Основи масштабування блокчейнів: розуміння TPS проти часу фіналізації у 2025 році

Вступ

Ви коли-небудь замислювалися, чому іноді переказ у блокчейні проходить блискавично швидко, а іноді — нестерпно повільно? Уявіть: ви намагаєтесь придбати рідкісний цифровий колекційний предмет під час гарячого NFT-дропу. Тисячі людей роблять те саме, і раптом ваша транзакція застряє в цифровому заторі. Комісії злітають угору, і ви вже не впевнені, чи взагалі вона пройде до завершення події. Це класичне протистояння між швидкістю та визначеністю в світі блокчейнів.

У цій статті ми зануримося в основи масштабування, зосередившись на TPS (транзакції за секунду) та часі фіналізації. Пояснимо це так, ніби говоримо за кавою: простими прикладами та аналогіями, з реальними кейсами із Bitcoin, Ethereum та Solana. До кінця ви зрозумієте, чому масштабованість блокчейнів залишається однією з найгарячіших тем у технологічній спільноті.

Що таке TPS у блокчейні?

Почнімо з основ. TPS — це транзакції за секунду, тобто кількість операцій, які блокчейн може обробити за одну секунду. Уявіть це як пропускну здатність автостради: скільки автомобілів може проїхати без заторів? У блокчейні транзакція може означати як простий переказ монет, так і виконання смартконтракту.

Bitcoin, «першопроходець», обробляє приблизно 7 TPS. Це достатньо для його початкової місії — бути захищеними й децентралізованими грошима. Проте у світі, де Visa опрацьовує тисячі платежів щосекунди, це обмеження продуктивності.

Ethereum, головна платформа для децентралізованих застосунків, показує 15–30 TPS на базовому рівні. Але під час пікових подій, наприклад у розпал DeFi-буму, пропускної здатності Ethereum може не вистачати. Користувачі змушені платити величезні газові комісії, аби їхні транзакції не застрягли — те, що має бути плавним досвідом, перетворюється на дорогий головний біль.

Для порівняння: Solana демонструє реальні показники приблизно 1 133–4 700 TPS. Це як перейти з двосмугової дороги на багатосмуговий хайвей (і при цьому кермувати Lexus замість Toyota Civic). Solana досягає цього завдяки технологіям на кшталт Proof of History, що мітить транзакції у часі та прискорює їх перевірку.

Але ось що важливо: вищий TPS не завжди означає кращий блокчейн. Експерти зазначають, що сирі цифри TPS можуть бути оманливими, адже не враховують складність операцій: прості перекази проти складних смартконтрактів, наприклад.

Розкодування часу фіналізації: коли транзакція насправді «завершена»?

Якщо TPS стосується швидкості, то час фіналізації стосується визначеності. Це тривалість, яка потрібна для того, щоб транзакція стала незворотною; можна уявити це як момент, коли ви можете видихнути з полегшенням, знаючи, що ніхто не зможе скасувати вашу операцію. У традиційному банкінгу фіналізація може тривати секунди або хвилини, але блокчейни працюють на основі консенсусу, що додає додаткових шарів складності.

Візьмімо знову Bitcoin: його час фіналізації коливається приблизно біля 60 хвилин для того, що вважається «безпечним» підтвердженням (зазвичай шість блоків). Кожен блок створюється близько десяти хвилин, і ви чекаєте, коли зверху додадуться ще кілька, щоб мінімізувати ризик реорганізації ланцюга. Це безпечно, без сумніву, проте в деяких випадках таке очікування здається вічністю, особливо якщо ви маєте справу з терміновими угодами.

Фіналізація в Ethereum коротша — зазвичай 12–15 хвилин, завдяки переходу до Proof of Stake. Блоки фіналізуються після двох епох, що дає вам відчуття впевненості значно швидше, ніж у Bitcoin. Але Solana повністю змінює правила гри — її фіналізація становить близько 2–5 секунд, а оновлення 2025 року, такі як Alpenglow, обіцяють скоротити цей час до 100–150 мілісекунд. Це швидше, ніж моргнути!

