Що таке масштабованість блокчейну? (Повний посібник для початківців)

Технологія блокчейн є альтернативою традиційним централізованим системам реєстру, що дає змогу здійснювати безпечні та прозорі транзакції, не покладаючись на єдиний контролюючий орган. Її безпека базується на надійному шифруванні та децентралізованій архітектурі мережі, що запобігає підробці даних і цензурі. 

Незважаючи на ці переваги, блокчейни стикаються зі значними проблемами масштабованості та продуктивності, які обмежують їхню здатність ефективно обробляти великі обсяги транзакцій. Обмежена пропускна здатність транзакцій і нижча швидкість обробки — порівняно зі звичайними системами Web 2.0 — перешкоджають ширшому впровадженню технології у застосунках із високим попитом. 

Останніми роками спостерігається шквал досліджень і розробок, спрямованих на вирішення проблем масштабованості блокчейну, зокрема за допомогою модульних архітектур, які розділяють основні рівні блокчейну — розрахунковий, виконавчий і доступності даних — на окремі компоненти. 

Хоча найкращі блокчейни все ще менш масштабовані, ніж найшвидші системи Web 2.0, цей розрив скорочується. Зараз галузь зосереджена на досягненні масштабованості, яку можна порівняти з масштабованістю систем Web 2.0, як-от відома високопродуктивна мережа Visa, без шкоди для безпеки. 

У цій статті ми обговорюємо концепцію масштабованості блокчейну, пояснюємо її основні проблеми та окреслюємо основні методи її покращення за збереження цілісності мережі.

Основні тези:

• Масштабованість блокчейну — це здатність мережі обробляти зростаючу кількість транзакцій без шкоди для швидкості, вартості, безпеки чи децентралізації.

• Ключові підходи до покращення масштабованості включають модульні архітектури, паралельне виконання, шардинг, ролапи рівня 2 та специфічні для платформи реалізації, як-от прото-данкшардинг Ethereum і Firedancer від Solana. 

• Станом на початок 2026 року модульні блокчейн-дизайни, особливо ті, що базуються на екстерналізації рівня доступності даних, стали провідними рушіями зростання масштабованості web3.

Що таке масштабованість блокчейну?

Блокчейн — це децентралізований цифровий реєстр, який надійно та прозоро записує транзакції без центрального органу. Коли у 2009 році було запущено Bitcoin (BTC), це ознаменувало появу першої життєздатної децентралізованої мережі, захищеної криптографією, що уможливило однорангові перекази цифрової валюти. Хоча децентралізована модель Bitcoin була революційною концепцією, швидко стало зрозуміло, що її блокчейн може обробляти лише близько семи транзакцій на секунду (TPS). Таким чином, вона була обмежена в масштабованості порівняно з традиційними системами Web 2.0 корпоративного рівня.

У цьому контексті масштабованість блокчейну означає здатність мережі збільшувати пропускну здатність транзакцій, зберігаючи при цьому швидкість і безпеку. TPS — це ключовий показник, який використовується для вимірювання цієї пропускної здатності, і вказує, скільки транзакцій може бути оброблено за секунду на рівні мережі. Вищий показник TPS дозволяє блокчейну підтримувати більше користувачів і додатків без вузьких місць або надмірних витрат.

Проблема досягнення масштабованості в блокчейні пов’язана з так званою трилемою блокчейну. Ця концепція підкреслює історичну складність одночасної оптимізації трьох основних властивостей блокчейнів: децентралізації, безпеки та масштабованості. У традиційних монолітних блокчейн-архітектурах, покращення одного або двох із цих параметрів часто вимагає компромісів, які погіршують третій. Наприклад, збільшення TPS шляхом централізації контролю може поставити під загрозу децентралізацію та безпеку.

Модульні блокчейни, які розділяють рівні розрахунків, виконання та доступності даних на окремі компоненти, часто є успішнішими за свої монолітні аналоги у вирішенні трилеми блокчейну.

