Почему «быстрые» блокчейны терпят неудачу, когда это имеет наибольшее значение | Мнение

На протяжении более десяти лет разработчики блокчейнов преследовали один основной показатель производительности: скорость. Количество транзакций в секунду (TPS) стало отраслевым эталоном технологического прогресса, поскольку сети стремились опередить традиционные финансовые системы. Тем не менее, скорость сама по себе не обеспечила того массового внедрения, которое можно было представить. Вместо этого блокчейны с высоким TPS неоднократно спотыкались в периоды реального спроса. Основная причина — структурная слабость, которая редко обсуждается в технических документах: проблема узкого места.

«Быстрый» блокчейн, по идее, должен преуспеть под давлением. На практике многие спотыкаются. Причина кроется в том, как компоненты сети ведут себя при большой нагрузке. Проблема узкого места относится к ряду технических ограничений, которые возникают, когда блокчейны отдают приоритет пропускной способности без адекватного решения системных трений. Эти ограничения наиболее ярко проявляются во время всплесков активности пользователей. По иронии судьбы, моменты, когда блокчейны нужны больше всего.

Первое узкое место появляется на уровне валидатора и узла. Чтобы поддерживать высокий TPS, узлы должны быстро обрабатывать и проверять огромное количество транзакций. Это требует значительных аппаратных ресурсов: вычислительной мощности, памяти и пропускной способности. Но у оборудования есть пределы, и не каждый узел в децентрализованной системе работает в идеальных условиях. По мере накопления транзакций узлы с низкой производительностью задерживают распространение блоков или полностью отключаются, фрагментируя консенсус и замедляя сеть.

Второй уровень проблемы заключается в поведении пользователей. В периоды высокой нагрузки зоны ожидания для ожидающих транзакций — мемпулы — переполнены активностью. Сложные пользователи и боты используют стратегии фронт-раннинга, платя более высокие сборы, чтобы перескочить очередь. Это вытесняет законные транзакции, многие из которых в конечном итоге терпят неудачу. Мемпул становится полем битвы, и качество обслуживания пользователей ухудшается.

Третье - это задержка распространения. Блокчейны полагаются на пиринговую связь между узлами для обмена транзакциями и блоками. Но когда объем сообщений резко возрастает, распространение становится неравномерным. Некоторые узлы получают критически важные данные быстрее других. Эта задержка может вызвать временные разветвления, потраченные вычисления и, в крайних случаях, реорганизацию цепи. Все это подрывает доверие к окончательности.

Еще одна скрытая слабость заключается в самом консенсусе. Высокочастотное создание блоков необходимо для поддержания TPS, что создает огромную нагрузку на алгоритмы консенсуса. Некоторые протоколы просто не были разработаны для принятия решений с миллисекундной срочностью. В результате несоответствие валидаторов и ошибки слайсинга становятся более распространенными, вводя риск в сам механизм, который обеспечивает целостность сети.

Наконец, есть вопрос о хранении. Цепи, оптимизированные по скорости, часто пренебрегают эффективностью хранения. По мере роста объемов транзакций увеличивается и размер реестра. Без обрезки, сжатия или альтернативных стратегий хранения цепи увеличиваются в размерах. Это еще больше увеличивает стоимость работы узла, консолидируя контроль в руках тех, кто может позволить себе высокопроизводительную инфраструктуру, и тем самым ослабляя децентрализацию. Чтобы решить эту проблему, одной из ключевых задач для layer-0 решений в ближайшем будущем станет бесшовное объединение хранения и скорости в рамках одного блокчейна

К счастью, отрасль отреагировала на это инженерными решениями, которые напрямую борются с этими угрозами. Локальные рынки комиссий были введены для сегментации спроса и снижения давления на глобальные мемпулы. Появились инструменты защиты от опережающего действия, такие как уровни защиты MEV и спам-фильтры, чтобы защитить пользователей от манипулятивного поведения. А новые методы распространения, такие как протокол Solana (SOL) Turbine, значительно сократили задержку сообщений в сети. Модульные уровни консенсуса, примером которых являются такие проекты, как Celestia, более эффективно распределяют процесс принятия решений и отделяют их выполнение от консенсуса. Наконец, что касается систем хранения данных, создание моментальных снимков, обрезка и параллельная запись на диск позволили сетям поддерживать высокую скорость без ущерба для размера или стабильности.

Помимо технического воздействия, эти достижения имеют еще один эффект: они препятствуют манипулированию рынком. Схемы накачки и сброса, снайперские боты и искусственное завышение цен часто основаны на использовании неэффективности сети. По мере того, как блокчейны становятся все более устойчивыми к перегрузкам и опережающим работам, такие манипуляции становится все труднее выполнять в больших масштабах. В свою очередь, это снижает волатильность, повышает доверие инвесторов и снижает нагрузку на базовую сетевую инфраструктуру.

Реальность такова, что многие высокоскоростные блокчейны первого поколения были созданы без учета этих взаимосвязанных ограничений. Когда производительность падала, решение заключалось в исправлении ошибок, переписывании логики консенсуса или использовании дополнительного оборудования для решения проблемы. Ни одно из этих быстрых решений не касалось основополагающей архитектуры. В отличие от этого, сегодняшние ведущие платформы используют другой подход, опираясь на эти уроки с самого начала. Это включает в себя проектирование систем, в которых скорость является побочным продуктом эффективности.

Будущее блокчейна не принадлежит самым быстрым. Достигнув 65 000 TPS без ошибок, блокчейн должен оставаться устойчивым под будущим давлением, чтобы стать полноценным аналогом платежной системы web2, ведь проблема узких мест сейчас является центральной в инженерии блокчейна. Те, кто решит её раньше, определят стандарт производительности в следующую эпоху web3.

! Кристофер Луис Цу

Кристофер Луис Цу

Кристофер Луис Цу является генеральным директором Venom Foundation, протокола блокчейна уровня 0, ориентированного на масштабируемые, безопасные и соответствующие решения для глобальной инфраструктуры web3. Имея более двух десятилетий опыта на пересечении финансов и технологий, включая руководящие должности в Amazon и Microsoft, он сейчас руководит разработкой интероперабельных экосистем, которые соединяют традиционные финансы с децентрализованными технологиями.