Что такое масштабируемость блокчейна? (полное руководство для новичков)
Технология блокчейн представляет собой альтернативу традиционным централизованным системам реестров, обеспечивая безопасные и прозрачные транзакции без участия единого контролирующего органа. Её безопасность основана на надёжном шифровании и децентрализованной сетевой архитектуре, которые предотвращают подделку данных и цензуру.
Несмотря на эти преимущества, блокчейны сталкиваются с серьёзными проблемами масштабируемости и производительности, которые ограничивают их способность эффективно обрабатывать большие объёмы транзакций. Ограниченная пропускная способность транзакций и более низкая скорость обработки по сравнению с обычными системами Web 2.0 препятствуют более широкому внедрению технологии в приложениях с высоким спросом.
В последние годы наблюдается всплеск исследований и разработок, направленных на решение проблем масштабируемости блокчейна, в частности, с помощью модульных архитектур, которые разделяют основные уровни блокчейна — расчёты, исполнение и доступность данных — на отдельные компоненты.
Хотя лучшие блокчейны всё ещё менее масштабируемы, чем самые быстрые системы Web 2.0, этот разрыв сокращается. Сейчас основное внимание в отрасли уделяется достижению масштабируемости, сравнимой с системами Web 2.0, такими как знаменитая высокопроизводительная сеть Visa, без ущерба для безопасности.
В этой статье мы обсуждаем концепцию масштабируемости блокчейна, объясняем лежащие в её основе проблемы и описываем основные методы её улучшения при сохранении целостности сети.
Основные выводы:
Масштабируемость блокчейна — это способность сети обрабатывать растущее число транзакций без ущерба для скорости, стоимости, безопасности или децентрализации.
Ключевые подходы к улучшению масштабируемости включают модульные архитектуры, распараллеливание выполнения, шардинг, роллапы второго уровня и специфичные для платформ реализации, такие как proto-danksharding в Ethereum и Firedancer в Solana.
По состоянию на начало 2026 года модульные блокчейн-архитектуры, особенно те, которые основаны на вынесении уровня доступности данных за пределы основной сети, стали ведущими факторами роста масштабируемости Web3.
Что такое масштабируемость блокчейна?
Блокчейн — это децентрализованный цифровой реестр, который надёжно и прозрачно записывает транзакции без участия центрального органа. Когда в 2009 году был запущен биткоин (BTC), это ознаменовало появление первой жизнеспособной децентрализованной сети, защищённой криптографией, которая позволила осуществлять пиринговые переводы цифровой валюты. Хотя децентрализованная модель биткоина была революционной концепцией, быстро стало ясно, что его блокчейн может обрабатывать всего около семи транзакций в секунду (TPS). Таким образом, его масштабируемость была ограничена по сравнению с традиционными системами Web 2.0 корпоративного уровня.
В этом контексте масштабируемость блокчейна означает способность сети увеличивать пропускную способность транзакций, сохраняя при этом скорость и безопасность. TPS — это ключевой показатель, используемый для измерения этой пропускной способности, указывающий, сколько транзакций может быть обработано в секунду на уровне сети. Более высокий показатель TPS позволяет блокчейну поддерживать больше пользователей и приложений без узких мест и чрезмерных затрат.
Проблема достижения масштабируемости в блокчейне связана с так называемой трилеммой блокчейна. Эта концепция подчёркивает историческую сложность одновременной оптимизации трёх основных свойств блокчейна: децентрализации, безопасности и масштабируемости. В традиционных монолитных блокчейнах улучшение одного или двух из этих параметров часто требует компромиссов, которые ухудшают третий. Например, увеличение TPS за счёт централизации контроля может поставить под угрозу децентрализацию и безопасность.
Модульные блокчейны, которые разделяют уровни расчётов, исполнения и доступности данных на отдельные компоненты, часто более успешны, чем их монолитные аналоги, в решении трилеммы блокчейна.
