Blockchains leren hoe te schalen, maar tegen welke prijs?

Schalen ten koste van re-centralisatie en beveiliging? Misschien is de meest modieuze technische oplossing voor schaalbaarheid op dit moment sharding.

56.000: het aantal transacties dat het Visa-betalingsplatform in één seconde kan verwerken. Daarentegen verwerkt de Bitcoin blockchain alles van drie tot zes transacties in dezelfde hoeveelheid tijd, terwijl Ethereum nu slechts een iets minder indrukwekkende 15 kan verwerken.

Deze vergelijking is nauwelijks vleiend voor beide blockchains en onderstreept de uitdagingen waarmee zij en andere gedistribueerde grootboeken worden geconfronteerd als hun ontwerpers ze ooit willen opschalen naar het punt waar ze door een groot deel van de wereld worden gebruikt.

Gelukkig zijn er de afgelopen maanden steeds meer aanwijzingen dat het schaalprobleem van crypto op een dag tot het verleden kan behoren. Van Bitcoin en Ethereum tot Microsoft en de Bank of China ontwikkelen ontwikkelaars schalingsoplossingen voor ‘s werelds blockchains. De vraag is, zelfs als ze een enorme piek in transacties per seconde mogelijk maken, zullen ze nog steeds de kwaliteiten behouden – decentralisatie en veiligheid – die de blockchain in de eerste plaats zo radicaal maakten?

Sharding

Misschien is de meest modieuze technische oplossing voor schaalbaarheid op dit moment sharding, waar Ethereum (onder andere) aan werkt in de hoop ergens in de regio van 10.000+ transacties per seconde te bereiken.

In tegenstelling tot de Ethereum-blockchain zoals deze nu werkt, verdeelt sharding de knooppunten van de blockchain in kleinere groepen, ook wel ‘shards’ genoemd. In plaats van dezelfde transacties tegelijkertijd te valideren, valideren verschillende shards vervolgens verschillende reeksen transacties, waardoor het aantal transacties dat per seconde kan worden verwerkt, wordt verhoogd.

Zoals Ethereum-ontwikkelaar Raul Jordan in een blogbericht in januari uiteenzette: zodra elke shard zijn eigen set transacties valideert en sorteert, worden deze vervolgens opnieuw in de algehele Ethereum-blockchain opnieuw gecombineerd. "Then," legt hij uit, "we would have supernodes that would take the collations across all shards and put them in a single block to be added to the Ethereum blockchain."

Iets soortgelijks als sharding – zij het nogal uitgesproken – is wat Corda aanbiedt. Gebouwd door het in New York gevestigde bedrijf / consortium R3, is het een gedistribueerd grootboek waarmee transacties parallel met elkaar kunnen plaatsvinden.

Zoals uitgelegd aan Cryptonews.com door Roger Willis, de Associate Director bij R3, "Corda does not broadcast all transactions to all network participants nor does it even broadcast all transactions to pre-defined “channels” or “subgroups.”"

Dit onderscheidt het van zowel sharding als van layer-2 protocollen, omdat er geen vaste groepen of ‘shards’ zijn die als zodanig een vaste reeks transacties verwerken. Het aantal deelnemers of knooppunten dat betrokken is bij het verifiëren van een transactie kan naar believen worden verkleind of naar boven worden verhoogd, terwijl geverifieerde transacties achteraf niet aan het volledige grootboek hoeven te worden toegevoegd.

"In Corda worden gegevens gedeeld op need-to-know-basis," legt Willis uit. "Dus geen onnodige tussenpersonen zijn op de hoogte van de discussie die zelfs plaatsvindt, wat betekent dat elke transactie alleen wordt gedeeld met de minimale set deelnemers die nodig is om die transactie te verwerken, te verifiëren, te evalueren of te notariseren."

Layer-2

Sharding is niet de enige techniek waar blockchain-ontwikkelaars naar op zoek zijn. De andere belangrijke methode betreft het gebruik van layer-2-protocollen, iets waar Microsoft, van alle bedrijven, naar kijkt. In februari kondigde de technologiegigant aan dat het op blockchain gebaseerde oplossingen voor online ID-verificatie nastreefde, en dat het ook laag-2-protocollen nastreefde als een oplossing voor de schalingsproblemen die inherent zijn aan blockchain-technologie.

