Posten Decentraliserad skalbarhet kommer att bli nästa stora Web3-utmaning: Så här fixar vi det visades först på Coinpedia Fintech News
Web3 är allmänt hyllad som en vision om ett framtida, decentraliserat internet som är baserat på blockchain-teknik. Förespråkarna säger att det kommer att leda till ett mer demokratiskt internetekosystem som drivs av decentraliserade applikationer, verktyg och tjänster, där människor kan ta tillbaka kontrollen över sin data och återfå sin frihet.
Det är en vision som många analytiker håller med om. I en nyligen publicerad rapport beräknade Vantage Market Research att marknaden för Web3-tjänster är förväntas växa med en sammansatt årlig tillväxttakt på 41.6 % från 2022 till 2028, från ett uppskattat värde på 2.9 miljarder dollar nu till mer än 23.8 miljarder dollar vid den tiden.
Det är en optimistisk prognos som antar att Web3 kommer att fortsätta sin redan mycket snabba expansion, attrahera fler investeringar från riskkapitalister och generera ett större intresse för begrepp som kryptovaluta, decentraliserad finans, metaverse och play-to-earn-spel. Om Web3 ska göra detta kommer det att behöva övervinna vad som ser ut att vara en oöverstiglig utmaning som inget projekt ännu har kunnat lösa – problemet med decentraliserad skalbarhet
Svårigheten att skala Web3
Web3 har ett skalbarhetsproblem som kommer att visa sig vara ett stort hinder för mer utbredd användning, och om det någonsin kommer att bli en mångmiljardindustri som de mest optimistiska prognoserna visar, kommer någon att behöva komma på en lösning.
Problemen med skalbarhet av blockkedjor uppdagades först 2016 med explosionen av intresse för ett av de första blockkedjebaserade spelen, CryptoKitties.
CryptoKitties är ett spel på Ethereum blockchain som går ut på att föda upp digitala kattungar, föda upp dem och sedan byta ut dem med andra. Det visade sig vara ett otroligt populärt spel, så mycket att det orsakade trängsel utan motstycke på Ethereum-nätverket. Det ledde till långsamma transaktionsbehandlingstider, vilket var illa nog, och skyhöga gasavgifter, vilket var mycket värre.
Nätverket blev så långsamt och dyrt att det blev nästan omöjligt att spela CryptoKitties och det hade även en avsmittande effekt på andra Ethereum-baserade appar. Efter lite diskussion kom Ethereums medgrundare Vitalik Buterin att kalla utmaningen som Ethereums "skalbarhetstrilemma".
Blockkedjenätverk bygger på tre kärnpelare – nämligen säkerhet, decentralisering och skalbarhet, men sättet de är utformade på gör att du alltid måste prioritera två på bekostnad av den tredje.
För att övervinna denna utmaning har Layer-2-nätverk som Polygon uppstått. De fungerar genom att överföra transaktioner från huvudblockkedjan till en andra "sidokedja", där de kan behandlas snabbare. Sedan bearbetas endast det slutliga resultatet av en hel sats av transaktioner av huvudkedjan, vilket eliminerar mycket av nätverkstrafiken. Detta hjälper till att hålla saker under kontroll.
Ethereum har också kommit med en egen lösning, känd som Merge, som innebar att man bytte från en Proof-of-Work-konsensusmekanism till Proof-of-Stake. Men även om detta kommer att bidra till att lösa problemet med höga gasavgifter genom att eliminera gruvarbetare, kommer det att göra det göra lite för att lösa Ethereums och Web3s skalbarhetsproblem. Övergången till PoS var tänkt att sammanfalla med en andra uppgradering som skulle möjliggöra "sharding", där nätverket delas upp i flera komponenter för att öka transaktionsgenomströmningen. Den flytten har dock sedan försenats och kommer först 2023.
Även när skärning kommer, kommer det bara att lösa en del av pusslet. Faktum är att blockkedjor och Web3 inte kan skalas genom att enbart öka transaktionsgenomströmningen, eftersom detta inte gör något för att förbättra atomär kompositabilitet.
Problemet med atomär sammansättning
Behovet av atomär sammansättning ingår inte i många diskussioner om blockkedjeskalbarhet men det är ett viktigt övervägande som inte kan ignoreras. Det beror på att det är viktigt att säkerställa interoperabilitet för Web3-applikationer.
Interoperabilitet avser en dApps förmåga att använda flera smarta kontrakt för att skapa en enda transaktion. Detta är viktigt eftersom det innebär att Web3 dApps fritt kan sammanställa transaktioner mellan andra. På så sätt kan en DeFi-app till exempel erbjuda den mest överlägsna växelkursen över flera decentraliserade börser. Alternativt kan en DeFi-app utnyttja flera crowdsourcede likviditetspooler för att hjälpa handlare att upptäcka och dra fördel av arbitragehandelsmöjligheter. Dessa är båda otroligt komplexa transaktioner som alla måste utföras på exakt samma gång i en serie komplicerade, "atomära" steg. Detta är nödvändigt eftersom vart och ett av dessa steg måste bekräftas på en gång för att transaktionen ska ske.
