Technologia blockchain otworzyła nową erę dla finansów, zarządzania danymi i niezliczonych innych dziedzin, od kryptowalut takich jak Bitcoin po aplikacje zdecentralizowane (dApps). Jednak za tym dynamicznym rozwojem stoi ogromne wyzwanie, przed którym stają deweloperzy blockchain: Blockchain Trilemma.

Koncepcja ta, zaproponowana przez Vitalika Buterina – twórcę Ethereum – podkreśla, że blockchainowi trudno jest jednocześnie osiągnąć trzy kluczowe czynniki: decentralizację, bezpieczeństwo i skalowalność. Zamiast tego projekty często mogą zoptymalizować tylko dwa z trzech czynników, prowadząc do nieuniknionego kompromisu.

W tym artykule zbadamy, czym jest Blockchain Trilemma, analizując konkretne przykłady wiodących blockchainów z danymi liczbowymi, aby zobrazować ich kompromisy, a na końcu dowiemy się, dlaczego Altius – nowo powstały projekt infrastruktury blockchain – może być „świętym graalem” w rozwiązaniu tego frustrującego problemu.

Czym jest Blockchain Trilemma?

Blockchain Trilemma to koncepcja opisująca trudności w równoważeniu trzech podstawowych właściwości systemu blockchain:

  1. Decentralizacja: To jest stopień, w jakim sieć nie jest kontrolowana przez jeden centralny podmiot. Wysoko zdecentralizowany blockchain ma wiele węzłów (nodes) uczestniczących w procesie potwierdzania transakcji, co zapewnia, że nikt nie może łatwo manipulować systemem.

  2. Bezpieczeństwo: To zdolność do obrony przed atakami, takimi jak hacki, ataki 51% lub manipulacja danymi. Dobry blockchain ochroni dane i transakcje użytkowników w maksymalnym stopniu.

  3. Skalowalność: To zdolność do przetwarzania dużej ilości transakcji szybko i efektywnie. Dobry blockchain o wysokiej skalowalności może sprostać potrzebom milionów użytkowników bez przeciążenia sieci czy wzrostu kosztów transakcji.

W związku z tym, osiągnięcie wszystkich trzech czynników jednocześnie jest dużym wyzwaniem. Gdy blockchain stara się poprawić jeden aspekt, często musi poświęcić inny aspekt. Aby lepiej to zrozumieć, przyjrzymy się konkretnym przykładom w następnej części.

Blockchain i Kompromis

Poniżej znajduje się szczegółowa analiza niektórych dużych blockchainów, aby pokazać, że muszą one stawić czoła kompromisowi w tym niemożliwym trójkącie.

Bitcoin

  • Decentralizacja: Bitcoin jest złotym standardem decentralizacji. Z ponad 15.000 węzłów (nodes) na całym świecie (wg Bitnodes, stan na 2023), żaden podmiot nie może łatwo kontrolować sieci.

  • Bezpieczeństwo: Mechanizm konsensusu Proof of Work (PoW) Bitcoina jest niezwykle bezpieczny dzięki ogromnemu hashrate – około 300 EH/s (eksahash na sekundę, wg Blockchain.com, 2023). Aby zaatakować sieć, atakujący musiałby kontrolować ponad 50% hashrate, co jest niemal niemożliwe przy obecnych kosztach.

  • Skalowalność: To jest duża słabość Bitcoina. Sieć obsługuje tylko 7 transakcji na sekundę (TPS), co jest znacznie mniej niż tradycyjne systemy finansowe, takie jak Visa (około 24.000 TPS). Rozmiar bloku 1MB i średni czas tworzenia bloku wynoszący 10 minut to główne powody.

Kompromis: Bitcoin stawia na decentralizację i bezpieczeństwo, ale poświęca skalowalność.

Ethereum

  • Decentralizacja: Ethereum również ma wysoki poziom decentralizacji, z około 8.000 węzłów (wg Etherscan, 2023). Jednak jest mniej zdecentralizowane niż Bitcoin z powodu wyższych wymagań sprzętowych do uruchomienia pełnych węzłów.