Последние разработки в области блокчейна
В 2020 году произошёл крупный прорыв в масштабируемости блокчейна с запуском Solana (SOL). Эта сеть первого уровня часто упоминается как самая масштабируемая среди популярных публичных блокчейнов. Утверждается, что в идеальных условиях он поддерживает до 65 000 TPS.
В декабре 2025 года Solana интегрировала свое долгожданное клиентское программное обеспечение для валидаторов Firedancer, которое достигло пропускной способности более 1 миллиона TPS в тестовых средах. Это обновление, скорее всего, еще больше укрепит позиции Solana как самой масштабируемой сети первого уровня в блокчейн-индустрии. Если Firedancer продемонстрирует хотя бы часть пропускной способности, достигнутой в ходе тестирования, по крайней мере один блокчейн наконец-то сможет заявить об уровне масштабируемости, сравнимом с самыми быстрыми сетями Web 2.0.
В последние годы появились и другие высокомасштабируемые блокчейны, такие как Sui (SUI) и Monad (MON). Firedancer от Solana и эти новые сети быстро сокращают разрыв с высокопроизводительными средами Web 2.0.
Другим крупным блокчейнам в отрасли еще предстоит достичь такого уровня масштабируемости. Для сравнения, крупные поставщики облачных услуг, такие как Amazon Web Services (AWS) и Google Cloud, могут обрабатывать миллионы транзакций или запросов в секунду, распределяя рабочие нагрузки по обширным центрам обработки данных. Эти цифры делают 7 TPS биткоина — или даже самый высокий за всю историю показатель TPS Ethereum — чуть менее 33 000 (достигнутый 1 декабря 2025 года) — чрезвычайно скромными.
Однако общий разрыв в производительности между блокчейн-индустрией и ведущими инфраструктурами Web 2.0 сейчас быстро сокращается — благодаря модульным конструкциям, сетям второго уровня (Layer 2), переходу к децентрализованной обработке данных тысячами независимых узлов и, в частности, большим надеждам, возлагаемым на недавно представленное клиентское программное обеспечение валидатора Firedancer от Solana.
Почему масштабируемость важна в блокчейнах?
Масштабируемость блокчейна жизненно важна, поскольку низкая скорость транзакций и ограниченная пропускная способность создают узкие места, которые препятствуют более широкому внедрению этой относительно новой технологии. Вышеупомянутые недавние достижения в области масштабируемости блокчейна позволили разработать высокопроизводительные приложения промышленного уровня на блокчейнах, особенно в таких нишах, как децентрализованные финансы (DeFi) и игры.
Платформы DeFi зависят от быстрого подтверждения транзакций для совершения сделок, займов и других финансовых операций. Медленная обработка может привести к задержкам между запросом пользователя и фактическим исполнением и может подвергнуть пользователей таким рискам, как ценовое проскальзывание или сбой транзакций. Недавние улучшения в масштабируемости блокчейна помогли решить многие из этих проблем, которые преследовали ранние блокчейн-системы.
Например, по состоянию на начало 2026 года Solana и Sui являются одними из самых быстрорастущих платформ web3 с точки зрения внедрения DeFi. Наряду с растущим сектором DeFi, блокчейн-индустрия сейчас реализует все большее число проектов по токенизации реальных активов (RWA). Благодаря улучшенной масштабируемости риски неудачных транзакций и высокого проскальзывания больше не являются серьезными препятствиями для ончейн-внедрения DeFi и RWA.
Игровые и бизнес-приложения
Подобно DeFi, игры на основе блокчейна требуют быстрых и бесперебойных взаимодействий, чтобы поддерживать вовлеченность игроков. Игры, в которых возникают задержки или замедленные отклики, как правило, быстро теряют пользователей, поскольку игровой опыт не соответствует ожиданиям реального времени, установленным традиционными игровыми платформами. Недавние улучшения в масштабируемости блокчейна также привели тысячи игровых наименований в web3. Ончейн-игры теперь могут обрабатывать миллионы микротранзакций, таких как повышение уровня и торговля скинами, благодаря модульным архитектурам и средам параллельного выполнения.
