De post Gedecentraliseerde schaalbaarheid wordt de volgende grote web3-uitdaging: hier is hoe we het oplossen verscheen eerst op Coinpedia Fintech Nieuws
Web3 wordt algemeen aangeprezen als een visie op een toekomstig, gedecentraliseerd internet dat is gebaseerd op blockchain-technologie. Voorstanders zeggen dat het zal leiden tot een meer democratisch internetecosysteem, aangedreven door gedecentraliseerde applicaties, tools en diensten, waarin mensen de controle over hun gegevens terug kunnen nemen en hun vrijheid kunnen herwinnen.
Het is een visie waar veel analisten het mee eens zijn. In een recent rapport voorspelde Vantage Market Research dat de markt voor Web3-services zal naar verwachting groeien met een samengesteld jaarlijks groeipercentage van 41.6% van 2022 tot 2028, van een geschatte waarde van $ 2.9 miljard nu tot meer dan $ 23.8 miljard op dat moment.
Het is een optimistische voorspelling die ervan uitgaat dat Web3 zijn toch al zeer snelle expansie zal voortzetten, meer investeringen van durfkapitalisten zal aantrekken en meer interesse zal genereren in concepten zoals cryptocurrency, gedecentraliseerde financiering, de metaverse en play-to-earn-games. Als Web3 dit wil doen, zal het een onoverkomelijke uitdaging moeten overwinnen die nog geen enkel project heeft kunnen oplossen: het probleem van gedecentraliseerde schaalbaarheid
De moeilijkheid van het schalen van Web3
Web3 heeft een schaalbaarheidsprobleem dat een grote belemmering zal blijken te zijn voor een bredere acceptatie, en als het ooit een miljardenindustrie zal worden, zoals de meest optimistische voorspellingen laten zien, zal iemand met een oplossing moeten komen.
De problemen met de schaalbaarheid van blockchain kwamen voor het eerst aan het licht in 2016 met de explosie van interesse in een van de eerste op blockchain gebaseerde games, CryptoKitties.
CryptoKitties is een spel dat wordt gehost op de Ethereum-blockchain en waarbij digitale kittens worden gefokt, grootgebracht en vervolgens met anderen worden uitgewisseld. Het bleek een ongelooflijk populair spel te zijn, zozeer zelfs dat het veroorzaakte ongekende congestie op het Ethereum-netwerk. Dat leidde tot trage verwerkingstijden voor transacties, wat al erg genoeg was, en torenhoge gaskosten, wat nog veel erger was.
Het netwerk werd zo traag en duur dat het bijna onmogelijk werd om CryptoKitties te spelen en het had ook een domino-effect op andere op Ethereum gebaseerde apps. Na enige discussie noemde Ethereum-medeoprichter Vitalik Buterin de uitdaging de "Ethereum's"schaalbaarheid trilemma'.
Blockchain-netwerken zijn gebaseerd op drie kernpijlers - namelijk beveiliging, decentralisatie en schaalbaarheid, maar de manier waarop ze zijn ontworpen, betekent dat je altijd prioriteit moet geven aan twee ten koste van de derde.
Om deze uitdaging het hoofd te bieden, zijn Layer-2-netwerken zoals Polygon ontstaan. Ze werken door transacties van de hoofdblockchain naar een tweede "sidechain" te verplaatsen, waar ze sneller kunnen worden verwerkt. Vervolgens wordt alleen het eindresultaat van een hele batch transacties door de hoofdketen verwerkt, waardoor een groot deel van het netwerkverkeer wordt geëlimineerd. Dit helpt om de zaken onder controle te houden.
