APAKAH MAKSUD PENSKALAAN DALAM BLOCKCHAIN DAN MENGAPA IA MENCABAR?

Apakah Penskalaan Blockchain?

Penskalaan dalam konteks rantaian blok merujuk kepada keupayaan rangkaian rantaian blok untuk mengendalikan peningkatan jumlah transaksi atau pangkalan pengguna yang semakin meningkat tanpa menjejaskan prestasi, keselamatan atau desentralisasinya. Matlamat asas penskalaan adalah untuk meningkatkan daya pengeluaran (urus niaga sesaat), mengurangkan kependaman dan mengawal kos yang berkaitan dengan penggunaan rangkaian, terutamanya apabila penerimaan meningkat.

Sebagai contoh, Bitcoin, rangkaian blockchain asal, boleh memproses kira-kira 7 transaksi sesaat (TPS), manakala Ethereum, platform kontrak pintar terkemuka, mengendalikan kira-kira 15–30 TPS. Sebaliknya, sistem pembayaran tradisional seperti Visa boleh memproses lebih 24,000 TPS. Percanggahan yang besar ini menunjukkan cabaran berskala yang dihadapi oleh teknologi blockchain.

Terdapat dua kategori luas pendekatan penskalaan:

• Penskalaan pada rantaian: Membuat perubahan pada protokol rantaian utama untuk membenarkan lebih banyak transaksi sesaat. Ini mungkin melibatkan peningkatan saiz blok, mengurangkan masa blok atau mengubah algoritma konsensus.
• Penskalaan luar rantai: Memunggah pemprosesan transaksi ke sistem tambahan atau lapisan sekunder yang berinteraksi dengan blok utama tetapi beroperasi secara bebas untuk meningkatkan daya pemprosesan keseluruhan.

Penskalaan yang berkesan harus mengekalkan keselamatan dan desentralisasi rantaian blok. Walau bagaimanapun, ini memberikan cabaran teknikal yang ketara, kerana perubahan pada satu aspek boleh menjejaskan aspek lain, yang membawa kepada apa yang dikenali sebagai "trilema kebolehskalaan."

Trilemma Skalabilitas

Trilema kebolehskalaan, yang dicipta oleh pengasas bersama Ethereum Vitalik Buterin, berpendapat bahawa sistem blockchain paling banyak boleh mencapai dua daripada tiga sifat berikut secara serentak:

• Desentralisasi: Penyertaan sama rata daripada nod bebas tanpa bergantung pada pihak berkuasa pusat.
• Keselamatan: Perlindungan daripada serangan atau manipulasi.
• Skalabiliti: Keupayaan untuk mengendalikan volum urus niaga yang lebih besar dengan cekap.

Kesukarannya terletak pada pengoptimuman untuk ketiga-tiganya. Peningkatan daya pengeluaran mungkin melibatkan blok yang lebih besar, memanfaatkan kebolehskalaan, tetapi ini selalunya memerlukan lebih banyak kuasa pengkomputeran, memusatkan penyertaan nod dan melemahkan desentralisasi. Begitu juga, menambah langkah konsensus tambahan boleh meningkatkan keselamatan tetapi berpotensi mengurangkan skalabiliti.

Memandangkan penggunaan blockchain meningkat merentas industri—daripada kewangan kepada rantaian bekalan—menyelesaikan isu kebolehskalaan adalah yang terpenting. Pembangun dan penyelidik sedang giat meneroka kaedah inovatif untuk menskalakan rangkaian blockchain sambil mengekalkan nilai terasnya.

Mengapa Penskalaan Blockchain Sangat Sukar?

Menskala rangkaian rantaian blok sememangnya sukar kerana pilihan reka bentuk asas yang mengutamakan penyahpusatan dan keselamatan. Prinsip reka bentuk ini, yang menawarkan beberapa faedah terbesar rantaian blok—seperti ketidakbolehubahan dan ketidakpercayaan—juga mewujudkan had dalam kelajuan pemprosesan dan penyimpanan data.

