Blockchain Tweede Laag Oplossingen: State Channels vs. Side Chains

Blockchain is een snelgroeiende ontwrichtende technologie die is ontworpen om de geloofwaardigheid bij het bijhouden van gegevens en transacties te verbeteren. De rol ervan bij het opbouwen van vertrouwen en geverifieerde verantwoordingsplicht is een essentiële dienst voor moderne dynamische transacties.

De blockchain biedt een manier om geverifieerde, fraudebestendige gegevens op te slaan die overal ter wereld en op elk moment toegankelijk zijn. De blockchain is in wezen een onveranderlijke vertrouwde database die kan worden gebruikt als referentie bij het behandelen van geschillen, het authentiseren van transacties, het bewijzen van eigendom en nog veel meer.

De Blockchain en hoe het werkt

Kijken naar blockchain-technologie alleen in termen van het verband met Bitcoin is een enigszins beperkte visie. Deze opvatting werd benadrukt door Jaspreet Bindra, de voormalige Senior Vice President - Digital Transformation van Mahindra Group in India. In zijn woorden is het definiëren van blockchain als de technologie achter Bitcoin of Cryptocurrency, of Ether, net zoiets als het internet (alleen) uitleggen als de technologie achter e-mails.

Eenvoudig gezegd is de blockchain een fraudebestendig gedecentraliseerd digitaal grootboek dat een permanent register bijhoudt van een grote verscheidenheid aan geverifieerde transacties en gegevens. Deze omvatten informatie over eigendom van onroerend goed, fusies van bedrijven, federale documenten, aandelen, voorraden en nog veel meer.

Bij conventionele transacties zijn betrouwbare derde partijen nodig om de door de handelaren gepresenteerde informatie te verifiëren. Deze derde partijen zijn banken, financiële instellingen, kredietbeoordelingscommissies en overheidsinstanties. U moet de authenticiteit van documenten, eigendom, identiteit en monetaire status van de handelaren verifiëren voordat u een deal sluit. Deze verificatieprocessen kunnen kostbaar en tijdrovend zijn.

In de blockchain wordt elke transactie of verwante data geverifieerd en vastgelegd in een individueel blok. Het blok wordt vervolgens permanent gekoppeld aan alle eerdere soortgelijke transacties en bijbehorende grootboeken. De koppelingen worden gekenmerkt door complexe cryptografie die uniek is voor de betrokken gebruikers en de specifieke transactie. Elk blok wordt gekoppeld aan en gevalideerd door het vorige, waardoor tijd en geld worden bespaard die aan conventionele due diligence worden besteed.

Ook zijn de blockchain-gegevens gedecentraliseerd. Grootboeken kunnen maar op één plaats tegelijk worden opgeslagen; waarschijnlijk in een kluis of een kluisje. Gegevens in de blockchain worden echter opgeslagen in meerdere grootboeken die gelijktijdig worden bijgewerkt, waardoor een extra beveiligingslaag tegen hackers wordt toegevoegd.

Om succesvol te knoeien met een blockchain item, zou een hacker de hele keten moeten veranderen. Hij zou ook de grootboeken van alle anderen op het netwerk in kwestie moeten bewerken.

Het definiëren van tweede laag Blockchain-oplossingen

Blockchain-technologie moet nog opschalen en de wereldmarkten domineren. Hoewel het potentieel ervan wereldwijd wordt erkend, wordt de blockchain-technologie afgeremd door haar inherente beperkingen. De fundamentele uitdaging die de schaalbaarheid van blockchain vandaag beperkt, is de snelheid van de transacties.

De verificatie van blockchain-transacties vergt tijd en veel rekenkracht. Toch maken deze processen deel uit van wat de blockchain onderscheidt van conventionele transacties.

Deze snelheidsbeperkingen hebben de integratie van blockchain-technologie met snellere mainstream-transacties belemmerd. In de kern kan de Bitcoin-blockchain slechts vijf transacties per seconde (TPS) verwerken, terwijl Ethereum er 10 tot 15 verwerkt. Dit staat in schril contrast met Visa, dat tot 24.000 TPS kan verwerken3.

Second Layer Blockchain Solutions zijn ontwikkeld om de voltooiing van blockchain-transacties te versnellen. Ze zijn een soort secundair raamwerk gebouwd op reeds bestaande blockchain systemen. Tweede laag systemen nemen sets van transacties en berekenen deze buiten de hoofd blockchain (off-chain). Dit vermindert de belasting van de hoofdketen, waardoor rekenkracht en middelen vrijkomen voor andere functies.

