BTC 76541.8$
ETH 2972.03$
Tether (USDT) 1$
Toncoin (TON) 4.95$
telegram vk Х
telegram vk Х
Russian English

Монолитные и модульные блокчейны : в чем разница?

Дата публикации: 29.01.2024
1070
Поделись с друзьями!
1

Введение

Индустрия блокчейнов изобилует разнообразными блокчейн- системами. Однако большинство из них относятся к двум основным категориям: монолитные и модульные блокчейн- системы. Две категории блокчейнов могут похвастаться динамическим спектром возможностей, сильных сторон и присущих им компромиссов. Здесь освещаются основные различия между двумя типами блокчейн- систем.

2

Что такое монолитные блокчейны ?

Монолитные блокчейны считаются первым поколением блокчейн- систем. Возникнув на заре блокчейна и криптовалютной индустрии, они проложили путь известным сегодня технологиям блокчейна.  Примером монолитного блокчейна можно  назвать блокчейн биткоина.

Архитектура монолитных блокчейнов предназначена для консолидации всех фундаментальных функций в одном слое структуры блокчейна. Функциональные возможности включают выполнение транзакций, механизмы консенсуса и доступность данных. Монолитная цепочка также выполняет роль расчетного уровня, при этом транзакции проходят проверку в цепочке.

Монолитные блокчейны используют единую базу данных для хранения всех транзакций в своей сети, выступая в качестве полнофункциональных платформ для различных задач, включая хранение и обмен информацией.

Однако их конструкция имеет существенные ограничения, особенно в отношении универсальности и масштабируемости. Эти проблемы стимулировали разработку нового поколения блокчейн-систем, называемых модульными блокчейнами.

3

Как работают монолитные блокчейны ?

Вот как Биткойн, монолитный блокчейн, работает с точки зрения доступности данных, исполнения, консенсуса и расчетов:

Доступность данных

Все данные транзакций хранятся в самом блокчейне биткоина. Это означает, что история транзакций доступна каждому узлу в сети. Публичный реестр блокчейна полностью прозрачен и доступен каждому, кто загружает полную версию блокчейна, обеспечивая доступность и целостность данных.

Исполнение транзакции

В Биткоине выполнение транзакции влечет за собой обработку и проверку транзакции. Как только пользователь инициирует транзакцию Биткоин, она передается в сеть. Эту транзакцию затем подхватывают узлы, которые проверяют ее легитимность (например, обеспечивая достаточный баланс) и включают ее в блок. Этот процесс включает в себя решение криптографической головоломки (решаемой майнерами), которая является частью процесса майнинга.

Механизм консенсуса

Биткоин использует метод консенсуса Proof-of-Work (PoW). Майнеры соревнуются в этой системе, решая сложную математическую головоломку. Право добавить новый блок транзакций в блокчейн принадлежит первому майнеру, решившему головоломку.

Узлы, с другой стороны, поддерживают копии всего блокчейна, проверяют и передают транзакции, а также способствуют общей функциональности и безопасности сети. Хотя некоторые узлы участвуют в майнинге, проверке транзакций и добавлении блоков, не все узлы являются майнерами.

Урегулирование

Процесс завершения транзакций в блокчейне известен как расчет в биткоинах. Транзакция завершается, когда она включается в блок, а блок добавляется в блокчейн. Как только транзакция записана в блокчейне, ее нельзя изменить, поскольку эта процедура необратима. В результате уровень расчетов важен для блокчейна, поскольку он гарантирует, что каждая транзакция является окончательной и неизменяемой.

Преимущества монолитных блокчейнов

Несмотря на существование проблем, монолитные блокчейны имеют несколько явных преимуществ, среди которых:

Простота

Монолитные блокчейны отличаются простой архитектурой, которая объединяет все операции в один уровень. Поскольку требуется обрабатывать меньше компонентов, их простота снижает сложность разработки. Кроме того, это уменьшает количество уязвимостей, что затрудняет использование злоумышленниками.

Последовательность

Поскольку все узлы в монолитном блокчейне работают на одном уровне и следуют единому набору правил. В  результате  этого достижение согласованности и синхронизации в сети может быть относительно простым, что способствует стабильной среде блокчейна.

Безопасность

Благодаря своей структуре блокчейны устойчивы к изменениям и часто требуют значительных ресурсов для модификаций. Эти устоявшиеся сети, как правило, могут похвастаться высокой децентрализацией, что повышает общую безопасность сети. Такая децентрализация сводит к минимуму риск единой точки отказа, что затрудняет взломщикам использование централизованных слабых мест.