1. Mekanisme Konsensus

Di tengah-tengah mana-mana rangkaian blockchain ialah mekanisme konsensus, atau kaedah yang mana peserta bersetuju tentang keadaan lejar. Mekanisme popular seperti Proof of Work (PoW) dan Proof of Stake (PoS) memerlukan sama ada pengiraan intensif atau usaha pengesahan yang diedarkan untuk memastikan semua transaksi adalah sah.

Walaupun mekanisme ini melindungi daripada penipuan dan gangguan, mekanisme ini juga memperkenalkan kependaman. Dalam kes Bitcoin, purata masa blok ialah 10 minit, mengehadkan seberapa cepat transaksi boleh dimuktamadkan. Meningkatkan saiz blok untuk membungkus lebih banyak transaksi boleh membantu, tetapi ia juga membebankan nod dengan beban data yang lebih besar, tidak menggalakkan penyertaan dan berpotensi memusatkan kawalan.

2. Penyebaran Rangkaian

Halangan lain ialah masa yang diperlukan untuk menyebarkan blok baharu ke seluruh rangkaian. Dalam sistem terdesentralisasi, nod mesti berkomunikasi merentasi geografi yang tersebar. Blok yang lebih besar mengambil masa lebih lama untuk disebarkan, meningkatkan peluang blok yatim piatu dan isu konsensus, yang menjejaskan kebolehpercayaan dan kecekapan.

3. Penyimpanan Data dan Keperluan Nod

Data rantaian sekatan disimpan secara berlebihan pada setiap nod penuh. Apabila blockchain berkembang, begitu juga keperluan storan dan lebar jalur untuk menjalankan nod. Tanpa pengimbangan yang teliti, ini menyebabkan lebih sedikit individu yang dapat mengendalikan nod, sekali lagi menjejaskan desentralisasi. Ethereum, sebagai contoh, telah memperkenalkan cadangan "sewa negeri" untuk menangani isu penyimpanan data yang berlebihan yang menghalang penskalaan.

4. Keserasian Ke Belakang dan Forking

Melaksanakan penambahbaikan skalabiliti biasanya memerlukan perubahan protokol teras blok. Perubahan ini sering mengakibatkan "garpu keras", membahagikan rantaian dan ekosistem sedia ada. Ini boleh menyebabkan kekeliruan, perpecahan dan kehilangan konsensus komuniti. Mengekalkan keserasian ke belakang sambil melaksanakan peningkatan berskala terus menjadi cabaran yang penting.

5. Kerentanan Keselamatan

Usaha penskalaan boleh secara tidak sengaja memperkenalkan vektor serangan tambahan. Sebagai contoh, penyelesaian lapisan 2 seperti rantai sisi dan rollup beroperasi sebahagiannya di luar rantaian dan mungkin mewarisi andaian keselamatan yang lebih lemah daripada rantaian utama. Memastikan kebolehskalaan yang lebih luas tanpa menjadikan sistem lebih terdedah merupakan kebimbangan berterusan bagi pembangun.

Ringkasnya, setiap percubaan untuk menskalakan penyelesaian blockchain mesti menavigasi web pertukaran. Sama ada melalui pengoptimuman protokol atau penyelesaian luar rantaian, pembangun mesti mengekalkan tonggak blockchain—keselamatan dan desentralisasi—sambil meningkatkan prestasi dalam persekitaran yang diedarkan secara global. Tiada penyelesaian tunggal yang sesuai dengan semua rangkaian, oleh itu kepelbagaian strategi merentas platform yang berbeza.

Penyelesaian kepada Kebolehskalaan Blockchain

Memandangkan cabaran yang digariskan, pembangun telah mengambil pendekatan pelbagai aspek untuk menskala rangkaian rantaian blok. Penyelesaian ini menyasarkan titik kesakitan seperti volum transaksi, kecekapan konsensus dan storan data. Ia secara amnya dikategorikan kepada kaedah penskalaan dalam rantai dan luar rantai, serta model hibrid.

