Проблема масштабируемости биткоина

Проблема масштабирования при обработке биткойнов

Проблема масштабируемости Bitcoin связана с ограниченной способностью сети Bitcoin обрабатывать большие объемы данных транзакций на своей платформе за короткий промежуток времени. ^[1] Она связана с тем фактом, что записи (известные как блоки ) в блокчейне Bitcoin ограничены по размеру и частоте. ^[2]

Блоки биткойна содержат транзакции в сети биткойна. ^[3]^{: гл. 2} Мощность обработки транзакций в сети биткойна ограничена средним временем создания блока в 10 минут и первоначальным ограничением размера блока в 1 мегабайт. Они совместно ограничивают пропускную способность сети . Максимальная мощность обработки транзакций, оцененная с использованием среднего или медианного размера транзакции, составляет от 3,3 до 7 транзакций в секунду. ^[2] Существуют различные предложенные и активированные решения для решения этой проблемы.

Фон

Ограничение размера блока в сочетании с настройками корректировки сложности доказательства работы протокола консенсуса биткойна представляет собой узкое место в пропускной способности обработки транзакций биткойна. Это может привести к увеличению комиссий за транзакции и задержке обработки транзакций, которые не могут быть помещены в блок. ^[4] Выдвигались различные предложения о том, как масштабировать биткойн, и это привело к спорным дебатам. Business Insider в 2017 году охарактеризовал эти дебаты как «идеологическую битву за будущее биткойна». ^[5]

Повышение эффективности

Технические оптимизации могут уменьшить объем вычислительных ресурсов, необходимых для получения, обработки и записи транзакций биткойнов, что позволяет увеличить пропускную способность без создания дополнительных требований к сети биткойнов. Эти изменения могут быть как в сети, в этом случае требуется форк, так и в программном обеспечении отдельных узлов (например, Bitcoin Core ).

Подписи Шнорра были предложены в качестве решения для масштабирования опытным разработчиком и соучредителем Blockstream Питером Вюйле.
Меркелизованные абстрактные синтаксические деревья (MAST) — это предложение Джонсона Лау, которое уменьшает размер смарт-контрактов (сложных скриптов) и повышает их конфиденциальность.
Статья Михира Беллара 2006 года позволяет агрегировать подписи в размере O(1), что означает, что не потребуется больше места для нескольких подписавших. Беллара-Невен сводится к Шнорру для одного ключа. ^[6] Беллара-Невен был реализован. ^[7]^[8]^{[ требуется лучший источник ]}

Системы «Уровня 2»

Обзор сети Lightning

Lightning Network (LN) — это протокол, который направлен на улучшение масштабируемости и скорости биткойна без ущерба для работы без доверия. ^[9] Lightning Network требует размещения транзакции финансирования в блокчейне для открытия платежного канала. После открытия канала подключенные участники могут совершать быстрые платежи в канале или могут направлять платежи, «перескакивая» между каналами в промежуточных узлах за небольшую плату или вообще без комиссии.

В январе 2018 года компания Blockstream запустила систему обработки платежей для интернет-ритейлеров под названием «Lightning Charge», отметив, что по состоянию на 27 января 2018 года Lightning уже работает в основной сети с 200 рабочими узлами, и рекомендовав считать ее «находящейся в стадии тестирования».

15 марта 2018 года компания Lightning Labs выпустила бета-версию своей реализации LND Lightning Network для основной сети биткоина , а 28 марта 2018 года компания ACINQ выпустила бета-версию своей реализации Eclair и настольного приложения для основной сети.

В январе 2019 года интернет-магазин Bitrefill объявил, что получает больше платежей в биткоинах через сеть Lightning, чем в любой другой криптовалюте, которую он принимает.

В июне 2021 года Законодательное собрание Сальвадора проголосовало за законопроект, делающий биткоин законным платежным средством в Сальвадоре . ^[10]^[11]^[12] Решение было принято на основе успеха экосистемы Bitcoin Beach в Эль-Сонте, которая использовала кошелек на основе LN. Правительство представит кошелек, использующий протокол Lightning Network, одновременно предоставляя гражданам свободу использовать другие кошельки Bitcoin Lightning. ^[13]

Размер блока увеличивается

Пропускная способность транзакций Bitcoin ограничена двумя параметрами:

время блока определяет , как часто новый блок добавляется в цепочку,
размер блока определяет объем данных, которые могут быть добавлены с каждым блоком.