4

Недостатки монолитных блокчейнов

Монолитные блокчейны имеют ряд недостатков:

Негибкость

Несмотря на свою простую архитектуру, монолитные блокчейны сталкиваются с проблемами из-за своей жесткости, которая ограничивает гибкость и креативность. Подобное отсутствие гибкости создает уязвимости и задержки, особенно заметные во время высокого спроса. Эти ограничения часто приводят к высоким комиссиям и перегрузке сети, что снижает вовлеченность пользователей и эффективность сети.

Уязвимости консенсуса

Монолитные блокчейны используют единый метод консенсуса для проверки транзакций и обеспечения сетевой безопасности. Общая безопасность блокчейна окажется под угрозой, если этот механизм будет нарушен. В таких обстоятельствах злоумышленники могут воспользоваться этой слабостью для проведения незаконных транзакций, ставя под угрозу целостность экосистемы.

В августе 2020 года Ethereum Classic, блокчейн на основе PoW и производная от Ethereum подверглись нескольким атакам 51%. Злоумышленники, контролирующие более 51% хэш-мощности сети, реорганизовали блокчейн и осуществили двойное расходование. Эти инциденты подчеркнули критические проблемы безопасности в блокчейнах PoW, демонстрируя, как злоумышленники могут поставить под угрозу целостность блокчейна и отменить транзакции.

Трудности обновлений

Присущая монолитным блокчейнам ригидность усложняет внедрение изменений. Этот аспект представляет собой существенное препятствие для их адаптации к меняющимся потребностям. Сложность обновления монолитных блокчейнов возникает из-за взаимосвязанной природы их компонентов.

Любая модификация или улучшение одного аспекта, скорее всего, повлечет за собой необходимость изменений в других взаимосвязанных элементах, что приведет к сложному и потенциально разрушительному процессу.

5

Что такое модульные блокчейны?

Модульные конструкции блокчейнов фундаментально отличаются от своих монолитных аналогов, поскольку стратегически отделяют основные функциональные возможности и распределяют их по отдельным уровням. Их архитектура оптимизирована для повышения эффективности и адаптируемости, а также для поддержки более широкого спектра технологий и функций.

Архитектура микросервисов таких блокчейнов способствует адаптивности, позволяя вносить изменения на отдельных уровнях, не нарушая хрупкое равновесие всей сети. Ключевые уровни, составляющие модульные блокчейны, включают в себя выполнение транзакций, доступность данных, уровни консенсуса и расчетов.

6

Как работают модульные блокчейны ?

Ethereum был спроектирован как монолитный блокчейн, но благодаря обновлению Merge перешел на модульную систему. Разберем, как он иллюстрирует модульный блокчейн с точки зрения выполнения транзакций, доступности данных, консенсуса и расчетов:

Исполнение транзакции

После слияния Beacon Chain и цепочки шардов в первую очередь контролируют реализацию смарт-контрактов и их взаимодействие с системой. Большая часть обработки транзакций и выполнения смарт-контрактов осуществляется меньшими параллельными блокчейнами, известными как сегментарные блокчейны. А цепочка маяков выполняет функции координатора сети. Такое разделение повышает масштабируемость и эффективность обработки по сравнению с традиционной монолитной структурой.

Доступность данных

Доступность данных обеспечивается гарантированными цепочками сегментов. Сеть гарантирует, что данные всегда доступны и никогда не застревают в одной цепочке, распределяя транзакционную нагрузку на несколько сегментов. Кроме того, благодаря такому распределению повышается способность сети расти и управлять большими объемами транзакций.

Механизм консенсуса

Модель консенсуса PoS, используемая Ethereum, управляется Beacon Chain, которая отвечает за проверку транзакций и поддержание общей безопасности и целостности сети.

По своей сути Beacon Chain координирует валидаторов, которые предлагают и проверяют блоки, размещая свою криптовалюту в качестве залога. Эта система работает по эпохам и слотам, случайным образом назначая валидаторов для проверки блоков, предотвращая централизованное управление. Залог валидаторов служит стимулом для честного поведения, способствуя безопасности и целостности сети.