Останні розробки в галузі блокчейну

У 2020 році відбувся значний прорив у масштабованості блокчейну із запуском Solana (SOL). Ця мережа рівня 1 часто згадується як наймасштабованіша серед популярних публічних блокчейнів. Стверджується, що він підтримує до 65 000 транзакцій на секунду (TPS) за ідеальних умов. 

У грудні 2025 року Solana інтегрувала своє довгоочікуване програмне забезпечення клієнта-валідатора Firedancer, яке досягло пропускної здатності понад 1 мільйон TPS у тестових середовищах. Це оновлення, ймовірно, ще більше зміцнить позиції Solana як найбільш масштабованого ланцюжка першого рівня (Layer 1) у блокчейн-індустрії. Якщо Firedancer продемонструє хоча б частину пропускної здатності, досягнутої під час тестування, принаймні один блокчейн нарешті зможе претендувати на рівні масштабованості, порівнянні з найшвидшими мережами Web 2.0. 

Інші високомасштабовані блокчейни, такі як Sui (SUI) та Monad (MON), також з'явилися останніми роками. Firedancer від Solana та ці нові ланцюжки швидко скорочують розрив із високопродуктивними середовищами Web 2.0.

Іншим великим блокчейнам в індустрії ще належить досягти такого рівня масштабованості. Для порівняння, великі постачальники хмарних послуг, такі як Amazon Web Services (AWS) і Google Cloud, можуть обробляти мільйони транзакцій або запитів на секунду, розподіляючи робочі навантаження між величезними центрами обробки даних. Ці цифри роблять 7 TPS біткоїна — або навіть найвищий за всю історію показник TPS Ethereum, що становить трохи менше 33 000 (досягнутий 1 грудня 2025 року) — надзвичайно скромними.

Однак загальний розрив у продуктивності між блокчейн-індустрією та провідними інфраструктурами Web 2.0 зараз швидко скорочується — завдяки модульним конструкціям, мережам рівня 2, переходу до децентралізованої обробки на тисячах незалежних вузлів і, зокрема, великим надіям, що покладаються на нещодавно представлене клієнтське програмне забезпечення валідатора Firedancer від Solana.

Чому масштабованість важлива в блокчейнах?

Масштабованість блокчейну є життєво важливою, оскільки низька швидкість транзакцій та обмежена пропускна здатність створюють вузькі місця, що перешкоджають ширшому впровадженню цієї відносно нової технології. Вищезгадані останні досягнення в масштабованості блокчейну уможливили розробку високопродуктивних додатків промислового рівня на блокчейнах, особливо в таких нішах, як децентралізовані фінанси (DeFi) та ігри.

Платформи DeFi залежать від швидкого підтвердження транзакцій для виконання угод, надання позик та інших фінансових операцій. Повільна обробка може призвести до затримок між запитом користувача та фактичним виконанням і може наражати користувачів на ризики, як-от цінове прослизання або невдалі транзакції. Останні вдосконалення в масштабованості блокчейну допомогли вирішити багато з цих проблем, що були характерні для ранніх блокчейн-систем. 

Наприклад, станом на початок 2026 року Solana та Sui є одними з найбільш швидкозростаючих платформ web3 з точки зору впровадження DeFi. Разом зі зростаючим сектором DeFi блокчейн-індустрія зараз впроваджує все більшу кількість проєктів з токенізації реальних активів (RWA). Завдяки покращеній масштабованості ризики невдалих транзакцій і високого прослизання більше не є основними перешкодами для ончейн-впровадження DeFi та RWA. 

Ігрові та бізнес-застосунки

Подібно до DeFi, ігри на основі блокчейну вимагають швидких, безперебійних взаємодій, щоб підтримувати залученість гравців. Ігри, в яких виникають затримки або сповільнені відповіді, як правило, швидко втрачають користувачів, оскільки досвід не відповідає очікуванням реального часу, встановленим традиційними ігровими платформами. Нещодавні покращення в масштабованості блокчейну також привели тисячі ігрових проєктів у web3. Ончейн-ігри тепер можуть обробляти мільйони мікротранзакцій, таких як підвищення рівня та торгівля скінами, завдяки модульній архітектурі та середовищам паралельного виконання. 

