去中心化可擴展性將成為 Web3 的下一個重大挑戰:這是我們解決它的方法

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Web3 被廣泛吹捧為基於區塊鏈技術的未來去中心化互聯網的願景。 支持者表示,這將導致一個更加民主的互聯網生態系統,由分散的應用程序、工具和服務提供支持,人們可以在其中收回對數據的控制權並重新獲得自由。 

這是許多分析師同意的願景。 在最近的一份報告中,Vantage Market Research 預測 Web3 服務的市場是 預計會增長 從 41.6 年到 2022 年,複合年增長率為 2028%,從現在的估計價值 2.9 億美元增加到當時的超過 23.8 億美元。 

這是一個樂觀的預測,假設 Web3 將繼續其已經非常快速的擴張,吸引風險投資家的更多投資,並對加密貨幣、去中心化金融、元界和遊戲賺錢等概念產生更大的興趣。 如果 Web3 要做到這一點,就需要克服一個似乎無法克服的挑戰,目前還沒有項目能夠解決——去中心化的可擴展性問題

擴展 Web3 的難度

Web3 有一個可擴展性問題,這將被證明是更廣泛採用的主要障礙,如果最樂觀的預測表明它會成為一個價值數十億美元的行業,那麼就需要有人提出解決方案。 

區塊鏈可擴展性問題在 2016 年首次曝光,當時人們對第一款基於區塊鏈的遊戲 CryptoKitties 產生了濃厚的興趣。 

CryptoKitties 是一款託管在以太坊區塊鏈上的遊戲,涉及培育數字小貓,飼養牠們,然後與其他人交換它們。 事實證明,這是一款非常受歡迎的遊戲,以至於它引起了 前所未有的擁堵 在以太坊網絡上。 這導致交易處理時間變慢,這已經夠糟糕的了,以及高昂的汽油費,更糟糕的是。 

網絡變得如此緩慢和昂貴,以至於幾乎不可能玩 CryptoKitties,而且它還對其他基於以太坊的應用程序產生了連鎖反應。 經過一番討論,以太坊聯合創始人 Vitalik Buterin 將這一挑戰稱為以太坊的“可擴展性三難“。 

區塊鍊網絡基於三個核心支柱——即安全性、去中心化和可擴展性,但它們的設計方式意味著你必須始終優先考慮兩個支柱,而犧牲第三個。 

為了克服這一挑戰,出現了 Polygon 等第 2 層網絡。 它們通過將交易從主區塊鏈卸載到第二個“側鏈”來工作,在那裡可以更快地處理它們。 然後,主鏈只處理整批交易的最終結果,從而消除了大部分網絡流量。 這有助於控制事情。 

以太坊也提出了自己的解決方案,稱為 Merge,其中涉及從工作量證明共識機制轉變為權益證明機制。 然而,雖然這將有助於通過消除礦工來解決高昂的 gas 費用問題,但它會 幾乎沒有解決以太坊和 Web3 的可擴展性問題. 向 PoS 的過渡應該與啟用“分片”的第二次升級相吻合,其中網絡被分成多個組件以增加交易吞吐量。 然而,這一舉措後來被推遲了,只會在 2023 年到來。 

即使分片確實到來了,它也只能解決一部分難題。 事實上,區塊鍊和 Web3 無法僅通過增加交易吞吐量來擴展,因為這對提高原子可組合性沒有任何幫助。 

原子可組合性問題

對原子可組合性的需求 在許多關於區塊鏈可擴展性的討論中並未提及,但這是一個不容忽視的重要考慮因素。 這是因為確保 Web3 應用程序的互操作性至關重要。 

互操作性與 dApp 利用多個智能合約組成單個交易的能力有關。 這是必不可少的,因為這意味著 Web3 dApp 可以自由地在其他人之間組合交易。 通過這種方式,例如 DeFi 應用程序可以在多個去中心化交易所中提供最優越的匯率。 或者,DeFi 應用程序可以利用多個眾包流動性池來幫助交易者發現並利用套利交易機會。 這些都是極其複雜的交易,必須在一系列複雜的“原子”步驟中同時執行。 這是必要的,因為必須立即確認每個步驟才能進行交易。 

