Понимание транзакций в секунду: ключ к производительности блокчейна

Когда вы переводите деньги международным путем через традиционные банковские каналы, вы часто сталкиваетесь с задержками, продолжающимися несколько дней. Скорость обработки запросов платежной системы становится критическим показателем эффективности. Именно здесь в обсуждение входит транзакции в секунду, или TPS, как фундаментальная метрика оценки блокчейн-сетей. В отличие от непрозрачности традиционных финансов, криптовалюта предоставляет данные в реальном времени о том, насколько быстро она может обрабатывать транзакции, делая TPS прозрачным и измеримым ориентиром.

TL;DR — Краткий обзор

• Транзакции в секунду (TPS) измеряют, сколько транзакций может выполнить блокчейн за одну секунду
• Производительность сети напрямую влияет на пользовательский опыт: медленная обработка вызывает перегрузки и рост комиссий
• Блокчейны поддерживают как средний TPS (при нормальных условиях), так и максимальный TPS (при пиковых нагрузках)
• Способность справляться с большим объемом транзакций важна для масштабируемости блокчейна и его массового внедрения
• Ведущие сети, такие как Solana, SUI и BSC, демонстрируют разные подходы к достижению высокой скорости транзакций в секунду

Почему скорость важна в блокчейн-сетях

В эпоху, когда информация движется со скоростью света, пользователи ожидают, что финансовые транзакции будут соответствовать этой скорости. Традиционная банковская инфраструктура, созданная десятилетия назад, не предназначена для мгновенных глобальных переводов. Перевод между континентами через системы вроде SWIFT может занимать неделю и более. Bitcoin, несмотря на то, что он является первой криптовалютой, в среднем обрабатывает транзакции менее чем за час.

Однако это все еще не соответствует ожиданиям современных цифровых пользователей. По мере расширения использования криптовалют до миллионов пользователей инфраструктура должна масштабироваться соответствующим образом. Каждый новый пользователь генерирует больше транзакций, которые необходимо обработать. Когда сеть не справляется с этим объемом эффективно, возникают очереди транзакций и задержки в обработке — так называемые перегрузки сети.

Когда возникают перегрузки, пользователи сталкиваются с неприятным выбором: ждать бесконечно, пока их транзакция не будет подтверждена, или платить более высокие комиссии, чтобы прорваться в очередь. Эта динамика исторически приводила к росту стоимости транзакций до непомерных уровней в периоды пиковых нагрузок, что делало их недоступными для случайных пользователей и ограничивало доступность сети.

Определение TPS: больше, чем просто число

Транзакции в секунду отражают пропускную способность блокчейна — объем операций, которые он может выполнить за фиксированный промежуток времени. Однако концепция выходит за рамки простого подсчета.

Большинство блокчейнов поддерживают два уровня производительности. Средний TPS показывает стабильную работу при обычной нагрузке, а максимальный TPS — это потолок, пиковая пропускная способность при полной нагрузке. Эта разница важна, потому что реальные условия колеблются. Во время волатильных ценовых событий или крупных рыночных анонсов объем транзакций может резко возрасти, когда трейдеры и пользователи одновременно спешат выполнить ордера.

Два технических фактора влияют на то, как быстро TPS превращается в реальный пользовательский опыт. Первый — это чистая пропускная способность, сколько транзакций система обрабатывает за секунду. Второй — время окончательного подтверждения транзакции — сколько времени требуется, чтобы транзакция стала окончательной и навсегда закрепилась в блокчейне. Bitcoin требует примерно часа для завершения, тогда как современные сетевые решения Layer-1 достигают финальности за секунды.

Сравнение архитектур блокчейнов и их компромиссы по TPS

Разные архитектуры блокчейнов ориентированы на разные ценности, и эти выборы напрямую влияют на возможности по TPS.

Bitcoin — пример сети, которая выбрала децентрализацию вместо скорости. Его архитектура намеренно ограничивает TPS примерно 5 транзакциями в секунду, с максимумом около 7 TPS. С момента запуска Bitcoin появилось множество предложений по увеличению этого показателя — расширение размеров блоков или изменение механизма консенсуса. Однако сообщество Bitcoin в основном отвергло эти идеи, считая, что стабильность и неизменность сети важнее скорости обработки.