Окрім цих застосунків, орієнтованих на споживача, нещодавні покращення в масштабованості блокчейну створили ончейн-можливості для корпоративного світу. Багато підприємств потребують систем, здатних миттєво обробляти величезну кількість транзакцій, зберігаючи при цьому безпеку та прозорість. Високопродуктивні сучасні блокчейни, особливо приватні мережі, глибоко інтегровані в операційні моделі підприємств у різних секторах. Наприклад, глобальні додатки з високим попитом, якими керують гіганти фінансової індустрії, використовують технологію блокчейн для платежів, розрахунків і казначейських операцій. 

Коротко кажучи, покращення масштабованості блокчейну допомагають розкрити весь потенціал технології у фінансах, іграх, соціальних мережах, на підприємствах та в багатьох інших сферах.

Еволюція масштабованості блокчейну

Такі інновації, як рішення другого рівня (Layer 2), модульні конструкції, паралельна обробка тощо, сприяють вражаючим покращенням масштабованості блокчейну. Кілька критичних обмежень, які традиційно перешкоджали впровадженню децентралізованих мереж, зараз усуваються. 

Основними серед цих обмежень були пропускна здатність першого рівня (Layer 1), високі комісії за транзакції та тривалий час їх підтвердження. 

Обмеження пропускної здатності базового рівня

Блокчейни раннього покоління, такі як Bitcoin, з їхньою монолітною структурою та повільним механізмом валідації, мають обмежену, незадовільну пропускну здатність. Мізерні 7 транзакцій на секунду (TPS) у мережі Bitcoin часто наводять як найяскравіший приклад таких обмежень. Такі мережі, як Litecoin (LTC) і Cardano (ADA), показують не набагато кращі результати, з максимальною пропускною здатністю 56 і 250 TPS відповідно.

Поява мереж ролапів другого рівня та архітектур шардингу допомогла значно підвищити пропускну здатність TPS новіших блокчейнів. Ролапи другого рівня переносять обробку транзакцій офчейн у більш продуктивні середовища, а потім пакетно публікують оброблені транзакції в основний ланцюг першого рівня. 

Шардинг також став корисною інновацією для підвищення масштабованості блокчейну, хоча й не в такій мірі, як ланцюги другого рівня. Шардинг — це розділення блокчейну на кілька підмереж, відомих як шарди. Кожен шард обробляє транзакції окремо і паралельно з іншими шардами в загальній мережі. Паралельна обробка допомагає досягти набагато вищої пропускної здатності, ніж та, якої можуть досягти монолітні блокчейни.

Високі комісії за транзакції

Високі комісії за транзакції були характерною рисою багатьох блокчейнів. Ця проблема була особливо очевидною в мережі Ethereum (ETH), що вважається піонером функціональності смартконтрактів і децентралізованих застосунків (DApp). 

Однак, оновлення Fusaka в мережі Ethereum наприкінці 2025 року допомогло відокремити плату за газ від активності мережі, що призвело до різкого зниження вартості транзакцій у блокчейні. Для порівняння, типова комісія за транзакцію в мережі Ethereum до оновлення в середньому становила кілька доларів США, а під час перевантаження мережі зростала до двозначних сум. Після оновлення Fusaka комісія знизилася приблизно до $0,10–$0,20.

Окрім оновлення, кілька технічних реалізацій у блокчейні Ethereum — прото-данкшардинг (EIP-4844) і PeerDAS (EIP-7594) — також сприяли цьому зниженню комісій. Ці інновації забезпечують ефективне масштабування ролапів, пов'язаних з Ethereum, завдяки публікації великих обсягів даних про транзакції без перевантаження вузлів валідаторів першого рівня. 

Деякі інші децентралізовані мережі пропонують ще нижчі комісії за транзакції. Наприклад, Solana завжди відрізнялася порівняно низькими комісіями в діапазоні від менш ніж одного цента до $0,02–$0,03. Крім того, багато мереж другого рівня стягують комісії за транзакції, які зазвичай становлять менше одного цента, що робить великі обсяги або часті транзакції дуже доступними як для бізнесу, так і для окремих користувачів.

