შესაძლებელია თუ არა ბლოკჩეინის იდეალური მასშტაბირება

მასშტაბირება არის ქსელის ან მონაცემთა ბაზის უნარი, გაზარდოს მისი წარმადობა დამატებითი დატვირთვის პირობებში. არსებობს სისტემის ვერტიკალური (გაუმჯობესებული აპარატული უზრუნველყოფის ხარჯზე) და ჰორიზონტალური (მცირე სეგმენტებზე დატვირთვის თანაბარი განაწილების ხარჯზე) მასშტაბირება. პირველი ხორციელდება ცენტრალური კვანძების სიმძლავრის გაზრდით, მეორე კი - პროგრამული მეთოდებით.

ამის ახსნის ყველაზე მარტივი გზა წმინდა პეტრეს მაგალითია, რომელიც მიცვალებულთა სულებს ანაწილებს სამოთხესა და ჯოჯოხეთს შორის.

ცნობილია, რომ ამ მოციქულმა  ორი გასაღები მიიღო: ოქროს (მართალთათვის სამოთხის კარიბჭის) და ვერცხლის (მოუნანიებელი ცოდვილებისთვის ჯოჯოხეთის კარისგან). მაგრამ ლეგენდა არ ამხელს საიდუმლოს, თუ როგორ ახერხებს ის ახლად გარდაცვლილი სულის სწრაფად სკანირებას და მის დანიშნულების ადგილზე გადამისამართებას, თუ ყოველწამიერად ათასობით მიცვალებული მოდის მასთან სამსჯავროზე. პეტრესთან სულის შეხვედრა ხომ ყოველთვის ერთი ერთზე ხდება და მათ დრო სჭირდებათ, რომ უკეთ გაიცნონ ერთმანეთი და ჩაიხედონ წიგნში, სადაც  ადამიანის ყველა კარგი და ცუდი საქმეა ჩაწერილი.

თუ დავუშვებთ,რომ აქავ სისტემური მასშტაბირება იყო გამოყენებული,მაშინ,შეგვიძლია ვივარაუდოთ,რომ:

1.პეტრეს უნარი  პოპულაციის ზრდისა და, შესაბამისად, მთლიანი სიკვდილიანობის. პროპორციულია . ის ზრდის მის შესაძლებლობებს და ამცირებს სულთან კომუნიკაციის დროს რაღაც უცნობი დროებითი ცვლილებით ისე, რომ გარდაცვლილისთვის დროის ჩარჩოების სისტემა უცვლელი რჩება. ეს  ვერტიკალურ მასშტაბირებას ჰგავს.

2. კარის მცველების დიდი რაოდენობა არსებობს, რომლებსაც დელეგირებული აქვთ პეტრეს უფლებამოსილება და რომლებსაც აქვთ მასთან გათანაბრებული  უფლებები და შესაძლებლობები. კლონებს არ სჭირდებათ მოქმედებების სინქრონიზაცია, რადგან მათ აქვთ პროგრამის  ერთი და იგივე კოდი (ამას ჰქვია რეპლიკაცია, ან სრული დუბლიკატი). პეტრეს  პიროვნების ალგორითმის ოდნავი ცვლილება ავტომატურად  მის დუბლიკატებსაც ცვლის. ამ შემთხვევაში საქმე გვაქვს ჰორიზონტალურ მასშტაბირებასთან.

ორივე შემთხვევაში წმინდა პეტრეს გამტარუნარიანობა მაღალი რჩება და არაა დამოკიდებული გაზრდილ დატვირთვაზე.

როდესაც  ბლოკჩეინის მასშტაბირებაზე ვსაუბრობთ, ვგულისხმობთ მათ სისტემურ უნარს, დაამუშავონ ტრანზაქციების მაქსიმალური რაოდენობა იმ ვადებში, რომლებიც არ ახდენენ გავლენას ოპერაციების მომგებიანობაზე. როგორც თავიდანვე ვთქვით, მასშტაბირება არის ამ სისტემის გაუმჯობესების მოდელის არჩევა.

ციფრული ფულის მაღალი ვოლატილობის გათვალისწინებით, გადახდის სიჩქარის პარამეტრი კრიტიკული ხდება.

ბიტკოინის პროტოკოლი გულისხმობს ერთიანი საკონტროლო კვანძის არარსებობას. აქედან გამომდინარე, შეუძლებელია ტრანზაქციის დამუშავების დაჩქარება ცენტრალური სერვერის გამტარუნარიანობის გაზრდით.

BTC–ის PoW–ბლოკჩეინს შეუძლია წამში 5-8 ტრანზაქციის დამუშავება, რაც კატასტროფულად ცოტაა  მოთხოვნისთვის ქსელის მომხმარებლების მხრიდან.  ფიატური ვალუტებისთვის კი ყველა პოპულარული გადახდის სისტემა  წამში 20,000 გადახდიდან ზემოთ   რაოდენობით ოპერირებს.

ნოდებს  შორის მუდმივი სინქრონიზაციის აუცილებლობა ერთდროულად დასამუშავებელი ინფორმაციის რაოდენობას ზღუდავს: ქსელში ბლოკების რეტრანსლირება კრიტიკულ გავლენას ახდენს მთელი სისტემის მუშაობის სიჩქარეზე. ეს იწვევს ნოდების მფლობელთა ხარჯის ზრდას – აღჭურვილობა სულ უფრო  მეტ ენერგიას მოიხმარს და მუდმივ მოდერნიზაციას მოითხოვს.. 

