Почему показатели TPS блокчейна часто падают в реальных условиях

Количество транзакций блокчейна в секунду (TPS) часто рассматривается как показатель производительности, но оно не раскрывает полной картины того, может ли сеть масштабироваться на практике.

Картер Фельдман, основатель Psy Protocol и бывший хакер, сообщил Cointelegraph, что показатели TPS часто вводят в заблуждение, поскольку они игнорируют то, как транзакции фактически проверяются и передаются в децентрализованных системах.

"Многие тесты перед основной сетью, тестовой сетью или изолированные бенчмаркинговые тесты измеряют TPS с запуском только одного узла. В этот момент вы могли бы так же назвать Instagram блокчейном, который может достичь 1 миллиард TPS, потому что у него есть один центральный орган, проверяющий каждый вызов API", - сказал Фельдман.

Часть проблемы заключается в том, как спроектировано большинство блокчейнов. Чем быстрее они пытаются работать, тем больше нагрузка на каждый узел и тем сложнее становится децентрализация. Это бремя можно уменьшить, отделив выполнение транзакций от верификации.

Новые проекты рекламируют высокий TPS, хотя фактическое использование сети редко приближается к этим пределам. Источник: MegaETH

Показатели TPS игнорируют стоимость децентрализации

TPS является валидным эталоном производительности блокчейна. Если у сети более высокий TPS, она может обработать больше реального использования.

Но Фельдман утверждал, что большинство громких показателей TPS представляют идеальные настройки, которые не переносятся на реальную пропускную способность. Впечатляющие цифры не показывают, как система работает в децентрализованных условиях.

"TPS виртуальной машины или одного узла не является мерой реальной производительности основной сети блокчейна", - сказал Фельдман.

Каждый полный узел в блокчейне должен проверять, что транзакции соответствуют правилам протокола. Если один узел принимает недействительную транзакцию, другие должны отклонить её. Это то, что заставляет децентрализованный реестр работать.

Связанное: Firedancer ускорит Solana, но не достигнет полного потенциала 

Производительность блокчейна учитывает, насколько быстро виртуальная машина выполняет транзакции. Но в реальном мире имеют значение пропускная способность, задержка и сетевая топология. Таким образом, производительность также зависит от того, как транзакции принимаются и проверяются другими узлами в сети.

В результате показатели TPS, опубликованные в белых книгах, часто расходятся с производительностью основной сети. Бенчмарки, которые изолируют выполнение от затрат на ретрансляцию и верификацию, измеряют что-то более близкое к скорости виртуальной машины, чем к масштабируемости блокчейна.

EOS, сеть, в которой Фельдман был бывшим производителем блоков, побила рекорды первичного размещения токенов в 2018 году. Его белая книга предполагала теоретический масштаб около 1 миллиона TPS. Это остаётся ошеломляющей цифрой даже по меркам 2026 года.

EOS никогда не достиг своей теоретической цели TPS. Более ранние отчёты утверждали, что он может достичь 4 000 транзакций при благоприятных настройках. Однако исследование, проведённое тестировщиками блокчейна в Whiteblock, показало, что в реалистичных сетевых условиях пропускная способность упала примерно до 50 TPS.

В 2023 году Jump Crypto продемонстрировала, что её клиент валидатора Solana, Firedancer, достиг того, чего не смог EOS, протестировав 1 миллион TPS. С тех пор клиент развёртывается, и многие валидаторы используют гибридную версию, известную как Frankendancer. Solana в реальных условиях сегодня обычно обрабатывает около 3 000-4 000 TPS. Примерно 40% этих транзакций являются транзакциями без голосования, что лучше отражает фактическую активность пользователей.

Solana зафиксировала 1 361 TPS без транзакций голосования 10 февраля. Источник: Solscan

Преодоление проблемы линейного масштабирования

Пропускная способность блокчейна обычно масштабируется линейно с рабочей нагрузкой. Больше транзакций отражает больше активности, но это также означает, что узлы получают и проверяют больше данных.

Каждая дополнительная транзакция добавляет вычислительную нагрузку. В какой-то момент ограничения пропускной способности, аппаратные ограничения и задержки синхронизации делают дальнейшее увеличение неустойчивым без ущерба для децентрализации.

Фельдман сказал, что преодоление этого ограничения требует переосмысления того, как доказывается действительность, что может быть сделано с помощью технологии доказательств с нулевым разглашением (ZK). ZK - это способ доказать, что пакет транзакций был обработан правильно, не заставляя каждый узел снова выполнять эти транзакции. Поскольку это позволяет доказать действительность без раскрытия всех базовых данных, ZK часто продвигается как решение проблем конфиденциальности.