Тривалий час підтвердження

Час підтвердження транзакцій значно скоротився, порівняно з часами ранніх блокчейнів. Механізм консенсусу Solana Proof of History (PoH), невід'ємна частина його механізму валідації поряд з proof of stake (PoS), допомагає мінімізувати час підтвердження. 

Шардинг також посприяв скороченню часу підтвердження, уможлививши паралельну обробку транзакцій.

Нарешті, використання м'якої фінальності є ще одним ключовим інструментом у прагненні скоротити середню тривалість підтвердження транзакцій. «М'яка фінальність» означає майже миттєве попереднє підтвердження транзакції в блокчейні, перш ніж вона досягне незворотної «жорсткої фінальності» в незмінному реєстрі мережі.

Рішення для масштабованості блокчейну: Вирішення трилеми

Були запропоновані та впроваджені різні рішення для масштабованості блокчейну, щоб забезпечити швидші та дешевші транзакції, швидку фінальність і високу пропускну здатність. Ці рішення зазвичай зосереджені або на архітектурних модифікаціях базового ланцюга рівня 1, або, як альтернатива, на використанні модульних конструкцій і мереж рівня 2.

Рішення рівня 1

Рішення рівня 1 — це зміни на рівні протоколу, які безпосередньо змінюють архітектуру блокчейну з метою підвищення пропускної здатності та продуктивності. Ці зміни впливають на спосіб обробки, перевірки та зберігання транзакцій у мережі.

Удосконалення механізму консенсусу

Механізми консенсусу визначають, як вузли в блокчейні досягають згоди щодо дійсності транзакцій і стану реєстру. Найстаріший у світі життєздатний ланцюг, блокчейн Bitcoin, використовує механізм консенсусу proof of work (PoW), який забезпечує надійну безпеку, але страждає від низької пропускної здатності та високого енергоспоживання. Як перша модель консенсусу, впроваджена в галузі, PoW залишається популярним і, крім Bitcoin, використовується такими мережами, як Bitcoin Cash (BCH), Dogecoin (DOGE), Litecoin та багатьма іншими. 

Ключовим способом досягнення кращої масштабованості на рівні 1 став перехід від PoW до новіших, більш масштабованих алгоритмів консенсусу. Мабуть, найпоширенішим серед них є PoS, який зараз використовується Ethereum та багатьма іншими мережами, що підтримують смартконтракти. 

PoS зменшує обчислювальне навантаження, дозволяючи валідаторам обробляти та засвідчувати блоки транзакцій на основі їхньої частки (тобто токенів, заблокованих у мережі). Навпаки, PoW вимагає від валідаторів блоків (яких зазвичай називають майнерами в мережах на основі PoW) розв’язувати складні, енергоємні криптографічні «задачі», щоб додавати нові блоки до реєстру мережі. Цей перехід від PoW до PoS підвищив ефективність нових блокчейнів, зменшив споживання енергії та покращив загальну масштабованість.

Інші механізми консенсусу, орієнтовані на продуктивність, — як-от делегований доказ частки володіння (DPoS), що використовується в таких мережах, як TRON (TRX), і доказ історії (PoH), що використовується Solana (SOL), — додатково оптимізують створення блоків і масштабованість. Ці альтернативи надають пріоритет вищій пропускній здатності транзакцій, що робить їх привабливими для застосунків, які вимагають продуктивності в реальному часі або майже в реальному часі.

Прото-данкшардинг

Шардинг — це метод поділу блокчейн-мережі на менші, керовані частини, які називаються шардами. Кожен шард обробляє власний набір транзакцій і підтримує частину загальних даних, зменшуючи навантаження на будь-який окремий вузол і збільшуючи загальну пропускну здатність мережі.

Замість того, щоб вимагати від усіх вузлів перевіряти кожну транзакцію, шардинг дозволяє паралельну обробку на кількох компонентах. Це значно збільшує кількість транзакцій, які можна обробляти одночасно.

