Stillingen Decentraliseret skalerbarhed bliver den næste store Web3-udfordring: Sådan løser vi det dukkede først på Coinpedia Fintech News
Web3 er bredt udråbt som en vision om et fremtidigt, decentraliseret internet, der er baseret på blockchain-teknologi. Fortalere siger, at det vil føre til et mere demokratisk internet-økosystem drevet af decentraliserede applikationer, værktøjer og tjenester, hvor folk kan tage kontrollen over deres data tilbage og genvinde deres frihed.
Det er en vision, som mange analytikere er enige i. I en nylig rapport fremskrev Vantage Market Research, at markedet for Web3-tjenester er forventes at vokse med en sammensat årlig vækstrate på 41.6 % fra 2022 til 2028, fra en anslået værdi på 2.9 milliarder dollars nu til mere end 23.8 milliarder dollars på det tidspunkt.
Det er en optimistisk prognose, der antager, at Web3 vil fortsætte sin i forvejen meget hurtige ekspansion, tiltrække flere investeringer fra venturekapitalister og skabe større interesse for begreber som kryptovaluta, decentraliseret finans, metaverse og play-to-earn-spil. Hvis Web3 skal gøre dette, bliver det nødt til at overvinde, hvad der ser ud til at være en uoverkommelig udfordring, som intet projekt endnu har været i stand til at løse - problemet med decentraliseret skalerbarhed
Vanskeligheden ved at skalere Web3
Web3 har et skalerbarhedsproblem, der vil vise sig at være en stor hindring for mere udbredt anvendelse, og hvis det nogensinde skal blive en industri med flere milliarder dollars, som de mest optimistiske prognoser viser, bliver nogen nødt til at komme med en løsning.
Problemerne med blockchain-skalerbarhed kom først frem i 2016 med eksplosionen af interesse for et af de første blockchain-baserede spil, CryptoKitties.
CryptoKitties er et spil hostet på Ethereum blockchain, der involverer avl af digitale killinger, opdragelse af dem og derefter udveksling af dem med andre. Det viste sig at være et utroligt populært spil, så meget at det forårsagede hidtil uset trængsel på Ethereum-netværket. Det førte til langsomme transaktionsbehandlingstider, hvilket var slemt nok, og skyhøje gasgebyrer, hvilket var langt værre.
Netværket blev så langsomt og dyrt, at det næsten blev umuligt at spille CryptoKitties, og det havde også en afsmittende effekt på andre Ethereum-baserede apps. Efter nogle diskussioner kom Ethereums medstifter Vitalik Buterin til at betegne udfordringen som Ethereums "skalerbarhedstrilemma".
Blockchain-netværk er baseret på tre kernesøjler – nemlig sikkerhed, decentralisering og skalerbarhed, men måden de er designet på betyder, at du altid skal prioritere to på bekostning af den tredje.
For at overvinde denne udfordring er der opstået Layer-2 netværk såsom Polygon. De fungerer ved at overføre transaktioner fra den primære blockchain til en anden "sidekæde", hvor de kan behandles hurtigere. Så er det kun det endelige resultat af en hel batch af transaktioner, der behandles af hovedkæden, hvilket eliminerer meget af netværkstrafikken. Dette hjælper med at holde styr på tingene.
Ethereum er også kommet med sin egen løsning, kendt som Merge, som involverede et skift fra en Proof-of-Work-konsensusmekanisme til Proof-of-Stake. Men selvom dette vil bidrage til at løse problemet med høje gasafgifter ved at eliminere minearbejdere, vil det gøre lidt for at løse Ethereums og Web3s skalerbarhedsproblemer. Overgangen til PoS skulle falde sammen med en anden opgradering, der ville muliggøre "sharding", hvor netværket er opdelt i flere komponenter for at øge transaktionsgennemstrømningen. Den flytning er dog siden blevet forsinket og kommer først i 2023.
Selv når sharding ankommer, vil det kun løse én del af puslespillet. Faktum er, at blockchains og Web3 ikke kan skaleres ved at øge transaktionsgennemstrømningen alene, fordi dette ikke gør noget for at forbedre atomernes sammensætning.
Atomkomponerbarhedsproblemet
Behovet for atomar kompositabilitet indgår ikke i mange diskussioner om blockchain-skalerbarhed, men det er en vigtig overvejelse, som ikke kan ignoreres. Det er fordi det er vigtigt at sikre interoperabilitet for Web3-applikationer.
Interoperabilitet relaterer til en dApps evne til at gøre brug af flere smarte kontrakter til at sammensætte en enkelt transaktion. Dette er vigtigt, fordi det betyder, at Web3 dApps frit kan komponere transaktioner på tværs af andre. På denne måde kan en DeFi-app for eksempel tilbyde den mest overlegne valutakurs på tværs af flere decentraliserede børser. Alternativt kan en DeFi-app udnytte flere crowdsourcede likviditetspuljer til at hjælpe handlende med at finde og drage fordel af arbitrage-handelsmuligheder. Disse er begge utroligt komplekse transaktioner, der alle skal udføres på nøjagtig samme tid i en række komplicerede, "atomare" trin. Dette er nødvendigt, fordi hvert af disse trin skal bekræftes på én gang, for at transaktionen kan ske.