Ethereum heeft ook zijn eigen oplossing bedacht, bekend als de Merge, waarbij werd overgestapt van een Proof-of-Work-consensusmechanisme naar Proof-of-Stake. Hoewel dit zal helpen om het probleem van hoge gasprijzen op te lossen door mijnwerkers te elimineren, zal het doe weinig om de schaalbaarheidsproblemen van Ethereum en Web3 op te lossen. De overgang naar PoS zou samenvallen met een tweede upgrade die "sharding" mogelijk zou maken, waarbij het netwerk wordt opgesplitst in meerdere componenten om de transactiedoorvoer te vergroten. Die stap is sindsdien echter uitgesteld en zal pas in 2023 plaatsvinden.
Zelfs als sharding arriveert, lost het slechts een deel van de puzzel op. Feit is dat blockchains en Web3 niet kunnen schalen door alleen de transactiedoorvoer te vergroten, omdat dit niets bijdraagt aan het verbeteren van de atomaire composabiliteit.
Het probleem van de atoomsamenstelling
De behoefte aan atomaire composeerbaarheid komt niet voor in veel discussies over de schaalbaarheid van blockchain, maar het is een belangrijke overweging die niet kan worden genegeerd. Het is namelijk van essentieel belang om interoperabiliteit voor Web3-applicaties te garanderen.
Interoperabiliteit heeft betrekking op het vermogen van een dApp om gebruik te maken van meerdere slimme contracten om één transactie samen te stellen. Dit is essentieel, omdat het betekent dat Web3 dApps vrij transacties tussen anderen kunnen samenstellen. Op deze manier kan een DeFi-app bijvoorbeeld de meest superieure wisselkoers bieden over meerdere gedecentraliseerde beurzen. Als alternatief kan een DeFi-app gebruikmaken van meerdere crowdsourced liquiditeitspools om handelaren te helpen arbitragehandelsmogelijkheden te herkennen en ervan te profiteren. Dit zijn beide ongelooflijk complexe transacties die allemaal op precies hetzelfde moment moeten worden uitgevoerd in een reeks gecompliceerde, "atomaire" stappen. Dit is nodig omdat elk van deze stappen in één keer moet worden bevestigd om de transactie te laten plaatsvinden.
Dus zonder atomaire composabiliteit zouden dit soort use-cases niet mogelijk zijn in Web3. Het is een belangrijke mogelijkheid van elke blockchain waarmee duizenden unieke, interoperabele dApps kunnen samenwerken.
Layer-2's en Atomic Composability gaan niet samen
Atomic composability is geen nieuw idee. Het netwerk van Ethereum ondersteunt inderdaad honderden dApps die al samen te stellen zijn. Het probleem is dat atomaire composabiliteit op het netwerk van Ethereum zeer inefficiënt is, waardoor elke transactie wordt verwerkt via een langzaam werkend wereldwijd consensusalgoritme dat niet kan worden geschaald.
Wat meer is, terwijl Layer-2-netwerken de transactiedoorvoer kunnen versnellen, kunnen ze dit alleen doen door atomaire composabiliteit op te offeren. Ethereum's Merge en Polygon gebruiken beide een techniek die "sharding" wordt genoemd, waarbij transacties naar zijketens worden verplaatst waar ze onafhankelijk kunnen worden verwerkt. Het probleem hiermee is dat deze onafhankelijke shards niet met elkaar kunnen communiceren totdat hun bundels transacties uiteindelijk zijn vastgelegd in de hoofdblockchain, wat betekent dat atomaire composabiliteit extreem inefficiënt wordt.
Momenteel wordt cross-shard-communicatie uitgevoerd met behulp van voorwaardelijke cryptografische toezeggingen, een techniek die transactiesnelheden vertraagt, wat betekent dat het netwerk niet profiteert van de snellere doorvoer.
Een radicale oplossing
Het goede nieuws is dat er een oplossing is die vorm begint te krijgen. De Radix-platform dat is gebouwd om de volgende generatie zeer schaalbare DeFi-applicaties te ondersteunen, heeft zijn unieke Cerberus-consensusmechanisme die een geheel nieuwe sharding-techniek introduceert. Het is een revolutionair ontwerp dat in theorie een onbeperkt aantal transacties en Web3 dApps kan ondersteunen die parallel aan elkaar lopen.