Урегулирование

После слияния уровень расчетов был включен в цепочки сегментов и цепочку маяков для разрешения споров и обеспечения окончательности транзакций. Это также важно для объединения транзакций между различными уровнями исполнения и проверки доказательств из цепочек сегментов. Механизм консенсуса PoS помогает в этом процессе, гарантируя, что валидаторы (стейкеры) подтвердят и согласуют окончательное состояние блокчейна, что делает транзакции необратимыми после урегулирования.

7

Преимущества модульных блокчейнов

Разработчики все больше тяготеют к модульным блокчейнам из-за присущих им преимуществ, среди которых:

Масштабируемость

Традиционные блокчейны часто испытывают проблемы с масштабируемостью, особенно во время пиков использования, что приводит к замедлению работы. Модульные блокчейны решают эту проблему, разделяя задачи по уровням, повышая эффективность и обеспечивая одновременную обработку транзакций. Кроме того, они децентрализуют хранение данных, повышая устойчивость сети.

Безопасность

Создание безопасного набора валидаторов — проблема, с которой сталкиваются многие новые блокчейн-проекты. Используя инфраструктуру безопасности родительской цепочки, модульные блокчейны обеспечивают общую безопасность. В результате будущим проектам не придется беспокоиться о настройке независимой безопасности.

Более того, общая безопасность сводит к минимуму непредвиденные уязвимости, гарантируя единую защиту во всех блокчейнах. Эта упрощенная парадигма безопасности ускоряет развертывание новых проектов.

Адаптивность

Модульные блокчейны устраняют ограничения монолитных, уделяя особое внимание масштабируемости и универсальности. Они подчеркивают функциональную совместимость через мосты , облегчая беспрепятственный обмен активами и данными между сетями. Эта связь способствует сотрудничеству между проектами в рамках одной экосистемы блокчейна.

8

Недостатки модульных блокчейнов

Модульные блокчейны, как и монолитные блокчейны, имеют свои слабые стороны. Вот некоторых из них:

Безопасность

Несмотря на свои преимущества в масштабируемости и эффективности, модульные блокчейны сталкиваются с заметными проблемами безопасности, особенно в отношении уязвимостей мостов. Мосты, имеющие решающее значение в модульных архитектурах для передачи активов между различными экосистемами блокчейнов, представляют собой концентрированную точку риска. Они становятся привлекательными целями для хакеров, поскольку взлом моста может привести к значительным потерям активов.

Сложность построения

Модульные блокчейны сложны и требуют различных функций для различных приложений. Их установка и обслуживание требуют больше времени и финансовых ресурсов для обеспечения функциональности и безопасности. Внедрение этих технологий может потребовать изучения новых языков и принципов программирования, что потенциально может замедлить разработку.

Сложность модернизации модульного блокчейна

Модификация модулей в модульном блокчейне является сложной задачей, в частности, обеспечение обратной совместимости для плавной интеграции и игнорирование рисков несогласованности системы, ставящих под угрозу стабильность. Координация обновлений на децентрализованных узлах создает проблемы, требующие четкого взаимодействия и точных планов для плавного перехода.

Переход сети Ethereum от монолитного к модульному блокчейну иллюстрирует эту сложность. Поэтапное обновление, обеспечивающее совместимость с существующим блокчейном, столкнулось с задержками из-за тщательного тестирования с участием нескольких команд и аудита. Слияние, завершившееся в сентябре 2022 года, стало кульминацией этого обширного процесса.

9

Будущее монолитных и модульных блокчейнов

Монолитная и модульная архитектуры будут продолжать сосуществовать в обозримом будущем. Хотя монолитные блокчейны остаются доминирующими благодаря установленным протоколам безопасности и операционной эффективности, растущий спрос на масштабируемые и адаптируемые решения, вероятно, выдвинет модульные альтернативы на видное место.

Тем не менее безопасность, скорее всего, останется одним из главных факторов, определяющих успех систем блокчейна, использующих две модели. Это связано с тем, что проблемы безопасности потенциально могут подорвать доверие пользователей и инвесторов. Таким образом, разработчики монолитных и модульных блокчейнов, вероятно, продолжат отдавать приоритет надежным мерам безопасности, чтобы смягчить сбои и стимулировать широкое внедрение.

В конечном счете, поиск идеального баланса между масштабируемостью, безопасностью и адаптируемостью станет ключом к раскрытию всего потенциала технологии блокчейн в будущем.

1070
12
12
Поделись с друзьями!
Другие вопросы