Уявіть, що ви замовляєте їжу онлайн, і підтвердження приходить раніше, ніж ви встигаєте закрити застосунок. Проте така швидкість має свої нюанси: мережа Solana у минулому стикалася з перебоями, що породжує сумніви щодо того, чи не жертвують наднизькі часи фіналізації стабільністю під час пікових навантажень.

Якщо пояснити на побутовому прикладі, TPS — це те, як швидко ви можете наповнити кошик у магазині, а час фіналізації — це скільки часу касиру потрібно, щоб пробити покупку та видати вам чек. Потрібно, щоб обидві частини працювали ефективно, інакше весь процес зупиниться.

Основний компроміс: TPS проти часу фіналізації у масштабованості блокчейн-систем

Ось де все ускладнюється — попит на більшу кількість транзакцій за секунду зазвичай суперечить потребі у коротших часах фіналізації. Усе це пов’язано зі знаменитою трилемою масштабованості, концепцією, яку популяризував Віталік Бутерін. Ідея полягає в тому, що блокчейнам важко одночасно збалансувати три ключові стовпи: децентралізацію (відсутність єдиного центру контролю), безпеку (стійкість до атак) і масштабованість (здатність обслуговувати більше користувачів без уповільнення). Підсилюєш один — інші можуть постраждати.

Наприклад, збільшення TPS означає обробку більшого обсягу даних, що може спричинити затримки у мережі. Ноди (комп’ютери, які підтримують блокчейн) повинні обмінюватися інформацією швидше, але якщо вони розташовані по всьому світу, затримки усе одно з’являються. Це класичний блокчейн-вузол напруження. Solana вирішує цю проблему за допомогою високошвидкісного консенсусу, але критики стверджують, що це концентрує владу серед меншої кількості більш потужних валідаторів, що потенційно шкодить децентралізації.

З іншого боку, довші часи фіналізації підвищують безпеку (більше підтверджень — менший шанс на відкат транзакції), але вони вбивають зручність у застосуваннях, які вимагають роботи в реальному часі, таких як ігри або платежі. Деякі експерти вважають, що ми спостерігаємо зсув: мережі, які пріоритетизують TPS, можуть прийняти трохи довші часи фіналізації заради спеціалізованих сценаріїв використання, тоді як інші віддають перевагу блискавичній фіналізації ціною меншої пропускної здатності.

Побутова аналогія? Це як конструювати автомобіль. Ви можете зробити спортивне авто, яке їздить дуже швидко (високий TPS), але потребує довгого шляху, щоб безпечно зупинитися (довша фіналізація). Або сімейний седан, який надійний і зупиняється миттєво, але не переможе на перегонах. Розробники блокчейнів постійно налаштовують «двигун», щоб отримати оптимальний баланс.

Розкриття блокчейн-вузьких місць та обмежень продуктивності

Жодне обговорення масштабованості блокчейнів не буде повним без аналізу ключових перешкод. Одна з найбільших — це затримка мережі. Пакети даних, що передаються між вузлами на різних континентах, можуть додавати секунди до обробки транзакцій. Є також питання зберігання: із ростом блокчейнів зберігання всієї історії стає суттєвим обмеженням продуктивності, особливо для звичайних користувачів, які не хочуть утримувати масивні сервери.

Скалібіліті-трилема лише посилює ці проблеми. Bitcoin повністю зосереджується на безпеці й децентралізації, що обмежує його TPS. Ethereum після переходу на Proof of Stake у 2022 році підвищив ефективність, але все ще впирається у межі під час пікових навантажень. Пам’ятаєте CryptoKitties у 2017 році? Вони настільки перевантажили Ethereum, що транзакції практично зупинилися. Перенесемось у 2025 рік: L2-рішення на кшталт Optimism значно підвищили ефективний TPS до тисяч, але обмеження базового шару все ще існують.

