használják fel. Ez azt jelenti, hogy minél több tranzakciót olyan útvonalra kell irányítani, ahol kevés befektetés szükséges, és ezzel a PCN-ek megérik a pénzüket.
Eredmények
A PCN szimulációk során a szerzők állítása szerint a Spider séma a tranzakciók 95%-át a tradicionális sémákhoz szükséges kapacitás 25%-án hajtották végre. Emellett Spider 8-szor több láncon kívüli tranzakciót dolgozott fel minden egyes láncon belüli tranzakcióhoz viszonyítva.
