Количество транзакций в секунду (TPS) в блокчейнах часто рассматривается как показатель производительности, но оно не дает полной картины о том, насколько сеть может масштабироваться на практике.
Картер Фельдман, основатель Psy Protocol и бывший хакер, рассказал Cointelegraph, что цифры TPS часто вводят в заблуждение, поскольку игнорируют то, как транзакции фактически проверяются и распространяются по децентрализованным системам.
“Многие тесты в пре-мейннете, тестнете или изолированные бенчмарки измеряют TPS, когда работает только один узел. В этом случае можно сказать, что Instagram — это блокчейн, способный достигать 1 миллиарда TPS, потому что у него есть единый центральный орган, подтверждающий каждый API-вызов”, — заявил Фельдман.
Частично проблема заключается в том, как спроектированы большинство блокчейнов. Чем быстрее они пытаются работать, тем больше нагрузка на каждый узел и тем сложнее становится децентрализация. Эту нагрузку можно уменьшить, отделив выполнение транзакций от их проверки.
_Новые проекты рекламируют высокий TPS, хотя фактическое использование сети редко приближается к этим пределам. Источник: MegaETH
Цифры TPS игнорируют стоимость децентрализации
TPS — это валидный показатель производительности блокчейна. Если у сети выше TPS, она может обрабатывать больше реальных запросов.
Но Фельдман утверждает, что большинство заявленных цифр TPS представляют собой идеальные условия, которые не соответствуют реальной пропускной способности. Впечатляющие цифры не показывают, как система работает в децентрализованных условиях.
“TPS виртуальной машины или одного узла не является мерой реальной производительности блокчейна в мейннете”, — сказал Фельдман.
“Однако количество транзакций в секунду, которое блокчейн может обрабатывать в производственной среде, по-прежнему является валидным способом оценки того, какую нагрузку он может выдержать, а именно в этом и заключается масштабирование.”
Каждый полный узел в блокчейне должен проверять, соответствуют ли транзакции правилам протокола. Если один узел принимает недействительную транзакцию, другие должны отклонить ее. Именно это обеспечивает работу децентрализованного реестра.
Производительность блокчейна учитывает, насколько быстро виртуальная машина выполняет транзакции. Но в реальном мире важны пропускная способность, задержка и топология сети. Поэтому производительность также зависит от того, как транзакции принимаются и проверяются другими узлами по всей сети.
В результате цифры TPS, опубликованные в white paper, часто расходятся с производительностью в мейннете. Бенчмарки, которые изолируют выполнение от затрат на ретрансляцию и проверку, измеряют скорее скорость виртуальной машины, чем масштабируемость блокчейна.
EOS, сеть, в которой Фельдман был бывшим блок-продюсером, побила рекорды первичного предложения монет в 2018 году. Его white paper предполагал теоретическую масштабируемость примерно в 1 миллион TPS. Даже по стандартам 2026 года это остается впечатляющей цифрой.
EOS так и не достиг своей теоретической цели TPS. Более ранние сообщения утверждали, что он может обработать 4000 транзакций в благоприятных условиях. Однако исследования, проведенные тестировщиками блокчейна из Whiteblock, показали, что в реалистичных сетевых условиях пропускная способность упала примерно до 50 TPS.
В 2023 году Jump Crypto продемонстрировала, что ее клиент валидатора Solana, Firedancer, достиг того, чего не смог EOS, протестировав 1 миллион TPS. Клиент с тех пор разворачивается, и многие валидаторы используют гибридную версию, известную как Frankendancer. Solana в реальных условиях сегодня обычно обрабатывает около 3000–4000 TPS. Примерно 40% этих транзакций являются не-голосовыми, что лучше отражает фактическую пользовательскую активность.
_Solana зафиксировала 1361 TPS без голосовых транзакций 10 февраля. Источник: Solscan
Преодоление проблемы линейного масштабирования
Пропускная способность блокчейна обычно масштабируется линейно с нагрузкой. Больше транзакций означает больше активности, но также и то, 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 валидность, что можно сделать с помощью технологии доказательства с нулевым разглашением (ZK). ZK — это способ доказать, что пакет транзакций был обработан правильно, не заставляя каждый узел повторно выполнять эти транзакции. Поскольку он позволяет доказать валидность, не раскрывая все базовые данные, ZK часто продвигается как решение проблемы конфиденциальности.
Фельдман утверждает, что он также может облегчить масштабирование с помощью рекурсивных ZK-доказательств. Проще говоря, это относится к доказательствам, которые проверяют другие доказательства.
“Оказывается, вы можете взять два ZK-доказательства и сгенерировать ZK-доказательство, которое доказывает, что оба этих доказательства верны”, — сказал Фельдман. “Итак, вы можете взять два доказательства и превратить их в одно доказательство.”
“Предположим, мы начнем с 16 пользовательских транзакций. Мы можем взять эти 16 и превратить их в восемь доказательств, затем мы можем взять восемь доказательств и превратить их в четыре доказательства”, — объяснил Фельдман, показывая графическое представление дерева доказательств, где несколько доказательств в конечном итоге превращаются в одно.
_Как несколько доказательств становятся одним. Источник: Psy/Carter Feldman
В традиционных конструкциях блокчейна увеличение TPS увеличивает требования к проверке и пропускной способности для каждого узла. Фельдман утверждает, что с конструкцией, основанной на доказательствах, пропускная способность может увеличиться без пропорционального увеличения стоимости проверки для каждого узла.
Это не означает, что ZK полностью устраняет компромиссы масштабирования. Генерация доказательств может быть вычислительно интенсивной и может потребовать специализированной инфраструктуры. Хотя проверка становится дешевой для обычных узлов, бремя переносится на провайдеров, которые должны выполнять тяжелые криптографические работы. Перенос проверки на основе доказательств в существующие архитектуры блокчейна также является сложной задачей, что объясняет, почему большинство крупных сетей по-прежнему полагаются на традиционные модели выполнения.
Производительность за пределами сырой пропускной способности
TPS не бесполезна, но она условна. По словам Фельдмана, сырые показатели пропускной способности менее значимы, чем экономические сигналы, такие как комиссии за транзакции, которые дают более четкий показатель здоровья сети и спроса.
“Я утверждаю, что TPS является вторым по значимости показателем производительности блокчейна, но только если он измеряется в производственной среде или в среде, где транзакции не только обрабатываются, но и 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
Доминирующая и существующая конструкция блокчейнов также повлияла на инвестиции. Те, которые построены вокруг последовательного выполнения, не могут легко добавить проверку на основе доказательств, не перепроектировав способ обработки транзакций.
“В самом начале было почти невозможно привлечь деньги на что-либо, кроме ZK EVM [Ethereum Virtual Machine]”, — сказал Фельдман, объясняя прежние проблемы с финансированием Psy Protocol.
“Причина, по которой люди не хотели его финансировать в начале, заключалась в том, что это заняло бы много времени”, — добавил он. “Вы не можете просто форкнуть EVM или их хранилище состояний, потому что все делается совершенно по-другому.”
В большинстве блокчейнов более высокий TPS означает больше работы для каждого узла. Одна лишь цифра не показывает, является ли эта рабочая нагрузка устойчивой.