  • Bezpieczeństwo: Ethereum używało PoW przed przejściem na Proof of Stake (PoS) w aktualizacji Ethereum 2.0 (2022). Jednak bezpieczeństwo Ethereum nie jest doskonałe – smart kontrakty były już eksploatowane, jak w przypadku hacku DAO w 2016 roku, który doprowadził do utraty 3,6 miliona ETH (około 50 milionów USD w tamtym czasie).

  • Skalowalność: Przed Ethereum 2.0, sieć osiągała tylko 15-30 TPS. Po zastosowaniu PoS i rozwiązań warstwy 2 (takich jak Optimism lub Arbitrum), liczba ta wzrosła do setek TPS, ale nadal jest niewystarczająca do konkurencji z systemami scentralizowanymi.

Kompromis: Ethereum stara się zrównoważyć decentralizację i skalowalność, ale bezpieczeństwo czasami jest zagrożone z powodu złożoności smart kontraktów.

Solana

  • Decentralizacja: Solana ma niższy poziom decentralizacji, zaledwie około 2.000 walidatorów (wg Solana Beach, 2023). Wysokie wymagania sprzętowe (mocne komputery, duża przepustowość) utrudniają uczestnictwo w sieci, co prowadzi do częściowej centralizacji.

  • Bezpieczeństwo: Solana używa Proof of History (PoH) w połączeniu z PoS, zapewniając dobre bezpieczeństwo. Jednak sieć miała problemy z przerwami, takie jak 17-godzinna przerwa we wrześniu 2021 roku z powodu błędu technicznego.

  • Skalowalność: Solana jest gwiazdą w zakresie skalowalności, osiągając 65.000 TPS w idealnych warunkach (wg whitepaper Solany), wyprzedzając Bitcoina i Ethereum.

Kompromis: Solana stawia na skalowalność i bezpieczeństwo, ale poświęca decentralizację.

Binance Smart Chain (BSC)

  • Decentralizacja: BSC ma tylko 21 walidatorów (wg BscScan), wszyscy są wybierani przez Binance, co sprawia, że przypomina system scentralizowany bardziej niż zdecentralizowany.

  • Bezpieczeństwo: Dzięki mechanizmowi Proof of Staked Authority (PoSA), BSC ma dobre bezpieczeństwo w normalnych warunkach, ale jest łatwe do zaatakowania, jeśli Binance zostanie naruszone.

  • Skalowalność: BSC obsługuje 100-200 TPS, co jest wyższe niż początkowe Ethereum, ale niższe niż Solana.

Kompromis: BSC koncentruje się na skalowalności i bezpieczeństwie, ale niemal całkowicie pomija decentralizację.

Z powyższych przykładów wyraźnie wynika, że żaden obecny blockchain nie osiąga wszystkich trzech krawędzi Blockchain Trilemma. Czy istnieje więc rozwiązanie, które przełamuje ten limit?

Altius: Święty Graal Web3

Zgodnie z whitepaperem Altiusa, projekt nie ma na celu budowania nowego blockchaina, aby konkurować z takimi jak Ethereum, Solana czy Aptos. Zamiast tego, Altius oferuje ramy wykonawcze niezależne od maszyny wirtualnej, działające jako warstwa pośrednia, która pomaga blockchainom optymalizować wydajność, zwiększać interoperacyjność i zachować bezpieczeństwo oraz decentralizację.

Rozwiązanie Altius można porównać do „superładowarki” (supercharger) dla blockchaina, zapewniając wydajność Web3 na poziomie Web2, nie wymagając jednocześnie zmiany rdzenia łańcuchów. Poniżej przedstawiono, w jaki sposób Altius rozwiązuje każdy z czynników trilemma, opierając się na technologiach i projektach unikalnych opisanych w whitepaper:

1. Skalowalność – Przyspieszanie blockchaina bez poświęcania bezpieczeństwa

Jedną z największych mocnych stron Altiusa jest zdolność do poprawy przepustowości transakcji (TPS) i obniżenia kosztów gazu, nie wymagając od blockchainów zmiany ich podstawowej struktury. Osiąga się to poprzez:

