Розуміння транзакцій за секунду: ключ до продуктивності блокчейну

Коли ви переказуєте гроші міжнародно через традиційні банківські канали, ви часто стикаєтеся з затримками, що тривають кілька днів. Швидкість обробки запитів платіжної системи стає критичним показником ефективності. Саме тут у гру вступає транзакція за секунду, або TPS, як фундаментальна метрика для оцінки мереж блокчейн. На відміну від непрозорості традиційних фінансів, криптовалюта надає дані у реальному часі про швидкість обробки транзакцій, роблячи TPS прозорим і вимірюваним орієнтиром.

TL;DR — Швидкий огляд

• Транзакції за секунду (TPS) вимірюють кількість транзакцій, які блокчейн може виконати за одну секунду
• Продуктивність мережі безпосередньо впливає на досвід користувача: повільна обробка спричиняє затори та зростання комісій
• Блокчейни підтримують як середній TPS (у звичайних умовах), так і максимальний TPS (при піковому навантаженні)
• Здатність обробляти високий обсяг транзакцій є ключовою для масштабованості блокчейнів і їхньої масової популярності
• Провідні мережі, такі як Solana, SUI і BSC, демонструють різні підходи до досягнення високих транзакцій за секунду

Чому швидкість важлива у мережах блокчейн

У епоху, коли інформація рухається зі швидкістю світла, користувачі очікують, що фінансові транзакції відповідатимуть цій швидкості. Традиційна банківська інфраструктура, створена десятиліття тому, не була розрахована на миттєві глобальні перекази. Переказ між континентами через SWIFT або подібні системи може займати тижні і більше. Bitcoin, попри статус першої криптовалюти, обробляє транзакції в середньому менше ніж за годину.

Однак це все ще не відповідає сучасним очікуванням цифрових користувачів. З розширенням прийняття криптовалют до мільйонів користувачів, інфраструктура має масштабуватися відповідно. Кожен додатковий користувач генерує більше транзакцій, які потрібно обробити. Коли мережа не може ефективно справлятися з цим обсягом, виникають черги транзакцій і затримки у обробці — так звані затори мережі.

Коли виникають затори, користувачам доводиться робити складний вибір: чекати без кінця, поки їхня транзакція буде оброблена, або платити вищі комісії, щоб швидше потрапити у чергу. Ця динаміка історично призводила до високих витрат на транзакції у періоди пікового навантаження, що відлякувало випадкових користувачів і обмежувало доступність мережі.

Визначення TPS: більше ніж просто число

Транзакції за секунду — це пропускна здатність блокчейну — обсяг операцій, які він може виконати за фіксований час. Однак концепція виходить за межі простої кількості.

Більшість блокчейнів підтримують два рівні продуктивності. Середній TPS відображає стабільну роботу мережі при звичайному навантаженні. Максимальний TPS — це верхня межа, піковий показник при повному навантаженні. Це важливо, оскільки реальні умови коливаються. Під час волатильності цін або важливих ринкових новин обсяг транзакцій може різко зрости, коли трейдери і користувачі одночасно намагаються виконати ордери.

Два технічні фактори впливають на те, наскільки швидко TPS перетворюється у реальний досвід користувача. Перший — чистий пропускний здатність, скільки транзакцій система обробля за секунду. Другий — час остаточного підтвердження транзакції — скільки потрібно, щоб транзакція стала остаточно підтвердженою на блокчейні. Bitcoin вимагає приблизно годину для завершення, тоді як сучасні мережі Layer-1 досягають остаточності за кілька секунд.

Порівняння архітектур блокчейнів і їхніх компромісів у TPS

Різні архітектури блокчейнів орієнтовані на різні цінності, і ці вибори безпосередньо впливають на можливості TPS.

Bitcoin — приклад мережі, яка обрала децентралізацію понад швидкість. Його архітектура навмисно обмежує TPS приблизно до 5 транзакцій за секунду, з максимальною здатністю близько 7 TPS. З моменту запуску Bitcoin з’явилися численні пропозиції збільшити цю цифру — шляхом розширення розміру блоків або зміни механізму консенсусу. Однак спільнота Bitcoin здебільшого відкидає ці зміни, цінуючи стабільність і незмінність мережі більше, ніж швидкість обробки.