Door reeksen transacties buiten de keten te isoleren, kunnen de oplossingen van de tweede laag het aantal transacties dat de blockchain op een dag kan verwerken, verhogen. Dit systeem is een essentieel onderdeel van het opschalen van de blockchain om te kunnen concurreren met conventionele systemen zoals Visa.

Soorten tweede laag Blockchain oplossingen

Blockchain-oplossingen van de tweede laag zijn een reeks ingewikkelde protocollen die zijn ontworpen om de werking van de blockchain te verbeteren. Ze zijn ontworpen met uitgebreide algoritmen en systemen om de transactiesnelheid, verificatie en veiligheid te verhogen. Dit artikel belicht het algemene idee en de werking van de twee belangrijkste Tweede Laag block oplossingen, State Channels en Side Chains, in eenvoudige bewoordingen.

1. Wat is een Staatskanaal?

Een staatskanaal is een blockchain tweede laag oplossing die een groep deelnemers in staat stelt om een onbeperkt aantal privé transacties buiten de keten uit te voeren. In tegenstelling tot conventionele on-chain transacties, worden de transacties van het staatskanaal niet openbaar gemaakt. Ze zijn alleen zichtbaar voor deelnemers aan het kanaal. Alleen de begin- en eindtoestand van de transacties wordt vastgelegd in de hoofd-blockchain.

Staatskanalen maken het mogelijk voor mensen die onderling meerdere uitwisselingen moeten doen om een blockchain grootboek bij te houden. Het registreren van meerdere kleine transfers is omslachtig op de blockchain omdat elke transactie moet worden geverifieerd en bevestigd door miners. Dit kan het soort snelle uitwisselingen vertragen die de deelnemers aan het staatskanaal nodig hebben.

Staatskanalen stellen groepen in staat om veilige, snelle en goedkope transacties uit te voeren met behulp van blockchain-technologie. De staatskanaaloplossingen die vandaag in gebruik zijn, beloven een hoge schaalbaarheid, waarbij sommige in staat zijn om duizenden transacties per seconde uit te voeren.

Hoe Staatskanalen werken

Met State Channels vertrouwen de deelnemers op wederzijdse overeenkomsten die worden ondertekend met hun blockchain encryptie handtekeningen voor verificatie. De deelnemers creëren een slim contract waarin de status van hun transacties wordt uitgewerkt voordat ze off-chain gaan.

Buiten de keten kunnen de deelnemers zoveel transacties uitvoeren als ze willen zonder afhankelijk te zijn van verificaties door miners. Zij hoeven ook geen nieuwe blokken te vormen per transactie.

Zodra de transacties zijn voltooid, ondertekenen de deelnemers wederzijds een afsluitende transactie. Close-out transacties zijn uniek omdat ze worden vastgelegd in een nieuw blok op de keten. Om door te gaan met transacties na een close-out transactie, moeten de deelnemers aan het staatskanaal het staatskanaal heropenen met een unieke encryptiehandtekening.

Staatskanaal Beveiliging

Een staatskanaal wordt geverifieerd door zijn deelnemers en hun wederzijds smart contract. Maar zodra de partijen hun transacties off-chain hebben voltooid, wordt de definitieve toestand vastgelegd in een nieuw blok on-chain. Op deze manier kunnen de transacties sneller off-chain worden uitgevoerd en permanent on-chain worden beveiligd.

Het slimme contractontwerp beveiligt transacties binnen het staatskanaal. Het fungeert ook als de "rechter" tussen de deelnemers. Smart contract ontwerpen variëren.

Het onderliggende beveiligingsmechanisme van het staatskanaal vereist dat alle deelnemers elke transactie aftekenen. Elke transactie met de digitale handtekening van de deelnemers overschrijft de vorige, waardoor wordt voorkomen dat een deelnemer de eindtoestand van transacties wijzigt bij afwezigheid van zijn tegenhanger.

Sommige kanalen gebruiken een timer die de on-chain toestand van de transacties automatisch bijwerkt of vergrendelt. Zodra de timer is afgelopen, wordt automatisch een close-out transactie uitgegeven en wordt de hoofdketen bijgewerkt, waarbij het toestandskanaal wordt gesloten op basis van de laatst geverifieerde transactie. Elke nieuwe poging om het toestandskanaal te ontgrendelen creëert nieuwe versleuteling en start de timer opnieuw.

