Haben Sie sich jemals gefragt, warum Blockchain immer noch kein fester Bestandteil unseres Lebens ist? Große Unternehmen investieren Geld in Blockchain-Forschung, sie implementieren Blockchain-Lösungen, intelligente und erfolgreiche Menschen sprechen von DLT (Distributed Ledger Technologies) als etwas Revolutionärem, wir hören, dass die Zukunft dezentralisiert ist usw. Gleichzeitig sind wir nicht weit Von dem Punkt an, an dem wir vor Jahren waren - die meisten der neuesten Internet-Trends scheinen wenig mit Blockchain zu tun zu haben, dieser wichtigsten Neuheit. Warum also?
Viele Menschen neigen dazu, Blockchain ausschließlich mit Kryptowährungen zu assoziieren. Sie könnten sagen, dass Kryptowährungen zu volatil sind, um ein bequemes Zahlungsmittel zu sein. Diese Aussage ignoriert die Tatsache, dass Kryptowährungen bereits als Zahlungsmittel verwendet werden, obwohl Fiat-Geld immer noch ein bevorzugtes Werkzeug ist. In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf den anderen schwerwiegenden Nachteil der Blockchain-Technologie - die schlechte Skalierbarkeit. Seit Jahren arbeiten führende Köpfe der Branche daran, die Lösung zu finden, mit der Blockchain-basierte Netzwerke Tausende oder sogar Millionen von Transaktionen pro Sekunde verarbeiten können. Blockchain wird in keinem Teil der Welt eine alltägliche Technologie sein, bis das Skalierbarkeitsproblem gelöst ist.
In diesem Artikel werden wir erklären, warum die Bedeutung einer hohen Transaktionsgeschwindigkeit äußerst wichtig ist, und verschiedene Lösungen auflisten, die darauf abzielen, die Geschwindigkeit zu erhöhen. Wir werden über Segregated Witness, Lightning Network und innovative Konsensprotokolle sprechen, die die Skalierbarkeit erhöhen. Außerdem werden wir Lösungen erwähnen, die für einzelne Kryptowährungsplattformen entwickelt wurden (am Beispiel von Freewallet ) , und erfahren, was Transaktions-Batching ist und wie es helfen kann, Transaktionen durchzuführen schneller und billiger. Das allererste Thema ist jedoch die Transaktionsgeschwindigkeit, ihre Bedeutung und die Herausforderungen bei der Erhöhung dieser Geschwindigkeit.
- Transaktionsgeschwindigkeit
- Lösungen & Beispiele
- Fazit
Transaktionsgeschwindigkeit
Die hohe Skalierbarkeit einer bestimmten Blockchain impliziert, dass das Netzwerk eine hohe Transaktionsgeschwindigkeit aufweist. Es ermöglicht verschiedenen Konten, unabhängig von der Netzwerklast schnell oder sogar sofort Daten untereinander auszutauschen. Es erfordert die schnelle Bestätigung von Transaktionen im Netzwerk.
Die Transaktionsgeschwindigkeit hängt von den folgenden vier Parametern ab: Feste Zahlen wie Blockzeit und Blockgröße sowie zwei nicht konstante Parameter: Netzwerklast und Transaktionsgebühren.
- Die Blockgröße ist eine Konstante, die von den Blockchain-Erstellern festgelegt wird. Diese Größe bestimmt, wie viele Daten in einem Block enthalten sein können. Beispielsweise kann die Bitcoin-Blockgröße 1 MB nicht überschreiten, obwohl dieser Parameter bei der Implementierung von SegWit und Lightning Network 2 bis 4 MB erreichen kann.
- Die Blockzeit (die manchmal mit der Transaktionsgeschwindigkeit verwechselt wird) ist eine weitere Konstante, die den festen Zeitraum bezeichnet, der zum Erstellen eines neuen Blocks erforderlich ist. In der Bitcoin-Blockchain wird alle 10 Minuten ein neuer Block gefunden, während Litecoin-Entwickler diese Zahl auf 2,5 Minuten verringert haben.
- Die Netzwerklast (oder der Datenverkehr) steht für die Anzahl der aktiven Knoten, die zu einem bestimmten Zeitpunkt Transaktionen austauschen. Je höher die Anzahl der aktiven Benutzer ist, desto größer ist die Last. Verständlicherweise wirkt sich dies negativ auf die Transaktionsgeschwindigkeit aus.