ამიტომ უკვე რამდენიმე წელია რაც დამოუკიდებლად ბიტკოინის მაინინგი  вფინანსურად არამიზანშეწონილია. ხშირად ამისთვის კოლექტიური პულები იქმნება და გიგანტური დატა–ცენტრები შენდება.  

დეცენტრალიზაციისა და უსაფრთხოების პინციპებისთვის რომ არ ეღალატა, გუნდი, რომელიც ბიტკოინის ბლოკჩეინს უწევდა მ,ომსახურებას, მასშტაბირების ალტერნატიული გზების შეთავაზებით გამოდიოდა.

მასშტაბირება ბლოკების გაზრდის მეშვეობით

ბლოკის ზომის გაზრდით ბიტკოინის ბლოკჩეინის მასშტაბირების პირველი მცდელობა  2015 წელს მოხდა. ორმა დეველოპერმა, გევინ ანდრესენმა და მაიკ ჰერნმა, შესთავაზეს ბლოკის დაშვებული ზომის  1 მბ-დან 8 მბ-მდე გაზრდა. ანუ  მათი ტევადობის გაზრდა  და  საერთო რაოდენობის შემცირება. ეს იდეა  სოფტფორკის გამოშვებით განხორციელდა,რომელსაც  Bitcoin XT ეწოდა.

თეორიულად, ასეთ გადაწყვეტას შეეძლო   ტრანზაქციების სიჩქარე  წამში 25-მდე გაეზარდა. მაგრამ ფორკს  მხარი  ვალიდატორთა 2%-ზე ნაკლებმა დაუჭირა (აუცილებელია 75%) და ის გარდაიცვალა ისე,რომ  ერთი წელიც არ უცოცხლია.

2016 წელს გაჟღერდა  ბლოკების  არა დაუყოვნებლივ, არამედ თანდათანობით,

ყოველ ორ წელიწადში ერთხელ გაზრდის წინადადება. პროგრამულმა ფორკმა მიიღო სახელწოდება  Bitcoin Classic და კრიპტოსაზოგადოების მხარდაჭერა, მაგრამ დროით გამოცდა   ვერც მან ჩააბარა. მისმა დეველოპერებმა თავად შესთავაზეს მაინერებს  უფრო პერსპექტიულ ვარიანტზე - Bitcoin Cash–ზე გადაერთონ.

მესამე soft fork-მა შესაძლებელი გახადა ბლოკის ზომის ხმის მიცემით არჩევა. მას ერქვა Bitcoin Unlimited, მაგრამ იმდენი ხარვეზი ჰქონდა კოდში, რომ იგი კარტის სახლივით დაიშალა  2017 წელს პირველი DDoS შეტევის დროს.

ბლოკების გაზრდით წარუმატებელმა მასშტაბირებამ განაპირობა ის, რომ BTC ბლოკჩეინზე კონტროლი ნახევარზე ოდნავ ნაკლებით  დიდი მაინინგ პულების ხელში გადავიდა.  ეს კი  პირდაპირი საფრთხეა ღია 51%-იანი შეტევისას

კრიპტოვალუტის ETH ბლოკჩეინი რეალიზებულია როგორც სმარტ–კონტრაქტების შექმნისა და ფუნქციონირების გარემო და   მორბენალს ჰგავს ბიტკოინის მოუხერხებელი ქსელის ფონზე: გადახდის დამუშავების სიჩქარე დასაწყისში  წამში ათასს აღწევდა.

მისი შემქმნელი, ვიტალი ბუტერინი, ვარაუდობდა, რომ ეთერეუმის ქსელი Proof-of-Work (მუშაობის დადასტურება) კონსენსუსის ალგორითმს გამოიყენებდა. მაგრამ მონაცემთა ბაზის  დაბალმა მასშტაბირებამ  და ტრანზაქციების მაღალმა საკომისიომ აიძულა უარი ეთქვა PoW–ზე და შარდინგის გამოყენებით ETH 2.0  შეექმნა.   

ჰორიზონტალური მასშტაბირების ამ ვარიანტმა სისტემის გამტარუნარიანობა 100ჯერ  გაზარდა. ეს შესაძლებლობა მიღწეულ იქნა საინფორმაციო ნაკადის რამდენიმე ნაწილად (shards) დაყოფით, რომლები განაწილებაც  დამოუკიდებელ სერვერებზე შეიძლება.

ეთერეუმის ბლოკჩეინის კონსენსუსის ალგორითმი  Proof-of-Stake-ისკენ განვითარდა და  მაინერებს ვალიდაციისთვის საჭირო  სტიმული შეუცვალა.

Beacon Chain–ის )ბლოკჩეინის ახალი ვარიანტის) სამუშაო ვერსიის ამოქმედების შემდეგ,  ETH–ის კლასიკურმა მაინინგმა აქტუალობა დაკარგა.  ვალიდატორები იძულებულნი არიან თავიანთი რესურსების კონცენტრირება გირავნულ აქტივებში მოახდინონ,რაც სტეიკინგის ნაირსახეობაა.

ეს გადაწყვეტილება უარყოფითად აისახა ETH–ის ბლოკჩეინის უსაფრთხოებაზე.  მაგრამ სისტემისთვის, სადაც  პოპულარული აპლიკაციები იქმნება და რომლებზეც   მომხმარებლების  აჟიოტაჟური მოთხოვნაა, ასეთი არქიტექტურა ორ ბოროტებას შორის უფრო ნაკლებია.