Помимо этих приложений, ориентированных на потребителя, недавние улучшения в масштабируемости блокчейна создали ончейн-возможности для корпоративного мира. Многим компаниям требуются системы, способные мгновенно обрабатывать огромное количество транзакций при сохранении безопасности и прозрачности. Высокопроизводительные современные блокчейны, особенно частные сети, глубоко интегрированы в операционные модели предприятий в различных секторах. Например, востребованные глобальные приложения, управляемые гигантами финансовой индустрии, используют технологию блокчейн для платежей, расчетов и казначейских операций.
Короче говоря, улучшения в масштабируемости блокчейна помогают раскрыть весь потенциал технологии в финансах, играх, социальных сетях, на предприятиях и во многих других областях.
Эволюция масштабируемости блокчейна
Инновации, такие как решения второго уровня (Layer 2), модульные конструкции, параллельная обработка и многое другое, способствуют впечатляющим улучшениям в масштабируемости блокчейна. Несколько критических ограничений, которые традиционно препятствовали внедрению децентрализованных сетей, теперь устраняются.
Основными из этих ограничений были пропускная способность первого уровня, высокие комиссии за транзакции и длительное время подтверждения.
Ограничения пропускной способности базового уровня
Блокчейны раннего поколения, такие как Bitcoin, с их монолитной структурой и медленным механизмом валидации, ограничены недостаточной пропускной способностью. Скудные 7 транзакций в секунду (TPS) у Bitcoin часто приводятся в качестве самого яркого примера таких ограничений. Сети, такие как Litecoin (LTC) и Cardano (ADA), показывают не намного лучшие результаты, с максимальной пропускной способностью в 56 и 250 TPS соответственно.
Появление сетей второго уровня (Layer 2) с технологией Rollup и шардинга помогло значительно увеличить пропускную способность (TPS) новых блокчейнов. Решения второго уровня (Layer 2) с технологией Rollup переносят обработку транзакций за пределы основной цепи (офчейн) в более производительные среды, а затем пакетно публикуют обработанные транзакции в базовой сети первого уровня (Layer 1).
Шардинг также стал полезным нововведением для повышения масштабируемости блокчейна, хотя и не в такой степени, как сети второго уровня. Шардинг — это разделение блокчейна на несколько подсетей, известных как шарды. Каждый шард обрабатывает транзакции отдельно и параллельно с другими шардами в общей сети. Параллельная обработка помогает достичь гораздо более высокой пропускной способности, чем та, которую могут обеспечить блокчейны с монолитной архитектурой.
Высокие комиссии за транзакции
Высокие комиссии за транзакции были характерной чертой многих блокчейнов. Эта проблема особенно заметна в сети Ethereum (ETH), которая считается пионером в области функциональности смарт-контрактов и децентрализованных приложений (DApp).
Однако обновление Fusaka в сети Ethereum в конце 2025 года помогло отделить плату за газ от сетевой активности, что привело к резкому снижению транзакционных издержек в блокчейне. Для сравнения, обычная комиссия за транзакцию в Ethereum до обновления составляла в среднем несколько долларов США, а во время перегрузки сети она возрастала до двузначных сумм. После обновления Fusaka комиссия снизилась примерно до 0,10–0,20 $.
Помимо обновления, снижению комиссий также способствовали несколько технических нововведений в блокчейне Ethereum — прото-данкшардинг (EIP-4844) и PeerDAS (EIP-7594). Эти нововведения обеспечивают эффективное масштабирование связанных с Ethereum роллапов путём публикации больших объёмов транзакционных данных без перегрузки узлов-валидаторов первого уровня.
Некоторые другие децентрализованные сети предлагают ещё более низкие комиссии за транзакции. Например, Solana всегда отличалась сравнительно низкими комиссиями в диапазоне от менее чем одного цента до 0,02–0,03 $. Кроме того, многие сети второго уровня взимают комиссию за транзакции, которая обычно составляет менее одного цента, что делает транзакции с большими объёмами или частые транзакции очень доступными как для бизнеса, так и для частных пользователей.