- Eine Transaktionsgebühr auf den meisten Blockchain-Plattformen bestimmt die Priorität der Transaktion. Je höher die Gebühr ist, desto höher ist die Priorität.
Alle diese Faktoren zusammen beeinflussen die Geschwindigkeit jeder Transaktion. Transaktionen dauern von einigen Minuten bis zu Monaten, bis sie abgeschlossen sind. Diese Unsicherheit und Volatilität in der Transaktionsgeschwindigkeit machen Blockchain-Dienste für die Nutzung des breiteren Publikums nicht effektiv. Bei Spitzenwerten der Netzwerklast werden die Plattformen langsam und Tausende von Menschen sind betroffen (sobald eine Ethereum-Blockchain, die für Tausende von Unternehmen von entscheidender Bedeutung ist, 20% ihrer Geschwindigkeit verloren hat, weil das CryptoKitties-Spiel auf dem neuesten Stand ist Ethereum-Plattform). Eine solche Situation ist nicht geeignet für Menschen, die im Jahr 2020 leben, wenn die Internetgeschwindigkeit hoch genug ist, um solche Probleme bei der Nutzung zentraler Plattformen zu vergessen.
Aus diesem Grund sprechen alle (im Blockchain-Informationsfeld) über die Bandbreite (die Anzahl der Transaktionen pro Sekunde). Blockchain-Plattformen haben viel zu tun, da Visa bis zu 24.000 Transaktionen pro Sekunde verarbeiten kann, PayPal nur 193 TPS ausführt, während Bitcoin etwa 7 Transaktionen pro Sekunde verarbeitet.
Natürlich können wir die Transaktionsgeschwindigkeit aller Blockchain-basierten Plattformen nicht beurteilen, wenn wir die Erfolge des Bitcoin-Netzwerks betrachten, da es eines der langsamsten in der Branche ist. Ethereum ist in der Lage, 20 Transaktionen pro Sekunde zu verarbeiten. Ripple ist mit rund 1,5.000 Transaktionen pro Sekunde viel schneller als PayPal, aber es gibt noch viel zu tun, um diese Plattformen auf ein neues Niveau zu bringen und attraktiver als Banken zu machen für die breite Öffentlichkeit. Darüber hinaus geben viele Entwickler aus der Blockchain-Branche an, dass ihre Plattformen das Potenzial haben, eine solche Skalierbarkeit zu demonstrieren, die die Verarbeitung von Tausenden, Millionen oder sogar einer unendlichen Anzahl von Transaktionen pro Sekunde ermöglicht. Werfen wir einen Blick auf die vor Ort diskutierten Lösungen und vergessen Sie nicht, die Beispiele der Plattformen zu erwähnen, die Transaktionen bereits schnell oder stabil verarbeiten.
Lösungen & Beispiele
An der Oberfläche scheint die Lösung offensichtlich zu sein. Die Geschwindigkeit wird höher, wenn die Blockgröße größer und die Blockzeit kürzer wird. Aber wie immer steckt der Teufel im Detail. Wenn die Blockzeit kurz ist, besteht die Möglichkeit, dass der Block seinen übergeordneten Block nicht findet, nicht in die Hauptkette gelangt und infolgedessen zu einem verwaisten Block wird. Solche Blöcke sind ungültig und Transaktionen in solchen Blöcken werden trotz Bestätigung verworfen. Bitcoin hat eine große Blockierungszeit (10 Minuten), aber andererseits hatte das Bitcoin-Netzwerk in den letzten zehn Jahren keinen einzigen verwaisten Block.
Eine kleine Blockgröße ist wichtig, um die Netzwerke vor DDoS-Angriffen zu schützen. Spam mit 1-MB-Blöcken ist nicht so gefährlich wie Spam mit 100-MB-Blöcken. Deshalb ist die Vergrößerung der Blockgröße immer ein Risiko. Beachten Sie, dass Bitcoin die ganze Zeit über eine sichere Plattform mit seiner anfänglichen Blockgröße und Blockzeit war. Außerdem war es langsam und es ist immer noch langsam.
