Wat is schaalbaarheid in crypto? Zo schalen blockchains

Schaalbaarheid in crypto (in het Engels scalability) is het vermogen van een blockchain om steeds meer transacties aan te kunnen naarmate de vraag groeit, zonder traag, duur of minder goed beveiligd te worden. Is een netwerk niet schaalbaar genoeg, dan concurreren gebruikers om de beperkte ruimte in elk blok, stijgen de transactiekosten en staan betalingen in de wachtrij. Ontwikkelaars proberen dit op te lossen op de hoofdblockchain zelf (layer 1) of door er extra netwerken bovenop te bouwen (layer 2).

Wat is schaalbaarheid in crypto, in gewone woorden?

Schaalbaarheid is hoe goed een blockchain omgaat met meer gebruikers. Zie het als een snelweg: een paar auto’s rijden vrij door, maar in de spits staat dezelfde weg vast, en op een blockchain gaat de tol dan ook nog omhoog.

Elke blockchain heeft een grens aan hoeveel transacties in elk blok passen en hoe vaak er een nieuw blok bij komt. Bitcoin voegt ongeveer elke 10 minuten een blok toe, met een vaste limiet op de blokgrootte. Ethereum voegt elke 12 seconden een blok toe, met een limiet op hoeveel rekenwerk elk blok mag bevatten. Als de vraag van gebruikers groter is dan die blokruimte, raakt het netwerk overbelast: hogere gas fees op Ethereum, hogere netwerkkosten op Bitcoin en tragere bevestiging.

Hoe schaalbaarheid wordt gemeten: doorvoer, finaliteit en gas fees

Schaalbaarheid van een blockchain wordt meestal gemeten met drie getallen. Geen ervan vertelt op zichzelf het hele verhaal.

• Doorvoer: hoeveel transacties het netwerk per seconde kan verwerken. Projecten noemen graag een maximum; wat telt, is wat het netwerk in de praktijk aankan zonder in te leveren op beveiliging.
• Tijd tot finaliteit: hoe lang het duurt tot een transactie niet meer kan worden teruggedraaid. Bij Bitcoin wachten exchanges vaak een aantal blokken voordat ze een storting bijschrijven.
• Kosten: de netwerkkosten, of de gas fee op Ethereum, die gebruikers betalen. De kosten stijgen als de vraag naar blokruimte hoog is, dus ze zijn het duidelijkste teken dat een blockchain tegen zijn grenzen aanloopt.

De prestaties van een netwerk hangen ook af van hardware. Haalt een blockchain alleen hoge getallen omdat elke node flink wat middelen nodig heeft, dan kunnen minder mensen er een draaien, en dat heeft ook een prijs.

Waarom schaalbaarheid van blockchains moeilijk is: het trilemma

Schaalbaarheid van blockchains is moeilijk omdat elke manier om meer transacties te verwerken meestal iets anders verzwakt. Ethereum-medeoprichter Vitalik Buterin noemde dit het schaalbaarheidstrilemma, nu meestal het blockchaintrilemma genoemd. Een blockchain wil drie dingen:

• Decentralisatie: veel onafhankelijke nodes controleren elke transactie, zodat geen enkele partij de controle heeft.
• Beveiliging: de keten aanvallen of herschrijven is heel duur.
• Schaalbaarheid: het netwerk kan transacties snel en goedkoop verwerken bij grote volumes.

De keerzijde is dat het verbeteren van het ene meestal ten koste gaat van het andere. Grotere blokken geven een hogere doorvoer, maar maken het draaien van een node duurder. Dan blijven er minder nodes over en wordt het netwerk minder gedecentraliseerd. Een kleine groep snelle servers zou miljoenen betalingen kunnen verwerken, maar dan heb je de gecentraliseerde systemen nagebouwd die blockchaintechnologie juist moest vervangen.

Schalen op layer 1: de hoofdblockchain aanpassen

Schalen op layer 1 betekent de hoofdblockchain zelf verbeteren. Die veranderingen raken iedereen op het netwerk, en het duurt meestal lang voordat er overeenstemming over is.