Så utan atomär sammansättning skulle den här typen av användningsfall inte vara möjliga i Web3. Det är en nyckelfunktion i alla blockkedjor som gör att tusentals unika, interoperabla dApps kan arbeta tillsammans.
Layer-2s och Atomic Composability Blanda inte
Atomkompabilitet är ingen ny idé. Faktum är att Ethereums nätverk stöder hundratals dApps som redan är komponerbara. Problemet är att atomär kompositabilitet på Ethereums nätverk är mycket ineffektivt, vilket kräver att varje transaktion bearbetas via en långsamt rörlig global konsensusalgoritm som inte kan skalas.
Vad mer är, även om Layer-2-nätverk kan påskynda transaktionsgenomströmningen, kan de bara göra detta genom att offra atomär sammansättning. Ethereums Merge och Polygon använder båda en teknik som kallas "sharding", vilket innebär att transaktioner överförs till sidokedjor där de kan bearbetas oberoende. Problemet med att göra detta är att dessa oberoende skärvor inte kan kommunicera med varandra förrän deras buntar av transaktioner äntligen har förbundit sig till den huvudsakliga blockkedjan, vilket innebär att atomär sammansättning blir extremt ineffektiv.
För närvarande utförs cross-shard-kommunikation med villkorade kryptografiska åtaganden, en teknik som saktar ner transaktionshastigheterna, vilket innebär att nätverket inte drar nytta av den snabbare genomströmningen.
En radikal lösning
Den goda nyheten är att det finns en lösning som börjar ta form. De Radix plattform som är byggd för att stödja nästa generations mycket skalbara DeFi-applikationer har skapat sin unika Cerberus konsensusmekanism som introducerar en helt ny skärningsteknik. Det är en revolutionerande design som teoretiskt kan stödja ett obegränsat antal transaktioner och Web3 dApps som körs parallellt med varandra.
När Radix designade Cerberus insåg Radix team tre saker. För det första insåg man behovet av att stödja ett obegränsat antal shards för att skalas för att möta kraven på en verkligt global Web3-infrastruktur som en dag kan ersätta den befintliga Web2.0-infrastrukturen. För det andra insåg Radix team också behovet av att genomföra konsensus om atomära transaktioner som endast kan synkroniseras på de skärvor som är relevanta för varje transaktion, för att inte överbelasta resten av nätverket. Slutligen identifierade Radix också kravet på ett applikationsskikt som faktiskt är kapabelt att använda denna typ av "obegränsad parallellism".
Cerberus designades därför för att stödja ett obegränsat antal skärvor som kan nå konsensus parallellt, samtidigt som konsensus kan utföras över alla uppsättningar skärvor när det är relevant. Dessutom introducerar den begreppet "substrat", som är ett litet register över en transaktion med mycket specifika regler, som kan tilldelas vilken enskild skärva som helst för att möjliggöra atomär sammansättning.
Som ett exempel kan en utvecklare vilja skapa ett token-substrat för att beskriva en enkel transaktion där Jack skickar 10 XRD till sin vän John. Substratet skulle notera att det finns 10 XRD på Johns konto, och att dessa inte längre finns på Jacks konto, för att förhindra att XRD går förlorad eller dubbelt spenderas.
Genom att använda substrat för att registrera statusen för varje token, kan Cerberus behandla obegränsade transaktioner parallellt. Så det kan stödja miljontals tokens som delas mellan miljontals individuella konton, delas över så många shards som krävs. Sedan, när någon vill skicka tokens till en annan användare, kommer de två individuella fragmenten som lagrar informationen om vem som äger dessa specifika tillgångar att nå konsensus tillsammans, men oberoende av resten av nätverket, utan att påverka dess prestanda. På så sätt möjliggör Radix atomär sammansättning i en aldrig tidigare skådad skala.
För att göra allt detta möjligt har Radix skapat ett helt nytt applikationslager som heter Radix motor, som inte bara kan definiera betydelsen och reglerna för substrat, utan också definiera vilka substrat som ska inkluderas i konsensus. Detta säkerställer att konsensus endast genomförs över de relevanta skärvorna. Ethereums EVM-arkitektur kan inte stödja detta, eftersom alla transaktioner måste ske inom en enda tidslinje, ett koncept som kallas "global ordering".
Slutsats
Nyckeln till att vårda tillväxten av Web3 är att skydda dess nyckelpelare av tokenisering, decentralisering och atomär sammansättning. Om vi tar bort något av dessa element genom att isolera dApps från varandra genom att använda tekniker som skärning, liknar det att isolera ett bi från växten det pollinerar. Detta är synligt i naturen, där den mänskliga påtvingade separationen av flora och fauna har resulterat i oavsiktlig förstörelse av hela ekosystem.
Samma misstag kan inte göras med Web3. När vi strävar efter att skapa en dynamisk och blomstrande infrastruktur för att stödja nästa generation av internet och globala finanser, kommer bevarandet av atomär kompositabilitet att vara avgörande för att den ska skala och frodas.
Källa: https://coinpedia.org/information/decentralized-scalability-will-be-the-next-big-web3-challenge-heres-how-we-fix-it/