因此,如果沒有原子可組合性,這些用例在 Web3 中是不可能的。 它是任何區塊鏈的一項關鍵功能,它可以使數千個獨特的、可互操作的 dApp 協同工作。

Layer-2s 和原子可組合性不能混為一談

原子可組合性並不是一個新想法。 事實上,以太坊的網絡支持數百個已經可組合的 dApp。 問題是以太坊網絡上的原子可組合性非常低效,要求每筆交易都通過無法擴展的緩慢移動的全球共識算法進行處理。 

更重要的是,雖然第 2 層網絡可能會加快交易吞吐量,但它們只能通過犧牲原子可組合性來做到這一點。 以太坊的 Merge 和 Polygon 都使用一種稱為“分片”的技術,該技術涉及將交易卸載到可以獨立處理的側鏈上。 這樣做的問題是,這些獨立的分片在它們的事務包最終提交到主區塊鏈之前無法相互通信,這意味著原子可組合性變得非常低效。 

目前,跨分片通信是使用條件加密承諾執行的,這是一種降低交易速度的技術,這意味著網絡無法從更快的吞吐量中受益。 

激進的解決方案

好消息是,有一種解決方案正在開始形成。 這 基數平台 為支持下一代高度可擴展的 DeFi 應用程序而構建,創造了其獨特的 Cerberus 共識機制 這引入了一種全新的分片技術。 這是一種革命性的設計,理論上可以支持無限數量的交易和彼此並行運行的 Web3 dApp。  

在設計 Cerberus 時,Radix 的團隊意識到了三件事。 首先,它認識到需要支持無限數量的分片,以便擴展以滿足真正全球 Web3 基礎設施的要求,該基礎設施有朝一日可能取代現有的 Web2.0 基礎設施。 其次,Radix 的團隊還意識到需要對原子事務進行共識,這些事務只能在與每個事務相關的分片上同步,以免網絡的其餘部分擁塞。 最後,Radix 還確定了對真正能夠利用這種“無限並行”的應用層的需求。 

因此,Cerberus 旨在支持無限數量的能夠並行達成共識的分片,同時還允許在相關時跨任何分片集執行共識。 此外,它引入了“substrates”的概念,它是具有非常具體規則的交易的小記錄,可以分配給任何單個分片以實現原子可組合性。 

例如,開發人員可能想要創建一個令牌基板來描述一個簡單的交易,其中 Jack 將 10 XRD 發送給他的朋友 John。 基板會注意到 John 的賬戶中有 10 個 XRD,並且這些不再在 Jack 的賬戶中,以防止任何 XRD 丟失或重複使用。 

通過使用基板記錄每個代幣的狀態,Cerberus 能夠並行處理無限的交易。 因此,它可以支持在數百萬個個人賬戶之間共享的數百萬個令牌,在所需的多個分片之間共享。 然後,當有人想向另一個用戶發送代幣時,存儲有關誰擁有這些特定資產的信息的兩個單獨的分片將共同達成共識,但獨立於網絡的其餘部分,而不會影響其性能。 通過這種方式,Radix 以前所未有的規模實現了原子可組合性。

為了使這一切成為可能,Radix 創建了一個全新的應用層,稱為 基數引擎,它不僅可以定義底物的含義和規則,還可以定義哪些底物應該包含在共識中。 這確保了僅在相關分片之間達成共識。 以太坊的 EVM 架構無法支持這一點,因為所有交易都必須在單個時間線內進行,這一概念被稱為“全局排序”。 

結論

培育 Web3 發展的關鍵是保護其代幣化、去中心化和原子可組合性的關鍵支柱。 如果我們通過使用分片等技術將 dApp 彼此隔離,從而去除其中任何一個元素,這類似於將蜜蜂與其授粉的植物隔離開來。 這在自然界中是可見的,人為的動植物分離導致了整個生態系統的無意破壞。 

Web3 不能犯同樣的錯誤。 當我們努力創建一個充滿活力和蓬勃發展的基礎設施來支持下一代互聯網和全球金融時,保持原子可組合性對於它的規模和繁榮至關重要。 

資料來源:https://coinpedia.org/information/decentralized-scalability-will-be-the-next-big-web3-challenge-heres-how-we-fix-it/