Hoewel de voorgestelde Layer 2-protocollen zich in een vroeg stadium bevinden en niet in detail zijn beschreven, werken ze hoofdzakelijk door transacties naar een ‘off-chain’-platform te verzenden. Of een dergelijk platform nog een ander gedecentraliseerd grootboek of iets anders is, is in dit stadium niet duidelijk, maar het idee is dat ze de beperkingen zullen missen die Bitcoin en Ethereum momenteel blokkeren.

Bitcoin zelf flirtte al een paar jaar met het idee van off-chain scaling, in de vorm van Lightning Network waarmee transacties kunnen plaatsvinden via privékanalen tussen meerdere gebruikers.

Dit vermeende netwerk bevindt zich nog steeds in de alpha-testfase, maar een andere Bitcoin-oplossing die is uitgerold, is de SegWit-upgrade (gescheiden getuige). Het werd voor het eerst geïntroduceerd in augustus 2017 en verdubbelt ruwweg de vorige transactiesnelheid (per seconde) door de handtekeninggegevens van elk blok te verwijderen. Sinds de lancering is de adoptie gestaag toegenomen, en nu verantwoordelijk voor meer dan 30% van bitcoin-transacties.

Schalen ten koste van re-centralisatie en beveiliging?

Toegegeven, een verdubbeling van een snelheid van drie transacties per seconde is een vrij bescheiden stap, maar andere doorbraken buiten Bitcoin en Ethereum suggereren dat blockchains in de toekomst waarschijnlijk aanzienlijk sneller zullen zijn.

Een dergelijke doorbraak kwam van de Bank of China, die vorige maand octrooi heeft aangevraagd voor een blockchain-gegevenscompressietechniek die gegevens off-chain verzendt en vervolgens weer terug nadat deze is gecomprimeerd. Een andere mogelijke oplossing werd in oktober onthuld door een betaalbedrijf Mastercard, dat een blockchain bouwt die schaalbaar is "door consensus te bereiken tussen een vertrouwde netwerkbeheerder en netwerkdeelnemers."

Het voorbeeld van Mastercard is echter een aanwijzing voor de gevaren van vele voorgestelde schaaloplossingen, aangezien het vereist hoe een "vertrouwde" netwerkmoderator moet werken. Dit houdt in dat de blockchain (althans gedeeltelijk) gecentraliseerd wordt, iets dat niet alleen de anarchistische / libertarische geest van blockchain schendt, maar het ook openstelt voor misbruik en corruptie (bijvoorbeeld in het geval van een oneerlijke moderator).

En zelfs met schaaloplossingen zoals sharding zijn er veiligheidsrisico’s. Zoals uiteengezet in de eigen veelgestelde vragen van Ethereum over sharding, betekenen de veel kleinere maten scherven dat er een verhoogd risico is op een omgekeerde aanval, waarbij een kwaadwillende deelnemer andere knooppunten betaalt om een ​​alternatieve keten te maken (waardoor hij / zij de dubbele uitgaven kan doen).

Dit zijn serieuze obstakels op weg naar een echt schaalbare en echt gedecentraliseerde blockchain, en hoewel recente pogingen van ‘s werelds cryptogemeenschappen zouden betekenen dat er voldoende geloof is dat ze kunnen worden vrijgemaakt, twijfelen bepaalde cijfers sterk of de Ethereum en Bitcoin blockchains ooit kunnen worden gebruikt op schaal.

"Platforms die worden ontwikkeld voor zakelijk gebruik en die gewone traditionele blockchains zoals Ethereum en Bitcoin eenvoudig wijzigen, zullen altijd te maken hebben met schaalbaarheidsproblemen, omdat de onderliggende architectuur simpelweg niet geschikt is voor het doel", zegt Roger Willis van R3. "Hoewel ze misschien oppervlakkig aantrekkelijk zijn, staat het ontwerp van deze platforms fundamenteel haaks op de behoeften van de bedrijven wiens behoeften ze willen oplossen."

Alleen de tijd zal uitwijzen of een dergelijke analyse wel of niet waar is, maar voorlopig lijdt het geen twijfel dat de blockchain-bedrijven en -gemeenschappen in de wereld zich afwenden om ervoor te zorgen dat het onjuist blijkt te zijn.