Что такое перегрузка сети блокчейна и какие проблемы она создает?

Перегрузкой  блокчейна-сети называют ситуацию, когда количество транзакций в сети превышает ее пропускную способность, что приводит к задержкам обработки.

Когда ожидающих транзакций больше, чем можно обработать, сети блокчейна перегружаются. Причинами этой проблемы являются ограниченные размеры блоков и время, необходимое для создания нового блока.

Транзакции задерживаются, и пользователи замечают замедление  обработки, когда объем транзакций превышает возможности сети для их быстрого подтверждения. Так, выпуск токенов BRC-20 в блокчейне Биткойн привел к резкому увеличению количества транзакций, что привело к перегрузке сети Биткойн.

Увеличение использования, большие объемы транзакций и такие события, как первичное размещение монет (ICO), могут вызвать перегрузку сети блокчейна. В такой ситуации пользователи часто выбирают дополнительную комиссию за приоритетность своих транзакций, и из-за перегрузки транзакции становятся более дорогими, но менее эффективными, что также влияет на общее удобство работы пользователей.

Сети блокчейнов ищут способы уменьшения проблем, связанных с перегрузкой, предлагая для этого обновления протоколов и решения для масштабирования уровня 2. Эти инициативы повышают надежность и эффективность сетей блокчейнов даже в периоды высокого спроса.

Эффективная обработка транзакций в блокчейне жизненно важна для обеспечения высокой пропускной способности, низкой задержки, снижения комиссий за транзакции и повышения безопасности данных в различных отраслях.

Широкое использование и интеграция технологии блокчейн в различные отрасли зависят от эффективной обработки транзакций. Масштабируемость — одно из  основных преимуществ блокчейна: она позволяет сетям блокчейна быстро и одновременно управлять большим объемом транзакций.

Масштабируемость представляла сложность в традиционных системах, но эффективная обработка транзакций устраняет эту проблему, обеспечивая бесперебойную работу даже в периоды интенсивного использования. Снижения задержки и перегрузки повышает производительность сети и обеспечивает проверку и подтверждение транзакций в режиме реального времени. За счет эффективной обработки транзакций снижаются комиссии за транзакции, что делает технологию блокчейна более доступной как для частных лиц, так и для коммерческих предприятий.

Кроме того, эффективная обработка обеспечивает быстрые, безопасные и защищенные от несанкционированного доступа транзакции в отраслях, где безопасность данных имеет решающее значение, таких как финансы, здравоохранение и управление цепочками поставок. Скорость, с которой блокчейн может обрабатывать транзакции, имеет решающее значение для быстрой разработки и внедрения новых технологий.

Перегрузка сети блокчейна возникает из-за таких факторов, как большие объемы транзакций, более широкое внедрение, DApps, ICO и вредоносная деятельность.

Мощность обработки сети блокчейна ограничена рядом проблем, которые вызывают задержки и более высокие комиссии за транзакции. Например, большое количество транзакций, превышающих пропускную способность сети, может перегрузить вычислительную мощность, задерживая подтверждение транзакций.

Поскольку технологии блокчейна используются все шире, все больше частных лиц и компаний совершают транзакции, что увеличивает сетевой трафик. Децентрализованные приложения (DApps), платформы децентрализованных финансов (DeFi) и одновременное выполнение смарт-контрактов — все это создает значительную нагрузку на ресурсы сети и вызывает перегрузки.

Участие инвесторов в таких мероприятиях, как ICO и продажи токенов,  еще больше переполняет сеть транзакциями.

И последнее, но не менее важное: злоумышленники могут вызвать сбой в работе системы, отправив большое количество малоценных транзакций, а физические ограничения в сетевой архитектуре, такие как плохое подключение к Интернету, могут препятствовать плавному потоку данных и вызывать проблемы перегрузки.

В системах блокчейна перегрузка сети может иметь серьезные последствия для пользователей, предприятий и общей работы децентрализованных приложений.

Одним из первых последствий является задержка подтверждения транзакций. Перегруженность сети влияет на процесс оказания услуг, которые зависят от своевременных платежей или транзакций, поскольку обработка транзакций занимает больше времени. Например, сеть Ethereum была сильно перегружена во время бума CryptoKitties в конце 2017 года, что привело к задержкам в транзакциях платформы.

Более высокие комиссии за транзакции также являются результатом значительного спроса на обработку транзакций. Пользователи часто назначают более высокие комиссии, чтобы ускорить свои транзакции в случае перегрузки или задержки транзакций, и те в результате увеличения комиссий могут стать слишком дорогими, особенно это справедливо для небольших транзакций. Из-за высокого спроса на приложения DeFi в 2021 году сеть Ethereum столкнулась с перегрузками, что привело к резкому росту транзакционных издержек.

Кроме того, на работу пользователей DApps влияет перегрузка сети из-за медленной обработки транзакций. Длительная перегрузка и плохой пользовательский опыт могут привести к тому, что люди не захотят взаимодействовать с DApp. Пользователи, которые разочарованы или недовольны, могут полностью отказаться от платформы, что повлияет на успех DApp и его пользовательской базы. Разработчикам же, возможно, придется выделить больше ресурсов для повышения производительности перегруженного DApp, отвлекая ресурсы от использования для улучшения функциональности или удобства пользователей.

Перегрузку сети блокчейна необходимо решать с помощью разнообразной стратегии, которая включает как краткосрочные исправления, так и долгосрочные решения по масштабированию.

Оптимизация комиссий за транзакции является одной из таких стратегий. Чтобы предотвратить ненужные войны цен во время перегрузки, пользователи могут устанавливать разумные цены. Кроме того, разработчики могут реализовать решения уровня 2, такие как объединение Ethereum и Lightning Network для Bitcoin, чтобы снизить нагрузку на основной блокчейн, позволяя выполнять некоторые транзакции вне него.

За счет увеличения количества транзакций, выполняемых в каждом блоке, и улучшения методов распространения блоков можно увеличить пропускную способность. Кроме того, переход на доказательство доли или другие эффективные алгоритмы консенсуса снижает вычислительную нагрузку, позволяя сетям блокчейна поддерживать больше транзакций.

Важнейшей тактикой борьбы с перегрузкой сети блокчейна представляется шардинг, реализованный в блокчейне Ethereum. Каждый из шардов, созданный путем разделения блокчейна на более мелкие части, может работать независимо для обработки транзакций. Благодаря такой параллельной обработке емкость сети значительно увеличивается, что позволяет выполнять множество транзакций одновременно.

Наконец, уменьшить ненужную нагрузку на сеть может поощрение разработчиков DApp к улучшению своих смарт-контрактов и кода. Платформы блокчейна могут сократить трафик, комбинируя различные методы, что приводит к более плавной обработке транзакций и улучшению пользовательского опыта.