1. Penyelesaian Lapisan 2

• Saluran Negeri: Ini membenarkan dua pihak berurus niaga di luar rantaian dan hanya menyerahkan hasil akhir kepada rantaian utama, dengan ketara mengurangkan kesesakan. Contohnya termasuk Rangkaian Lightning Bitcoin dan Rangkaian Raiden Ethereum.
• Plasma dan Rollups: Rantaian Plasma beroperasi sebagai rantaian kanak-kanak separa autonomi yang menggabungkan urus niaga sebelum menyelesaikannya pada rantaian utama. Rollups (optimis atau pengetahuan sifar) memampatkan data transaksi dan memprosesnya di luar rantaian sambil menyimpan bukti dalam rantaian. Ini mengekalkan keselamatan dan meningkatkan daya pengeluaran.

Pilihan Lapisan 2 semakin digemari kerana ia membenarkan peningkatan kapasiti transaksi yang ketara tanpa mengubah protokol asas.

2. Berkongsi

Sharding melibatkan pembahagian rantaian blok kepada kepingan yang lebih kecil, atau "serpihan", setiap satu mampu memproses transaksi dan kontrak pintarnya. Diselaraskan oleh rantaian utama, serpihan boleh berskala secara linear dengan saiz rangkaian. Ethereum 2.0 membayangkan sharding sebagai ciri skalabiliti pusat; namun, pelaksanaan adalah rumit dan berterusan.

3. Mekanisme Konsensus Alternatif

Sesetengah blok blok yang lebih baharu menggunakan model konsensus yang sememangnya menawarkan kebolehskalaan yang lebih baik:

• Bukti Pegangan yang Diwakilkan (DPoS): Digunakan oleh EOS dan Tron, DPoS bergantung pada set pengesah yang terhad, meningkatkan kelajuan transaksi walaupun dengan pengurangan pemusatan.
• Bukti Sejarah (PoH): Digunakan oleh Solana, PoH mendayakan penjujukan transaksi yang pantas, meningkatkan daya pengeluaran.

Mekanisme ini cuba mengimbangi keselamatan dan kebolehskalaan, walaupun masing-masing mempunyai had dan risiko pemusatannya.

4. Pemangkasan Rantaian Sekat dan Kecekapan Penyimpanan

Arkib blockchain penuh adalah besar, memerlukan kapasiti storan yang tinggi. Teknik pemangkasan—mengalih keluar data yang tidak perlu atau sejarah—bertujuan untuk memudahkan nod mengambil bahagian. Sesetengah blok blok juga meneroka model pelanggan tanpa negara, di mana hanya data keadaan semasa diperlukan untuk pengesahan, mengurangkan beban keseluruhan.

5. Saling kendali dan Rantai Sampingan

Dengan memanfaatkan rantaian sampingan—blockchain selari yang dikaitkan dengan rantai utama—beban urus niaga boleh diagihkan. Contohnya, Polygon menawarkan rantaian sisi yang serasi dengan Ethereum yang memuatkan pengiraan dan storan. Protokol kebolehoperasian seperti Polkadot dan Cosmos memudahkan transaksi silang rantai, mewujudkan ekosistem berbilang rantaian berskala.

6. Kesimpulan dan Jalan Hadapan

Tiada penyelesaian tunggal yang menyelesaikan kebolehskalaan rantaian blok. Kemajuan adalah berulang dan selalunya memerlukan pertukaran. Platform terkemuka seperti Ethereum secara beransur-ansur melaksanakan sharding dan rollups, manakala blockchain alternatif meneroka seni bina novel. Sementara itu, penyelidik terus meneroka inovasi, daripada lejar berasaskan DAG kepada pengesahan transaksi berbantukan AI.

Akhirnya, keupayaan rantaian blok untuk berskala dengan berkesan akan menentukan sejauh mana ia diterima pakai dalam perdagangan global, kewangan dan seterusnya. Kebolehskalaan kekal sebagai halangan teknikal dan peluang untuk membentuk semula infrastruktur digital dengan sistem terdesentralisasi.