Длительное время подтверждения
Время подтверждения транзакций значительно сократилось по сравнению с эпохой ранних блокчейнов. Механизм консенсуса Proof of History (PoH) сети Solana, неотъемлемая часть ее механизма валидации наряду с proof of stake (PoS), помогает минимизировать время подтверждения.
Шардинг также способствовал сокращению времени подтверждения, обеспечивая параллельную обработку транзакций.
Наконец, использование «мягкой» финализации — еще один ключевой инструмент в стремлении сократить среднюю продолжительность подтверждения транзакций. «Мягкая» финализация — это практически мгновенное предварительное подтверждение транзакции в блокчейне до того, как она достигнет необратимой «жесткой» финализации в неизменяемом реестре сети.
Решения для масштабируемости блокчейна: Решение трилеммы
Были предложены и внедрены различные решения для масштабирования блокчейна, обеспечивающие более быстрые и дешевые транзакции, быструю финализацию и высокую пропускную способность. Эти решения, как правило, сосредоточены либо на архитектурных изменениях базовой сети первого уровня (Layer 1), либо на использовании модульных конструкций и сетей второго уровня (Layer 2).
Решения первого уровня (Layer 1)
Решения первого уровня — это изменения на уровне протокола, которые напрямую изменяют архитектуру блокчейна для повышения пропускной способности и производительности. Эти изменения влияют на то, как транзакции обрабатываются, проверяются и хранятся в сети.
Улучшения механизма консенсуса
Механизмы консенсуса определяют, как узлы в блокчейне договариваются о действительности транзакций и состоянии реестра. Старейшая в мире действующая сеть, блокчейн Bitcoin, использует механизм консенсуса proof-of-work (PoW), который обеспечивает надёжную безопасность, но страдает от низкой пропускной способности и высокого энергопотребления. Будучи первой моделью консенсуса, внедрённой в индустрии, PoW остаётся популярным и, помимо Bitcoin, используется такими сетями, как Bitcoin Cash (BCH), Dogecoin (DOGE), Litecoin и многими другими.
Ключевым способом достижения лучшей масштабируемости на первом уровне стал переход от PoW к более новым и масштабируемым алгоритмам консенсуса. Возможно, самым распространённым из них является PoS, который сейчас используется Ethereum и многими другими сетями, поддерживающими смарт-контракты.
PoS снижает вычислительную нагрузку, позволяя валидаторам обрабатывать и подтверждать блоки транзакций на основе их стейка (т. е. токенов, заблокированных в сети). Напротив, PoW требует от валидаторов блоков (обычно называемых майнерами в сетях на основе PoW) решать сложные, энергозатратные криптографические «задачи» для добавления новых блоков в реестр сети. Этот переход от PoW к PoS повысил эффективность новых блокчейнов, снизил энергопотребление и улучшил общую масштабируемость.
Другие механизмы консенсуса, ориентированные на производительность, — такие как делегированное доказательство доли владения (DPoS), используемое в таких сетях, как TRON (TRX), и доказательство истории (PoH), используемое Solana (SOL), — дополнительно оптимизируют создание блоков и масштабируемость. Эти альтернативы отдают приоритет более высокой пропускной способности транзакций, что делает их привлекательными для приложений, требующих производительности в реальном времени или близком к реальному времени.
Прото-данкшардинг
Шардинг — это метод разделения сети блокчейна на более мелкие, управляемые части, называемые шардами. Каждый шард обрабатывает свой собственный набор транзакций и поддерживает часть общих данных, что снижает нагрузку на любой отдельный узел и увеличивает общую пропускную способность сети.
Вместо того чтобы требовать от всех узлов проверки каждой транзакции, шардинг обеспечивает параллельную обработку данных между несколькими компонентами. Это значительно увеличивает количество транзакций, которые могут обрабатываться одновременно.