Хоча використання архітектур шардингу допомогло покращити масштабованість блокчейну, виграш від стандартного паралельного виконання на основі шардингу на рівнях 1 був відносно скромним. 

Однак ця тенденція кардинально змінилася з впровадженням прото-данкшардингу в Ethereum у 2024 році. Прото-данкшардинг дозволяє ланцюгам рівня 2 публікувати тимчасові дані великого розміру (так звані «блоби») в Ethereum без розділення виконання на рівні 1. На відміну від цього, традиційний шардинг розділяє сам рівень 1 на паралельні шарди, кожен з яких обробляє транзакції незалежно. 

Прото-данкшардинг призвів до значного покращення масштабованості, дозволяючи рівням 2 обробляти величезну пропускну здатність транзакцій поза ланцюгом, не вимагаючи від мережі Ethereum розділення або керування кількома шардами. 

Такі інновації, як прото-данкшардинг (EIP-4844), блоби та PeerDAS (EIP-7594), вивели масштабованість сучасних ролапів рівня 2, пов'язаних з Ethereum, на абсолютно новий рівень. 

Segregated Witness (SegWit)

Segregated Witness, або SegWit, було впроваджено для вирішення проблеми обмеження розміру блоку Bitcoin шляхом відокремлення ключової частини метаданих, що називається даними підпису, від основних даних транзакції. Завдяки переміщенню підписів за межі основного блоку транзакцій звільняється більше місця для додаткових транзакцій, що фактично збільшує пропускну здатність.

SegWit зменшує розмір транзакції і допомагає запобігти певним типам втручання в транзакції. Це оновлення збільшує кількість транзакцій у блоці і підвищує ефективність поширення блоків у мережі.

Спочатку запропонований для мережі Bitcoin, SegWit був вперше активований у Litecoin у травні 2017 року, а через кілька місяців — у Bitcoin. Впровадження SegWit відкрило шлях для інновацій в екосистемі Bitcoin, таких як Lightning Network платформа 2-го рівня та Ordinals протокол, що поклав початок ері NFT на базі Bitcoin.

Паралельне виконання транзакцій

Раніше, в нашому обговоренні традиційного шардингу, ми торкалися концепції паралельного виконання. Початкова реалізація паралельної обробки в Ethereum спиралася на концепцію шардингу. Однак деякі новіші блокчейни впровадили паралельну обробку транзакцій безпосередньо на своїх 1-х рівнях без необхідності розділяти свої базові платформи на шарди.

Прикладами таких мереж є Sei (SEI), запущена в серпні 2023 року, та Monad, основна мережа якої запрацювала в листопаді 2025 року.

Рішення 2-го рівня та модульні рішення

Раніші спроби вирішити проблему низької пропускної здатності 1-го рівня були зосереджені на масштабованих, економічно ефективних мережах 2-го рівня та сайдчейнах. Зовсім недавно модульні блокчейн-архітектури стали кращим рішенням проблем масштабованості. 

Сайдчейни

Сайдчейн — це незалежний блокчейн, що працює паралельно з основною мережею 1-го рівня. Він з'єднаний за допомогою двосторонніх мостів або якорів. Активи можуть переміщатися між основною мережею блокчейну та сайдчейном, що дозволяє виконувати транзакції та смартконтракти на останньому.

Сайдчейни дають змогу експериментувати з різними моделями консенсусу, розмірами блоків або логікою для конкретних застосунків, не впливаючи на стабільність основного ланцюга. Вони можуть обробляти транзакції швидше та з меншими витратами, а потім передавати остаточні результати в основний блокчейн. Сайдчейни часто можуть забезпечити навіть більшу масштабованість, ніж ролапи.

Одним з обмежень сайдчейнів є те, що, на відміну від ролапів рівня 2, вони не успадковують повних гарантій безпеки основного ланцюга. Безпека залежить від власного набору валідаторів або моделі консенсусу сайдчейну, що створює окремий рівень довіри. З цієї причини сайдчейни можуть бути відповідним рішенням для застосунків із низьким рівнем ризику та високою пропускною здатністю, як-от ігри Web3.