• Grotere of efficiëntere blokken. Meer transactiegegevens in elk blok verhogen de capaciteit. De SegWit-upgrade van Bitcoin in 2017 maakte blokken efficiënter; Bitcoin Cash splitste zich datzelfde jaar af om in plaats daarvan grotere blokken te gebruiken.
• Verbeteringen aan het consensusmechanisme. Snellere consensusmechanismen kunnen blokken sneller bevestigen. De overstap van Ethereum naar proof of stake in 2022 veranderde hoe over blokken overeenstemming wordt bereikt, maar op zichzelf niet hoeveel transacties erin passen.
• Sharding. Het netwerk opsplitsen in parallelle delen die elk een deel van het werk doen.
• Parallelle verwerking. Transacties die niets met elkaar te maken hebben tegelijk uitvoeren in plaats van één voor één, wat sommige nieuwere blockchainnetwerken gebruiken voor een hogere transactiedoorvoer.
• Modulaire blockchainarchitecturen. Taken, zoals het uitvoeren van transacties en de beschikbaarheid van gegevens, verdelen over gespecialiseerde lagen. Met technieken zoals data availability sampling kunnen nodes controleren of gegevens zijn gepubliceerd zonder alles te downloaden.

Oplossingen voor schalen op layer 2

Layer 2-oplossingen zijn aparte netwerken die bovenop een bestaande blockchain draaien. Ze verwerken transacties off-chain en sturen alleen de eindstand, of een gecomprimeerde samenvatting, terug naar de hoofdketen. Zo kunnen ze veel meer transacties aan tegen lagere transactiekosten, terwijl ze leunen op de beveiliging van de basislaag.

Rollups zijn de belangrijkste route geworden waarlangs Ethereum schaalt. In maart 2024 voegde de Dencun-upgrade van Ethereum een goedkopere manier toe voor rollups om hun gegevens op de hoofdketen te publiceren, waardoor de kosten op veel layer 2-netwerken daalden.

De afwegingen van layer 2

Layer 2 is niet zonder risico. Geld gaat tussen lagen via bridges, en bridges zijn vaak het doelwit van hackers geweest. Opnemen vanaf een optimistic rollup rechtstreeks naar Ethereum kan ongeveer een week duren, vanwege de periode voor fraudebewijzen. Veel rollups zijn nog afhankelijk van één operator die de volgorde van transacties bepaalt. En als gebruikers over veel layer 2-netwerken verspreid raken, versnippert de liquiditeit: dezelfde token kan op verschillende netwerken tegen net iets andere koersen worden verhandeld.

Waarom schaalbaarheid voor jou belangrijk is

Schaalbaarheid is voor jou belangrijk omdat je die terugziet in de kosten die je betaalt en in het netwerk dat je kiest als je crypto overmaakt.

Een eenvoudig voorbeeld. Je wilt voor € 100 aan een stablecoin van je exchange naar een wallet sturen. Als de hoofdketen druk is en de netwerkkosten € 3 zijn, is dat 3% van je overboeking. Kies je een layer 2-netwerk waar de kosten een paar cent zijn, dan dalen de kosten tot onder 0,1%. De bedragen veranderen voortdurend, maar het verschil tussen netwerken is vaak groot.

Praktische punten:

• Controleer welke netwerken je exchange ondersteunt voordat je opneemt, en vergelijk de opnamekosten per netwerk. Onze uitleg over handelskosten zet de kosten op een rij.
• Kies aan beide kanten hetzelfde netwerk. Stuur je een token via een netwerk dat de ontvangende wallet of exchange niet ondersteunt, dan kun je het geld voorgoed kwijtraken.
• Doe een kleine testoverboeking als je een nieuw netwerk of een nieuwe bridge gebruikt.
• Kies bij voorkeur officiële bridges en bekende netwerken, en wantrouw onbekende bridgesites, een veelgebruikte phishingtruc.

Er is ook een EU-kant. Exchanges met een MiCA-vergunning bepalen welke netwerken ze per munt ondersteunen, en ze moeten informatie publiceren over de milieu-impact van het consensusmechanisme van elk cryptoactivum. De Europese travel rule geldt voor je overboeking, welk netwerk je ook gebruikt.

De toekomst van schalen bij blockchains

De toekomst van schalen bij blockchains ziet eruit als lagen in plaats van één supersnelle keten. Hoofdblockchains richten zich op beveiliging en de beschikbaarheid van gegevens; layer 2-netwerken richten zich op snelheid en lage kosten voor gebruikers. Voor brede acceptatie van blockchains bij betalingen of in DeFi zijn kostenefficiëntie en een eenvoudige gebruikerservaring belangrijker dan recordsnelheden voor transacties.

Conclusie

Schaalbaarheid is de reden dat de kosten van crypto omhoogschieten als de markten druk worden. Blockchains wegen snelheid, beveiliging en decentralisatie tegen elkaar af, en de meeste groei vindt nu plaats op layer 2-netwerken. Voor jou is de praktische stap eenvoudig: controleer het netwerk en de kosten voordat je iets verstuurt.

Verwante begrippen

• Layer 2
• Gas fee
• Throughput
• Decentralisatie
• Blockchain