Хотя использование архитектур шардинга помогло улучшить масштабируемость блокчейна, выигрыш от стандартного параллельного выполнения на основе шардинга на Уровне 1 был относительно скромным.
Однако эта тенденция радикально изменилась с введением прото-данкшардинга в сети Ethereum в 2024 году. Прото-данкшардинг позволяет сетям Уровня 2 публиковать временные данные большого размера (называемые «блобами») в Ethereum без разделения выполнения на Уровне 1. В отличие от этого, традиционный шардинг делит сам Уровень 1 на параллельные шарды, каждый из которых обрабатывает транзакции независимо.
Прото-данкшардинг привел к значительному улучшению масштабируемости, позволив сетям Уровня 2 обрабатывать огромную пропускную способность транзакций вне сети, не требуя от сети Ethereum разделения или управления несколькими шардами.
Такие инновации, как прото-данкшардинг (EIP-4844), блобы и PeerDAS (EIP-7594), вывели масштабируемость современных роллапов Уровня 2, связанных с Ethereum, на совершенно новый уровень.
Segregated Witness (SegWit)
Протокол Segregated Witness, или SegWit, был введен для решения проблемы ограничений размера блока в сети Bitcoin путем отделения ключевой части метаданных, называемой данными подписи, от основных данных транзакции. Перенос подписей из основного блока транзакций освобождает больше места для дополнительных транзакций, что эффективно увеличивает пропускную способность.
SegWit уменьшает размер транзакции и помогает предотвратить определенные типы вмешательства в транзакции. Это обновление увеличивает количество транзакций в блоке и повышает эффективность распространения блоков по сети.
Изначально предложенный для сети Bitcoin, протокол SegWit был впервые активирован в сети Litecoin в мае 2017 года, а через несколько месяцев — в сети Bitcoin. Внедрение SegWit открыло путь для инноваций в экосистеме Bitcoin, таких как платформа второго уровня Lightning Network и протокол Ordinals, который положил начало эре NFT на базе Bitcoin.
Параллельное выполнение транзакций
Ранее, при обсуждении традиционного шардинга, мы затрагивали концепцию параллельного выполнения. Первоначальная реализация параллельной обработки в Ethereum основывалась на концепции шардинга. Однако некоторые новые блокчейны внедрили параллельную обработку транзакций непосредственно на своих сетях первого уровня (Layer 1) без необходимости разделять базовые платформы на шарды.
Примерами таких сетей являются Sei (SEI), запущенная в августе 2023 года, и Monad, основная сеть которой была запущена в ноябре 2025 года.
Решения второго уровня (Layer 2) и модульные решения
Ранние попытки решения проблемы низкой пропускной способности сетей первого уровня (Layer 1) были сосредоточены на масштабируемых и экономичных сетях второго уровня (Layer 2) и сайдчейнах. В последнее время модульные блокчейн-архитектуры стали предпочтительным решением проблем масштабируемости.
Сайдчейны
Сайдчейн — это независимый блокчейн, который работает параллельно основной сети первого уровня (Layer 1). Он подключается через двусторонние мосты или якоря. Активы могут перемещаться между основной сетью блокчейна и сайдчейном, что позволяет выполнять транзакции и смарт-контракты на последнем.
Сайдчейны позволяют экспериментировать с различными моделями консенсуса, размерами блоков или логикой, специфичной для приложений, не влияя на стабильность основной цепи. Они могут обрабатывать транзакции быстрее и с меньшими затратами, а затем фиксировать окончательные результаты в основном блокчейне. Сайдчейны часто могут обеспечить даже большую масштабируемость, чем роллапы.
Одним из ограничений сайдчейнов является то, что, в отличие от роллапов второго уровня, они не наследуют полные гарантии безопасности основной цепи. Безопасность зависит от собственного набора валидаторов или модели консенсуса сайдчейна, что вводит отдельный уровень доверия. По этой причине сайдчейны могут быть подходящим решением для приложений с низким риском и высокой пропускной способностью, таких как web3-игры.