Ethereum спочатку стикалося з подібними обмеженнями, обробляючи близько 12-15 транзакцій за секунду через механізм Proof of Work. У вересні 2022 року оновлення до Proof of Stake стало фундаментальною зміною архітектури. Після оновлення теоретична пропускна здатність Ethereum значно зросла, і за оцінками, мережа тепер може обробляти від 20 000 до 100 000 транзакцій за секунду залежно від реалізації.

Новіші блокчейни обрали інші філософії. Solana, запущена з масштабованістю як ключовою концепцією, заявляє про теоретичну здатність до 710 000 транзакцій за секунду. Хоча тестові середовища ще не підтвердили ці максимальні показники, Solana стабільно демонструє понад 65 000 TPS і, за даними моніторингу, досягає щоденних максимумів понад 1050 TPS. Час остаточного підтвердження у мережі — від 21 до 46 секунд, що суттєво краще за годинний час Bitcoin.

Як проєкти досягають високих транзакцій за секунду

Найшвидші мережі застосовують кілька технічних стратегій для максимізації TPS.

SUI, яка запустила свій основний ланцюг 3 травня 2023 року, реалізує паралельну обробку транзакцій валідаторами. Замість послідовної обробки транзакцій, валідатори працюють одночасно з несуперечливими транзакціями, що значно підвищує пропускну здатність. Мережа заявляє про підтримку до 125 000 транзакцій за секунду, при цьому максимальні щоденні середні — близько 854 TPS. Валідація транзакцій відбувається миттєво для кожної транзакції, що усуває штучні вузькі місця.

BNB Smart Chain, іноді званий BSC, у кінці 2023 року досяг реальних швидкостей у 378 транзакцій за секунду. BSC поєднує функціональність смарт-контрактів з сумісністю з Ethereum Virtual Machine, що дозволяє запускати Ethereum-додатки і водночас отримувати високі швидкості обробки. Це поєднання — перевага у продуктивності та екосистемі — зробило його особливо привабливим для розробників, що мігрують з перевантажених мереж.

Більш широка екосистема: інші високопродуктивні рішення

Ethereum заслуговує на повторний розгляд після 2022 року. Після оновлення до Ethereum 2.0 максимальна пропускна здатність мережі зросла приблизно у 6600 разів порівняно з початковими 12-15 TPS. Попри цей значний прорив, Ethereum залишається дуже популярним, підтверджуючи попит на високопродуктивні мережі, здатні підтримувати складні додатки і мікроплатежі одночасно.

XRP, рідна криптовалюта Ripple, працює на альтернативній інфраструктурі — RippleNet, а не на традиційному блокчейні. Архітектура RippleNet дозволяє обробляти приблизно 50 000 транзакцій за секунду — значно перевищуючи можливості SWIFT і конкуруючи з багатьма нативними блокчейнами. Хоча Ripple стикалося з питаннями централізації, його технічна продуктивність залишається однією з найшвидших у галузі.

Різниця у продуктивності між застарілими фінансами і сучасними блокчейнами підкреслює, чому транзакції за секунду стали такою важливою метрикою. Традиційний VISA працює на рівні 65 000 транзакцій за секунду, і цей показник довго вважався недосяжним для децентралізованих мереж. Сьогодні кілька блокчейнів перевищують або наближаються до цієї цифри, що свідчить про значний зріст галузі.

Майбутнє пропускної здатності блокчейнів

Зі зростанням прийняття криптовалют вимоги до TPS будуть лише зростати. Обсяг транзакцій завтра може перевищити сучасні пікові можливості, створюючи нові виклики масштабованості. Однак швидкий розвиток блокчейн-інженерії — від навмисно обмежених 5 TPS Bitcoin до заявлених 710 000 TPS Solana — демонструє, що технічні рішення існують.

Рішення Layer-2 і сайдчейни пропонують додаткові підходи до масштабування, потенційно дозволяючи ще більший сумарний обсяг транзакцій у блокчейн-екосистемах. Постійна увага галузі до підвищення пропускної здатності і зменшення часу остаточного підтвердження свідчить, що транзакції за секунду залишатимуться центральною метрикою розвитку блокчейнів і в майбутньому.