Связанное: Инструменты конфиденциальности растут за институциональным принятием, говорит разработчик ZKsync

Фельдман утверждает, что это может также облегчить бремя масштабирования через рекурсивные ZK-доказательства. Простыми словами, это относится к доказательствам, проверяющим другие доказательства.

"Оказывается, вы можете взять два ZK-доказательства и сгенерировать ZK-доказательство, которое доказывает, что оба эти доказательства верны", - сказал Фельдман. "Итак, вы можете взять два доказательства и сделать их одним доказательством".

"Допустим, мы начинаем с 16 транзакций пользователей. Мы можем взять эти 16 и сделать их восемью доказательствами, затем мы можем взять восемь доказательств и сделать их четырьмя доказательствами", - объяснил Фельдман, демонстрируя графику дерева доказательств, где несколько доказательств в конечном итоге становятся одним.

Как несколько доказательств становятся одним. Источник: Psy/Картер Фельдман

В традиционных конструкциях блокчейна увеличение TPS повышает требования к верификации и пропускной способности для каждого узла. Фельдман утверждает, что при дизайне на основе доказательств пропускная способность может увеличиваться без пропорционального увеличения затрат на верификацию на один узел.

Это не означает, что ZK полностью устраняет компромиссы масштабирования. Генерация доказательств может быть вычислительно интенсивной и может требовать специализированной инфраструктуры. Хотя верификация становится дешёвой для обычных узлов, бремя переходит на доказывающих, которые должны выполнять тяжёлую криптографическую работу. Модернизация верификации на основе доказательств в существующих архитектурах блокчейна также сложна, что помогает объяснить, почему большинство основных сетей по-прежнему полагаются на традиционные модели выполнения.

Производительность за пределами чистой пропускной способности

TPS не бесполезен, но он условен. По словам Фельдмана, показатели чистой пропускной способности менее значимы, чем экономические сигналы, такие как комиссии за транзакции, которые предоставляют более чёткий индикатор здоровья сети и спроса.

"Я бы утверждал, что TPS - это второй по значимости эталон производительности блокчейна, но только если он измеряется в производственной среде или в среде, где транзакции не только обрабатываются, но также ретранслируются и проверяются другими узлами", - сказал он.

LayerZero Labs представила свою цепочку Zero и заявила, что она может масштабироваться до 2 миллионов TPS, используя технологию ZK. Источник: LayerZero

Доминирующий и существующий дизайн блокчейна также повлиял на инвестиции. Те, которые смоделированы вокруг последовательного выполнения, не могут легко прикрепить верификацию на основе доказательств без переработки того, как обрабатываются транзакции.

"В самом начале было почти невозможно собрать деньги на что-либо, кроме ZK EVM [виртуальной машины Ethereum]", - сказал Фельдман, объясняя бывшие проблемы с финансированием Psy Protocol.

"Причина, по которой люди не хотели финансировать это в начале, заключается в том, что это заняло некоторое время", - добавил он. "Вы не можете просто форкнуть EVM или их хранилище состояний, потому что всё делается совершенно по-другому".

В большинстве блокчейнов более высокий TPS означает больше работы для каждого узла. Одна только громкая цифра не показывает, является ли эта рабочая нагрузка устойчивой.

Журнал: Дорожная карта Ethereum к 10 000 TPS с использованием технологии ZK: руководство для чайников

Cointelegraph Features и Cointelegraph Magazine публикуют развёрнутую журналистику, анализ и нарративные репортажи, подготовленные внутренней редакционной командой Cointelegraph и отобранными внешними авторами с экспертными знаниями в предметной области. Все статьи редактируются и проверяются редакторами Cointelegraph в соответствии с нашими редакционными стандартами. Материалы от внешних авторов заказываются за их опыт, исследования или перспективу и не отражают взгляды Cointelegraph как компании, если явно не указано иное. Контент, опубликованный в Features и Magazine, не является финансовой, юридической или инвестиционной консультацией. Читатели должны проводить собственное исследование и консультироваться с квалифицированными специалистами там, где это уместно. Cointelegraph поддерживает полную редакционную независимость. Выбор, заказ и публикация контента Features и Magazine не зависят от рекламодателей, партнёров или коммерческих отношений.

Источник: https://cointelegraph.com/news/blockchain-tps-numbers-collapse-real-world?utm_source=rss_feed&utm_medium=feed&utm_campaign=rss_partner_inbound