Så uden atomar komponerbarhed ville den slags brugstilfælde ikke være mulige i Web3. Det er en nøglefunktion i enhver blockchain, der gør det muligt for tusindvis af unikke, interoperable dApps at arbejde sammen.
Layer-2s og Atomic Composability Bland ikke
Atomsammensætning er ikke en ny idé. Faktisk understøtter Ethereums netværk hundredvis af dApps, der allerede er komponerbare. Problemet er, at atomar komponerbarhed på Ethereums netværk er meget ineffektiv, hvilket kræver, at hver transaktion behandles via en langsomt bevægende global konsensusalgoritme, der ikke kan skaleres.
Hvad mere er, mens Layer-2-netværk kan fremskynde transaktionsgennemstrømningen, kan de kun gøre dette ved at ofre atomar kompositabilitet. Ethereums Merge og Polygon bruger begge en teknik kaldet "sharding", som involverer overførsel af transaktioner til sidekæder, hvor de kan behandles uafhængigt. Problemet med at gøre dette er, at disse uafhængige shards ikke er i stand til at kommunikere med hinanden, indtil deres bundter af transaktioner endelig er forpligtet til den primære blockchain, hvilket betyder, at atomar komponerbarhed bliver ekstremt ineffektiv.
I øjeblikket udføres cross-shard-kommunikation ved hjælp af betingede kryptografiske forpligtelser, en teknik, der sænker transaktionshastighederne, hvilket betyder, at netværket ikke drager fordel af den hurtigere gennemstrømning.
En radikal løsning
Den gode nyhed er, at der er en løsning, der begynder at tage form. Det Radix platform der er bygget til at understøtte næste generation af meget skalerbare DeFi-applikationer, har skabt sin unikke Cerberus konsensus mekanisme der introducerer en helt ny skæreteknik. Det er et revolutionerende design, der teoretisk kan understøtte et ubegrænset antal transaktioner og Web3 dApps, der kører parallelt med hinanden.
Da Radix' team designede Cerberus, indså tre ting. For det første anerkendte den behovet for at understøtte et ubegrænset antal shards for at skalere for at opfylde kravene til en virkelig global Web3-infrastruktur, der en dag kan erstatte den eksisterende Web2.0-infrastruktur. For det andet indså Radix' team også behovet for at gennemføre konsensus om atomtransaktioner, der kun kan synkroniseres på de shards, der er relevante for hver transaktion, for ikke at overbelaste resten af netværket. Endelig identificerede Radix også kravet om et applikationslag, der faktisk er i stand til at udnytte denne form for "ubegrænset parallelitet".
Cerberus blev derfor designet til at understøtte et ubegrænset antal shards, der er i stand til at opnå konsensus parallelt, samtidig med at det også gør det muligt at udføre konsensus på tværs af ethvert sæt shards, når det er relevant. Derudover introducerer den begrebet "substrater", som er en lille registrering af en transaktion med meget specifikke regler, der kan tildeles til ethvert enkelt skår for at muliggøre atomar komponerbarhed.
Som et eksempel vil en udvikler måske oprette et token-substrat for at beskrive en ligetil transaktion, hvor Jack sender 10 XRD til sin ven John. Substratet vil tage til efterretning, at der er 10 XRD på Johns konto, og at disse ikke længere er på Jacks konto, for at forhindre XRD i at gå tabt eller dobbeltudnyttet.
Ved at bruge substrater til at registrere status for hvert token, er Cerberus i stand til at behandle ubegrænsede transaktioner parallelt. Så det kan understøtte millioner af tokens, der deles på tværs af millioner af individuelle konti, delt på tværs af så mange shards, som det er nødvendigt. Når nogen derefter ønsker at sende tokens til en anden bruger, vil de to individuelle shards, der gemmer oplysningerne om, hvem der ejer disse specifikke aktiver, nå til enighed sammen, men uafhængigt af resten af netværket, uden at det påvirker dets ydeevne. På denne måde muliggør Radix atomar komponerbarhed i et hidtil uset omfang.
For at gøre alt dette muligt har Radix skabt et helt nyt applikationslag kaldet Radix motor, som ikke kun er i stand til at definere betydningen og reglerne for substrater, men også definere hvilke substrater der skal indgå i konsensus. Dette sikrer, at konsensus kun gennemføres på tværs af de relevante shards. Ethereums EVM-arkitektur er ikke i stand til at understøtte dette, fordi alle transaktioner skal foregå inden for en enkelt tidslinje, et koncept kendt som "global bestilling".
Konklusion
Nøglen til at nære væksten af Web3 er at beskytte dens nøglesøjler som tokenisering, decentralisering og atomar kompositabilitet. Hvis vi fjerner et af disse elementer ved at isolere dApps fra hinanden ved hjælp af teknikker som f.eks. skæring, svarer det til at isolere en bi fra den plante, den bestøver. Dette er synligt i naturen, hvor den menneskeskabte adskillelse af flora og fauna har resulteret i en utilsigtet ødelæggelse af hele økosystemer.
Den samme fejl kan ikke begås med Web3. Da vi stræber efter at skabe en dynamisk og blomstrende infrastruktur til at understøtte den næste generation af internettet og globale finanser, vil bevarelsen af atomar kompositabilitet være afgørende for, at den kan skalere og trives.
Kilde: https://coinpedia.org/information/decentralized-scalability-will-be-the-next-big-web3-challenge-heres-how-we-fix-it/