  • Wykonanie równoległe (Parallel Execution):
    Altius używa zaawansowanego modelu wykonania równoległego, łączącego Deterministic Optimistic Concurrency Control (OCC) oraz Static Single Assignment (SSA). OCC pozwala na równoczesne przetwarzanie wielu transakcji bez powodowania konfliktów, podczas gdy SSA optymalizuje analizę zależności danych, zapewniając efektywne wykonanie transakcji. Whitepaper wskazuje, że model ten zwiększa liczbę transakcji na sekundę 30 razy i redukuje koszty gazu o 75%, co jest szczególnie odpowiednie dla aplikacji takich jak DeFi, NFT oraz gry blockchainowe, które wymagają wysokiego TPS i niskiego opóźnienia.

  • Otwarte sieci wykonawcze (Open Execution Network):
    Altius projektuje otwartą sieć wykonawczą, w której węzły z dowolnego blockchaina mogą uczestniczyć w przetwarzaniu transakcji bez potrzeby uzyskiwania zgody. To różni się od rozwiązań Layer 2, takich jak rollupy, które często wymagają specjalistycznego sprzętu lub stałych walidatorów. Otwarte sieci Altiusa rozkładają obciążenie pracy wykonawczej na wiele węzłów, co zwiększa skalowalność bez zmniejszania decentralizacji.

  • Optymalizacja bazy danych:
    Altius wprowadził znaczne usprawnienia w optymalizacji wydajności bazy danych blockchain, na przykład w przypadku reth (Rust Ethereum). Whitepaper wspomina, że Altius zidentyfikował wąskie gardła w I/O (wejście/wyjście) reth i poprawił wydajność przechowywania, co pomaga w redukcji czasu przetwarzania i zwiększa przepustowość. Te optymalizacje mają zastosowanie nie tylko do Ethereum, ale także do innych blockchainów integrujących się z Altiusem.

Dzięki tym usprawnieniom Altius umożliwia blockchainom osiągnięcie wydajności porównywalnej z Web2 (dziesiątki tysięcy TPS z milisekundowym opóźnieniem), nie wymagając budowy nowego łańcucha od podstaw. Jest to szczególnie ważne w kontekście Web3, gdzie aplikacje takie jak gry blockchainowe lub rynki finansowe DeFi wymagają niskich kosztów i szybkiej prędkości, aby konkurować z platformami scentralizowanymi.

2. Bezpieczeństwo – Przyspieszenie nie oznacza ryzyka

Jednym z największych zmartwień związanych z zwiększaniem skalowalności jest ryzyko wpływu na bezpieczeństwo. Altius rozwiązuje ten problem poprzez kilka inteligentnych mechanizmów:

  • Mechanizm podwójnego stakingu (Dual Staking):
    W otwartej sieci wykonawczej Altiusa węzły uczestniczące muszą stakować zarówno token Altius, jak i token z docelowego łańcucha (na przykład: ETH dla Ethereum, SOL dla Solany). Ten mechanizm zapewnia, że węzły mają ekonomiczne motywacje do działania uczciwie, ponieważ zostaną ukarane, jeśli celowo będą manipulować transakcjami. Whitepaper podkreśla, że mechanizm podwójnego stakingu pomaga utrzymać bezpieczeństwo pierwotnego łańcucha, jednocześnie pozwalając Altius zwiększyć wydajność.

  • Deterministyczne OCC:
    Model OCC Altiusa nie tylko zwiększa prędkość, ale także zapewnia deterministyczność w wykonaniu transakcji. Oznacza to, że wyniki transakcji są zawsze spójne na wszystkich węzłach, co zmniejsza ryzyko błędów lub ataków, takich jak podwójne wydawanie.