У деяких випадках ці «вузькі місця» призводять до повзучої централізації. Швидші мережі, як-от Solana, висувають високі вимоги до обладнання валідаторів, що може усунути дрібніших учасників. Це складна дискусія: чи варта справжня децентралізація зниження швидкості, чи слід прийняти певні компроміси заради масового впровадження?

Інноваційні рішення: модульна блокчейн-архітектура та інше

На щастя, блокчейн-індустрія не стоїть на місці. Одним із найбільш перспективних рішень є модульна блокчейн-архітектура, де замість однієї монолітної системи різні компоненти розділені. Один шар відповідає за доступність даних (наприклад, Celestia), інший — за виконання (rollups), а фінальне врегулювання відбувається на безпечній базі на кшталт Ethereum.

Така модульність допомагає долати трилему, дозволяючи кожній частині спеціалізуватися. Наприклад, Ethereum-ролапи збирають транзакції поза ланцюгом для високого TPS, а потім виконують фіналізацію на основному ланцюгу. Це як конвеєр на фабриці: спеціалізовані станції пришвидшують процес, не перевантажуючи систему.

Підхід Solana більш інтегрований, але за духом теж модульний: оновлення спрямовані на зниження затримок. У майбутньому проєкти на кшталт NEAR та Avalanche прагнуть до ще вищих TPS (тисячі) з субсекундною фінальністю, застосовуючи шардинг — розподіл мережі на менші сегменти, що працюють паралельно.

Звісно, не все так гладко. Модульні системи можуть створювати складність, наприклад, ризики інтероперабельності між шарами. Але, на думку багатьох, саме вони — майбутнє, яке дає змогу блокчейнам масштабуватися, не втрачаючи свою базову ідею.

Практичні приклади: як провідні блокчейни виглядають у порівнянні

Bitcoin: Безпечний, як сейф, але з пропускною спроможністю ~5–7 TPS і фінальністю до години — він найкраще підходить для великих переказів, а не для мікроплатежів. Це як броньований фургон — повільний, але майже непроникний.

Ethereum: Швейцарський армійський ніж у світі блокчейнів. Базовий рівень має приблизно 12–15 TPS, але з використанням рішень другого рівня — Base, Arbitrum, Polygon — мережа масштабується до сотень або навіть тисяч TPS у реальних умовах (деякі теоретичні піки стверджують понад 100 000). Фінальність становить близько 15 хвилин на L1, що добре підходить для DeFi, хоча не ідеально для миттєвих угод. Дорожня карта 2025 року (наприклад, Danksharding) спрямована на зниження затримок і збільшення пропускної здатності.

Solana: Справжній швидкісний демон. Реальна пропускна спроможність — від сотень до кількох тисяч TPS, а фінальність майже миттєва (~400 мс). Вона забезпечує роботу NFT-маркетплейсів та ончейн-ігор, де важлива кожна секунда. Збої в роботі у 2022–2024 роках викликали занепокоєння, але оновлення 2025 року (як-от Firedancer) демонструють прогрес. Під час мемкоїн-бумів Solana процвітає, обробляючи обсяги, які інші мережі просто не витримали б.

Інші претенденти? Avalanche досягає ~4 500 TPS на сабнетах (хоча C-chain ближче до ~20 TPS), а фінальність менше секунди робить її ідеальною для високочастотних фінансових застосувань.

Висновок: Універсального рішення немає. Кожен блокчейн робить власний компроміс між децентралізацією, безпекою та швидкістю залежно від своєї мети.

Підсумок: Майбутнє масштабування блокчейнів

Отже, маємо таке: взаємодія між TPS і часом фіналізації — це серце масштабованості блокчейнів. Ми розглянули вузькі місця, трилему та рішення на кшталт модульних архітектур, а також подивилися, як реальні мережі проходять через ці виклики.

Це захопливо, але варто бути чесними: ми все ще на ранніх етапах. Деякі експерти сумніваються, чи зможемо ми коли-небудь досягти швидкостей рівня Visa без компромісів, але прогрес беззаперечний.

Це переклад оригінальної статті https://www.altiuslabs.xyz/learn/blockchain-scaling-basics-understanding-tps-vs-finality-time-in-2025