Bij het ontwerpen van Cerberus realiseerde het team van Radix zich drie dingen. Ten eerste erkende het de noodzaak om een onbeperkt aantal shards te ondersteunen om te kunnen schalen om te voldoen aan de vereisten van een werkelijk wereldwijde Web3-infrastructuur die op een dag de bestaande Web2.0-infrastructuur zou kunnen vervangen. Ten tweede realiseerde het team van Radix zich ook de noodzaak om consensus te bereiken over atomaire transacties die alleen kunnen worden gesynchroniseerd op die scherven die relevant zijn voor elke transactie, om de rest van het netwerk niet te overbelasten. Ten slotte identificeerde Radix ook de vereiste voor een applicatielaag die daadwerkelijk in staat is om dit soort "onbeperkt parallellisme" te gebruiken.
Cerberus is daarom ontworpen om een onbeperkt aantal shards te ondersteunen die in staat zijn om parallel consensus te bereiken, terwijl het ook mogelijk maakt om waar relevant consensus te bereiken over elke set shards. Bovendien introduceert het het concept van 'substraten', een klein record van een transactie met zeer specifieke regels, die aan een enkele shard kunnen worden toegewezen om atomaire composabiliteit mogelijk te maken.
Een ontwikkelaar wil bijvoorbeeld een tokensubstraat maken om een eenvoudige transactie te beschrijven waarbij Jack 10 XRD naar zijn vriend John stuurt. Het substraat zou er nota van nemen dat er 10 XRD's op John's account staan, en dat deze niet langer in Jack's account staan, om te voorkomen dat XRD verloren gaat of dubbel wordt uitgegeven.
Door substraten te gebruiken om de status van elk token vast te leggen, kan Cerberus een onbeperkt aantal transacties parallel verwerken. Het kan dus miljoenen tokens ondersteunen die worden gedeeld door miljoenen individuele accounts, gedeeld door zoveel shards als nodig is. Wanneer iemand vervolgens tokens naar een andere gebruiker wil sturen, zullen de twee individuele shards die de informatie opslaan over wie de eigenaar is van die specifieke activa samen consensus bereiken, maar onafhankelijk van de rest van het netwerk, zonder de prestaties te beïnvloeden. Op deze manier maakt Radix atomaire composabiliteit mogelijk op een ongekende schaal.
Om dit allemaal mogelijk te maken, heeft Radix een geheel nieuwe applicatielaag gecreëerd genaamd de Radix-motor, die niet alleen de betekenis en regels van substraten kan definiëren, maar ook kan bepalen welke substraten in de consensus moeten worden opgenomen. Dit zorgt ervoor dat er alleen consensus wordt bereikt over de relevante shards. De EVM-architectuur van Ethereum kan dit niet ondersteunen, omdat alle transacties binnen één tijdlijn moeten plaatsvinden, een concept dat bekend staat als 'global ordering'.
Conclusie
De sleutel tot het stimuleren van de groei van Web3 is het beschermen van de belangrijkste pijlers van tokenisatie, decentralisatie en atomaire composabiliteit. Als we een van deze elementen wegnemen door dApps van elkaar te isoleren door het gebruik van technieken zoals sharding, is het vergelijkbaar met het isoleren van een bij van de plant die hij bestuift. Dit is zichtbaar in de natuur, waar de door de mens opgelegde scheiding van flora en fauna heeft geleid tot de onbedoelde vernietiging van hele ecosystemen.
Dezelfde fout kan niet worden gemaakt met Web3. Terwijl we ernaar streven een dynamische en bloeiende infrastructuur te creëren om de volgende generatie van internet en wereldwijde financiën te ondersteunen, zal het behoud van atomaire composabiliteit essentieel zijn om te kunnen schalen en bloeien.
Bron: https://coinpedia.org/information/decentralized-scalability-will-be-the-next-big-web3-challenge-heres-how-we-fix-it/