Voorbeelden van populaire staatskanaalprojecten

1. Celer Netwerk

2. Het verlichtingsnetwerk

3. Trinity

4. Raiden Netwerk

5. Liquiditeit

2. Wat is een zijketen?

Sidechains zijn kleinere blockchains die parallel lopen aan de belangrijkste blockchain of hoofdketen. Ze werken als vertakkingen van de hoofdketen. Tijdens de werking, dragen ze activa over van en naar de hoofdketen om congestie te verminderen en schaalbaarheid te vergemakkelijken. Het uitvoeren van transacties op een side chain kan de TPS van de blockchain aanzienlijk verhogen. 

Hoe zijketens werken

Sidechains hebben een soortgelijke structuur en operationeel mechanisme als de blockchain (hoofdketen). In tegenstelling tot staatskanalen wordt elke transactie in een sidechain geregistreerd en vormt een nieuw blok. Toch kunnen sidechain-blokken sneller worden geverifieerd omdat ze minder verificaties en gedistribueerde toestemming nodig hebben dan de hoofdketen.

De sidechain is met de hoofdketen verbonden via een tweewegkoppeling die de overdracht van activa tussen de twee ketens mogelijk maakt. Activa worden overgedragen met een vooraf bepaalde snelheid, zodat de blockchain steeds op de hoogte is van de stand van de transacties op de sidechain.

Het uitvoeren van transacties op sidechains verlicht de rekenlast en de congestie van de hoofdketen, waardoor deelnemers sneller transacties kunnen uitvoeren. Sidechains zijn permanent en niet beperkt tot een vaste groep gebruikers. Zij vergemakkelijken ook de uitwisselbaarheid van cryptocurrency.

Sidechain Beveiliging

Het belangrijkste verkoopargument van de blockchain is de beveiliging van uw gegevens. Toch zijn de beveiligingsprocessen tijdrovend en kostbaar. Het verhogen van de snelheid van transacties resulteert vaak in het vereenvoudigen van de belangrijkste beveiligingsprocessen van de keten.

Een veilige sidechain verzekert gebruikers van snellere maar veiligere transacties door periodiek zijn transacties op de hoofdketen te beveiligen of te back-uppen. Dit idee is hetzelfde achter het gebruik van een twee-weg pin om consequent activa over te dragen tussen de primaire en zijketens.

Elke sidechain is onafhankelijk van de hoofdketen, wat betekent dat hij zijn eigen miners heeft en eigen rekenkracht. Als de veiligheid van een sidechain in gevaar komt, heeft dat geen invloed op de bescherming van de hoofdketen en vice versa.

Sommige sidechains schakelen federatiegroepen in om als tussenpersoon te fungeren bij het overdragen van activa van en naar de hoofdketen. Hoewel dit een beveiligingslaag toevoegt, verhoogt het ook de wachttijd voordat een deelnemer actief transacties kan uitvoeren op de sidechain.

Voorbeelden van populaire Sidechain oplossingen

1. Plasma

2. Onderstam (RSK)

3. Matic

4. Vloeistof

5. Alpha

Round-Up

De energie-industrie omarmt blockchain-technologie als een unieke manier om transacties in de elektriciteitsmarkt vast te leggen, te volgen en te beheren. De decentralisatie van de elektriciteitsopwekking in Europa heeft deuren geopend voor een verscheidenheid aan uitdagingen. Het net is nu verbonden met meerdere gevarieerde elektriciteitsproducenten, minigrids en hernieuwbare energiebronnen. 

Veel van de technische uitdagingen op het gebied van elektriciteitsproductie en -distributie worden aangepakt door het slimme netwerk en andere innovatieve oplossingen. De financiële dynamiek en de verantwoordingsplicht zijn echter complexer.

De blockchain biedt een snellere, efficiëntere en fraudebestendige manier om de opwekking en het verbruik van elektriciteit bij te houden. Dit verhoogt effectief de veiligheid, snelheid en nauwkeurigheid van de betalingen aan de energieproducent. Dit is vooral waardevol in markten waar de elektriciteitsprijs varieert met de vraag.

Het gebruik van de tweede laag van blockchainoplossingen voor het beheer van de financiële kant van alternatieve energietransacties kan de dynamiek van slimme netwerken versterken. Het kan klanten, minigrids en projecten voor hernieuwbare energie op nutsschaal in staat stellen vrij en in realtime met elkaar te communiceren. Het kan ook het proces van het genereren van groene certificaten versnellen.

Het registreren van productiegegevens op de blockchain kan het proces van verificatie van elektriciteitsproductieniveaus vereenvoudigen. Dit betekent dat onafhankelijke netgebonden elektriciteitsproducenten zoals zonne-energie op daken, zonne-energie in gemeenschappen en andere projecten sneller en nauwkeuriger betaald kunnen worden.