Ролапи

Ролапи об’єднують (або «згортають») кілька транзакцій в один пакет, який потім публікується в основному блокчейні. Обчислення та зберігання даних відбуваються поза ланцюгом, тоді як у ланцюзі записуються лише зведені дані та докази. Це значно зменшує навантаження на базовий рівень, зберігаючи при цьому безпеку основної мережі.

Існує два основних типи ролапів, що використовуються: оптимістичні ролапи та ролапи з нульовим розголошенням (ZK-ролапи). Оптимістичні ролапи припускають, що транзакції, розміщені в базовому блокчейні, є дійсними за замовчуванням, і вони покладаються на докази шахрайства, надані валідаторами рівня 1, для виявлення будь-якої недійсної активності. Водночас ZK-ролапи використовують криптографічні докази для перевірки всіх транзакцій у пакеті, пропонуючи швидше врегулювання транзакцій, ніж оптимістичні ролапи, але з більшою технічною складністю.

Ролапи вже розгорнуті на Ethereum зі значним ефектом, що дозволяє користувачам здійснювати швидші та дешевші транзакції, одночасно зменшуючи перевантаження в базовій мережі. Вони є одним із найперспективніших напрямків для масштабування без шкоди для децентралізації та безпеки.

Доступність даних (DA)

Найновіші підходи до вирішення проблем масштабованості блокчейну зосереджені на модульних конструкціях, у яких деякі з ключових рівнів блокчейну — розрахунковий, виконавчий та рівень доступності даних (DA) — обробляються окремими модулями, кожен з яких оптимізований для найкращої продуктивності свого рівня. Один із популярних підходів полягає в тому, щоб зберегти розрахунки та виконання на рівні 1, але винести рівень DA назовні. Цей рівень зберігає всі дані, необхідні валідаторам для перевірки та верифікації транзакцій.

З оновленням Fusaka та запуском прото-данкшардингу на Ethereum, мережа Ethereum перейшла на використання блобів, великих тимчасових фрагментів даних, що публікуються ролапами, таким чином відокремлюючи рівень DA від рівня виконання.

Також спостерігається зростання кількості спеціалізованих ланцюгів DA, які пропонують іншим платформам можливість аутсорсингу своїх операцій DA. Прикладами таких ланцюгів є Celestia (TIA) та Avail (AVAIL). 

Рівень підключення: Інтероперабельність та абстракція ланцюга

Покращена інтероперабельність між мережами також допомогла вирішити проблеми масштабованості, перетворивши фрагментований світ блокчейнів на єдине середовище, де переваги у швидкості, вартості та пропускній здатності можуть бути легше розподілені. 

Такі технології, як абстракція ланцюга, значно розширили вибір сумісних рішень другого рівня (Layer 2) для базових блокчейнів. Завдяки таким платформам, як AggLayer від Polygon та Superchain від Optimism, які активно використовують абстракцію ланцюга та розвивають мультиланцюгові всесвіти, мережі першого рівня (Layer 1) тепер можуть отримати доступ до більшої кількості ролапів для інтеграції. 

Крім того, такі платформи, як LayerZero (ZRO) та Wormhole (W), забезпечують єдину ліквідність, допомагаючи ланцюгам першого рівня (Layer 1) отримувати доступ до більшої кількості активів та міжланцюгових можливостей.

Прикінцеві думки

Хоча ранні блокчейн-мережі, такі як Bitcoin та Litecoin, заклали основу для децентралізованих систем, їхня обмежена пропускна здатність спонукала до зусиль, спрямованих на покращення пропускної здатності, зниження комісій та забезпечення масового впровадження. Поява Solana на сцені (з її оновленням Firedancer), впровадження прото-данкшардингу в Ethereum, розвиток паралельної обробки, платформи другого рівня та модульні архітектури — все це сприяло значному покращенню масштабованості, якою сьогодні користуються web3-платформи. Станом на початок 2026 року модульна архітектура блокчейну, зокрема, стала одним з провідних рушіїв цих удосконалень.

#LearnWithBybit