Ethereum изначально сталкивался с похожими ограничениями, обрабатывая около 12-15 транзакций в секунду через механизм Proof of Work. В сентябре 2022 года обновление до Proof of Stake стало кардинальным изменением архитектуры. После обновления теоретическая пропускная способность Ethereum значительно выросла: по оценкам, сеть теперь может обрабатывать от 20 000 до 100 000 транзакций в секунду в зависимости от реализации.

Новые блокчейны приняли иные подходы. Solana, запущенная с приоритетом масштабируемости, заявляет о теоретической способности 710 000 транзакций в секунду. Хотя тестовые среды еще не подтвердили эти максимальные показатели, Solana стабильно демонстрирует более 65 000 TPS и, по данным мониторинга, достигает средних максимумов свыше 1050 TPS в день. Время финальности блоков — от 21 до 46 секунд, что значительно лучше часового требования Bitcoin.

Как проекты достигают высокой скорости транзакций

Самые быстрые сети используют несколько технических стратегий для максимизации TPS.

SUI, запустившая свой основной сет 3 мая 2023 года, реализует параллельную обработку транзакций валидаторами. Вместо последовательной обработки транзакций валидаторы работают одновременно с несмешивающимися транзакциями, что значительно увеличивает пропускную способность. Сеть заявляет о поддержке до 125 000 транзакций в секунду, при этом максимальные дневные показатели достигают около 854 TPS. Валидация транзакций происходит мгновенно, что исключает искусственные узкие места.

BNB Smart Chain, иногда называемая BSC, достигла измеренной скорости около 378 транзакций в секунду в конце 2023 года. BSC сочетает функциональность смарт-контрактов с совместимостью с Ethereum Virtual Machine, что позволяет запускать Ethereum-ориентированные приложения при сохранении высокой скорости обработки. Это двойное преимущество — производительность и доступ к экосистеме — сделало BSC особенно привлекательной для разработчиков, мигрирующих с перегруженных сетей.

Более широкая экосистема: другие решения высокой производительности

Ethereum заслуживает пересмотра после 2022 года. После обновления до Ethereum 2.0 максимальная пропускная способность увеличилась примерно в 6600 раз по сравнению с исходными 12-15 TPS. Несмотря на это значительное улучшение, Ethereum остается очень востребованной сетью, подтверждая спрос рынка на высокопроизводительные решения, способные одновременно поддерживать сложные приложения и микроплатежи.

XRP, нативная криптовалюта Ripple, работает на альтернативной инфраструктуре RippleNet, а не на традиционном блокчейне. Архитектура RippleNet позволяет обрабатывать примерно 50 000 транзакций в секунду — значительно превосходя возможности SWIFT и конкурируя с многими нативными блокчейнами. Несмотря на опасения по поводу централизации, техническая производительность Ripple остается одной из самых быстрых в индустрии.

Разрыв в производительности между традиционными финансовыми системами и современными блокчейнами подчеркивает, почему транзакции в секунду стали такой важной метрикой. Традиционный VISA работает со скоростью 65 000 транзакций в секунду, и долгое время это было недостижимым потолком для децентрализованных сетей. Сегодня несколько блокчейн-сетей превосходят или приближаются к этому показателю, что свидетельствует о значительном развитии отрасли.

Будущее пропускной способности блокчейнов

По мере ускорения внедрения криптовалют требования к TPS будут продолжать расти. Объем транзакций завтра может превзойти сегодняшние пиковые показатели, создавая новые вызовы масштабируемости. Однако быстрый прогресс в инженерии блокчейнов — от намеренно ограниченных 5 TPS Bitcoin до заявленных 710 000 TPS Solana — показывает, что технические решения существуют.

Решения Layer-2 и сайдчейны предлагают дополнительные подходы к масштабированию, позволяя достигать еще больших совокупных объемов транзакций в экосистемах блокчейнов. Постоянное стремление индустрии к повышению пропускной способности и сокращению времени финальности подтверждает, что транзакции в секунду останутся центральной задачей развития блокчейнов в обозримом будущем.