  • Oddzielona warstwa wykonawcza:
    Dzięki oddzieleniu warstwy wykonawczej od warstwy konsensusu i warstwy dostępności danych, Altius minimalizuje ryzyko dla pierwotnego łańcucha. Blockchainy integrujące się z Altiusem nadal zachowują swoje własne mechanizmy konsensusu i bezpieczeństwa, podczas gdy Altius optymalizuje jedynie wykonanie transakcji. To zapewnia, że bezpieczeństwo pierwotnego łańcucha nie jest zagrożone.

Dzięki tym mechanizmom Altius umożliwia blockchainom przyspieszenie bez poświęcania bezpieczeństwa – to duży krok naprzód w porównaniu z innymi rozwiązaniami, które często poświęcają bezpieczeństwo, aby osiągnąć skalowalność.

3. Decentralizacja – Sieć otwarta dla wszystkich

Decentralizacja jest kluczowym elementem filozofii blockchain, ale wiele obecnych rozwiązań skalujących zmniejsza decentralizację. Na przykład, rollupy często polegają na małej grupie walidatorów, lub blockchainy o wysokiej wydajności, takie jak Solana, wymagają mocnego sprzętu, co utrudnia użytkownikom uruchomienie węzła. Altius rozwiązuje ten problem poprzez:

  • Sieć wykonawcza bez zezwoleń (Permissionless Execution Network):
    Każdy może uczestniczyć w otwartej sieci wykonawczej Altiusa, stakując token, bez potrzeby posiadania drogiego specjalistycznego sprzętu. To zapewnia, że sieć pozostaje zdecentralizowana, z wieloma węzłami uczestniczącymi z całego świata.

  • Kompatybilność z każdym blockchainem:
    Altius został zaprojektowany, aby działać z dowolnym blockchainem, od Ethereum po Solanę, Aptos, a nawet łańcuchy specyficzne dla aplikacji. To pomaga zmniejszyć fragmentację płynności i zachęca do uczestnictwa wielu różnych społeczności blockchain, wzmacniając decentralizację w całym ekosystemie.

  • Architektura modułowa:
    Whitepaper Altiusa kładzie nacisk na architekturę trzech modułów (wykonanie, konsensus, przechowywanie danych), co pozwala blockchainom dostosować sposób integracji z Altiusem, nie tracąc przy tym autonomii. Na przykład, jeden łańcuch może używać Altiusa tylko do wykonywania transakcji, zachowując swoją własną warstwę konsensusu i przechowywania danych. To pozwala blockchainom utrzymać decentralizację, ponieważ nie są całkowicie uzależnione od Altiusa.

Tworząc otwartą sieć wykonawczą, kompatybilną z wieloma łańcuchami, i nie wymagającą specjalistycznego sprzętu, Altius zapewnia, że blockchainy, które się z nią integrują, nadal zachowują decentralizację – ostatni element trilemma.

Altius – Cichy Bohater Web3

Blockchain trilemma od dawna stanowi największą barierę dla rozwoju Web3. Podczas gdy wiele projektów stara się rozwiązać ten problem, tworząc nowe blockchainy, Altius wybiera inną drogę: pomaga istniejącym blockchainom stać się lepszymi. Dzięki ramom wykonawczym niezależnym od maszyny wirtualnej, wykonaniu równoległemu, otwartej sieci wykonawczej i architekturze modułowej, Altius nie tylko rozwiązuje trilemma, ale także otwiera przyszłość, w której Web3 może konkurować bezpośrednio z Web2 pod względem prędkości, kosztów i doświadczenia użytkownika.

Jak wskazano w whitepaperze Altiusa, projekt nie ma na celu zastąpienia blockchainów, lecz ich wzmocnienie, aby osiągnęły równowagę między bezpieczeństwem, skalowalnością i decentralizacją. W wielołańcuchowym świecie Altius nie jest tylko rozwiązaniem technicznym – jest mostem, który przybliża Web3 do marzenia o zdecentralizowanym, wydajnym i dostępnym internecie dla wszystkich.

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o Altius, odwiedź https://www.altiuslabs.xyz/, przeczytaj whitepaper lub dołącz do społeczności przez Discord i Telegram. Altius to nie tylko projekt – to przyszłość blockchaina.
#Altius