Glücklicherweise wurde die Lösung zur Beschleunigung des Bitcoin-Netzwerks gefunden. Mit der Implementierung des sogenannten Lightning-Netzwerks hoffen die Entwickler, das Skalierbarkeitsproblem der allerersten Kryptowährung zu lösen. Transaktionen sollen sofort und billig (oder sogar kostenlos) sein. Lightning Network wurde nach der Aktivierung des Segregated Witness-Protokolls (SegWit) möglich, das eine Erhöhung der Blockgröße ohne invasive Änderungen in der Netzwerkstruktur ermöglicht. SegWit wurde bereits 2017 aktiviert, aber Lightning Network befindet sich noch in der Entwicklung und hat viele Probleme. Darüber hinaus warnen einige Forscher, dass die Implementierung von Lightning Network zu einer gefährlichen Zentralisierung des Bitcoin-Netzwerks führen wird.
Eine andere Lösung besteht darin, kleine Transaktionen zu einer Transaktion zusammenzufassen. Dadurch wird die Größe der teilnehmenden Transaktionen verringert, sodass jeder Block mehr Zahlungen enthält. Nur ein kleiner Prozentsatz des Transaktionsgewichts hängt mit dem Betrag eines gesendeten Geldes zusammen. Das Kombinieren mehrerer Beträge zu einem reduziert die Gebühren und spart viel Platz für andere Transaktionen im selben Block. Obwohl die Lösung recht elegant ist, ist es offensichtlich, dass sie kein Game-Changer ist. Batching-Transaktionen wurden jedoch zum normalen Austausch von Kryptowährungen, die von der hohen Kapazität abhängen, mit der die Händler Transaktionen rechtzeitig ausführen können. Das schwerwiegendste Problem bei dieser Lösung ist, dass keine Transaktionen aus verschiedenen Geldbörsen gestapelt werden können. Die Methode funktioniert nur, wenn eine Person / Institution gleichzeitig Geld an mehrere Empfänger sendet. Ebenso wie Lightning Network eignet sich diese Methode nur für Bitcoin- und Bitcoin-basierte Währungen.
Neben gängigen Konsensprotokollen wie Proof-of-Work oder Proof-of-Stake gibt es Plattformen mit exotischeren Mechanismen, die eine größere Anzahl von Transaktionen pro Sekunde ermöglichen, wie z. B. Freewallet .
Es wäre ein Missverständnis zu glauben, dass nur die Entwickler von Blockchains und Ökosystemen die Geschwindigkeit von Transaktionen vorantreiben. Manchmal finden auch die kleineren Plattformen, die sich mit dem Umtausch von Münzen befassen, ihre Lösungen. In einer gemeinsamen Anstrengung haben Freewallet und Changelly ihren Benutzern beispielsweise eine Funktion für schnelle Austauschtransaktionen bereitgestellt. Berichten zufolge werden sie im schlimmsten Fall in 3 Minuten hingerichtet. Darüber hinaus erklären die Unternehmen, dass dieser Service eine höhere Privatsphäre bei Transaktionen gewährleistet. Wir werden hier nicht auf die Details der Servicearchitektur eingehen und nur beachten, dass die möglichen Nachteile dieser Funktion darin bestehen, dass sie auf eine Anzahl von 54 unterstützten Münzen beschränkt ist (mehrere ERC20-Token, BTC, USDT, LTC, DOGE usw.) on) und die Abhängigkeit von zentralisierten Plattformen.
Fazit
Leider sind die meisten vorhandenen Skalierbarkeitslösungen derzeit von einer Verringerung der Dezentralisierung und damit der Sicherheit betroffen. Wir brauchen Lösungen, die die Dezentralisierung nicht beeinträchtigen, da sie eine der wichtigsten Blockchain-Eigenschaften sind, die ihr ein revolutionäres Potenzial verleihen.
Sobald das Problem der Skalierbarkeit gelöst ist, wird die Menschheit die Möglichkeit haben, die Art und Weise der globalen und lokalen Interaktion in vielen Bereichen zu ändern, da Blockchains viele komplizierte Dinge transparenter und einfacher machen und die Notwendigkeit beseitigen, auf Vertrauen angewiesen zu sein, da Betrug unmöglich sein wird oder zu teuer. Deshalb sollten wir unsere Augen und Ohren auf diese Skalierbarkeitsdiskussion richten, da sie eines der letzten Hindernisse ist, die uns von der Zukunft trennen. Für alle, die in Bezug auf die aktuellen Technologien auf dem Laufenden bleiben möchten, sind Lightning Network, SegWit, Transaktionsstapelung, Sharding und viele andere Lösungen des Skalierbarkeitsproblems (einschließlich der in diesem Artikel nicht genannten) ein aussagekräftiges Wissen.