Роллапы
Роллапы объединяют — или «сворачивают» — несколько транзакций в один пакет, который затем публикуется в основном блокчейне. Вычисления и хранение выполняются оффчейн, а ончейн записываются только сводные данные и доказательства. Это значительно снижает нагрузку на базовый уровень, сохраняя при этом безопасность основной сети.
Существует два основных типа используемых роллапов: оптимистичные роллапы и роллапы с нулевым разглашением (ZK-роллапы). Оптимистичные роллапы предполагают, что транзакции, размещённые в базовом блокчейне, по умолчанию действительны, и они полагаются на доказательства мошенничества, предоставляемые валидаторами Уровня 1, для выявления любой недействительной активности. В то же время ZK-роллапы используют криптографические доказательства для проверки всех транзакций в пакете, предлагая более быстрое завершение транзакций, чем оптимистичные роллапы, но с большей технической сложностью.
Роллапы уже были развёрнуты на Ethereum со значительным эффектом, обеспечивая более быстрые и дешёвые транзакции для пользователей и одновременно снижая нагрузку на базовую сеть. Они представляют собой одно из самых многообещающих направлений для масштабирования без ущерба для децентрализации и безопасности.
Доступность данных (DA)
Самые последние подходы к решению проблем масштабируемости блокчейна сосредоточены на модульных конструкциях, в которых некоторые из ключевых уровней блокчейна — расчёты, исполнение и доступность данных (DA) — обрабатываются отдельными модулями, каждый из которых оптимизирован для наилучшей производительности своего уровня. Один из популярных подходов заключается в том, чтобы сохранить расчёты и исполнение на Уровне 1, но вынести уровень DA за его пределы. Этот уровень хранит все данные, необходимые валидаторам для проверки и верификации транзакций.
С обновлением Fusaka и запуском proto-danksharding на Ethereum сеть Ethereum перешла к использованию «блобов» (blobs) — больших временных фрагментов данных, публикуемых роллапами, тем самым отделяя уровень DA от уровня исполнения.
Также наблюдается рост числа специализированных DA-чейнов, которые предлагают другим платформам возможность передать на аутсорсинг свои операции по обеспечению доступности данных. Примерами таких сетей являются Celestia (TIA) и Avail (AVAIL).
Уровень связи: Интероперабельность и абстракция сетей
Улучшенная интероперабельность между сетями также помогла решить проблемы масштабируемости, превратив фрагментированный мир блокчейнов в единую среду, где преимущества в скорости, стоимости и пропускной способности могут быть использованы совместно с большей легкостью.
Такие технологии, как абстракция сетей, значительно расширили выбор совместимых сетей второго уровня (Layer 2) для базовых блокчейнов. Благодаря таким платформам, как AggLayer от Polygon и Superchain от Optimism, которые активно используют абстракцию сетей и развивают мультисетевые вселенные, сети первого уровня (Layer 1) теперь могут получить доступ к большему количеству роллапов для интеграции.
Кроме того, такие платформы, как LayerZero (ZRO) и Wormhole (W), обеспечивают единую ликвидность, помогая сетям первого уровня (Layer 1) получать доступ к большему количеству активов и межсетевым возможностям.
Заключение
Хотя ранние блокчейн-сети, такие как Bitcoin и Litecoin, заложили основу для децентрализованных систем, их ограниченная пропускная способность послужила толчком к усилиям по ее увеличению, снижению комиссий и обеспечению массового внедрения. Появление Solana на сцене (с обновлением Firedancer), внедрение прото-данкшардинга в Ethereum, рост параллельной обработки, платформы второго уровня и модульные архитектуры — все это способствовало значительному улучшению масштабируемости, которой сегодня пользуются web3-платформы. По состоянию на начало 2026 года, модульная архитектура блокчейна, в частности, стала одним из ведущих факторов этих улучшений.
#LearnWithBybit