Время блока Bitcoin составляет 10 минут, а размер блока — 1 МБ. За всю историю биткойна предлагались различные увеличения этого лимита и предложения полностью его убрать. Реализация любого из этих предложений подразумевает форк .

Litecoin производит блоки в четыре раза быстрее, чем Bitcoin, что приводит к 4-кратному улучшению пропускной способности. Dogecoin имеет еще большую пропускную способность с временем блока в 1 минуту. Bitcoin Cash имеет размер блока 32 МБ и, следовательно, в 32 раза большую пропускную способность, чем Bitcoin. Bitcoin SV вообще снял ограничение на размер блока.

Предложенный

В 2015 году были представлены BIP100 Джеффа Гарзика и BIP101 Гэвина Андресена.
Bitcoin XT был предложен в 2015 году для увеличения пропускной способности обработки транзакций биткойна за счет увеличения лимита размера блока. ^[14]
Bitcoin Classic был предложен в 2016 году для увеличения пропускной способности обработки транзакций биткоина за счет увеличения лимита размера блока.
«Гонконгское соглашение» было соглашением 2016 года между некоторыми майнерами и разработчиками, которое содержало график, который должен был включать как активацию предложения Segregated Witness ( SegWit ), установленного в декабре 2015 года разработчиками Bitcoin Core, так и разработку ограничения размера блока до 2 МБ. Однако оба графика были пропущены.
SegWit2x был предложенным хард-форком криптовалюты биткойн. Реализация Segregated Witness в августе 2017 года была только первой половиной так называемого «Нью-Йоркского соглашения», по которому те, кто хотел увеличить эффективный размер блока с помощью SegWit, пошли на компромисс с теми, кто хотел увеличить размер блока с помощью хард-форка до большего размера блока. ^[15] Вторая половина SegWit2x включала хард-форк в ноябре 2017 года для увеличения размера блока до 2 мегабайт. 8 ноября 2017 года разработчики SegWit2x объявили, что хард-форк, запланированный примерно на 16 ноября 2017 года, был на время отменен из-за отсутствия консенсуса.
Bitcoin Unlimited выступает за гибкость майнеров для увеличения лимита размера блока и поддерживается майнинговыми пулами ViaBTC, AntPool и инвестором Роджером Вером . Предложение Bitcoin Unlimited отличается от Bitcoin Core тем, что параметр размера блока не закодирован жестко, а узлы и майнеры поддерживают желаемый ими размер, используя идею, которую они называют «возникающим консенсусом». Сторонники предложения Bitcoin Unlimited утверждают, что с идеологической точки зрения майнеры должны принимать решение о решении по масштабированию, поскольку именно они обеспечивают безопасность сети с помощью своего оборудования.

Смотрите также

Ссылки

^ [Пределы блокчейна? Масштабирование против децентрализации.] Social Science Research Network. Cybersecurity, Privacy & Networks eJournal. Доступ 21 апреля 2019 г.
^ ab Croman, Kyle; Eyal, Ittay (2016). "О масштабировании децентрализованных блокчейнов" (PDF) . Финансовая криптография и безопасность данных . Конспект лекций по информатике. Том 9604. С. 106–125 . doi :10.1007/978-3-662-53357-4_8. ISBN 978-3-662-53356-7. Получено 10 декабря 2017 г. . Максимальная пропускная способность — это максимальная скорость, с которой блокчейн может подтверждать транзакции. Сегодня максимальная пропускная способность биткойна составляет 3,3–7 транзакций/сек [1]. Это число ограничено максимальным размером блока и временем между блоками.
^ Антонопулос, Андреас М. (апрель 2014 г.). Освоение биткоина. Разблокировка цифровых криптовалют . O'Reilly Media. ISBN 978-1-4493-7404-4.
^ Пирсон, Джордан (14 октября 2016 г.). «Bitcoin Unlimited надеется спасти Bitcoin от самого себя». Motherboard . Vice Media LLC . Получено 17 января 2017 г.
^ Уильямс-Грут, Оскар; Прайс, Роб (26 марта 2017 г.). «Гражданская война вокруг биткоина грозит разорвать цифровую валюту за 2 года — вот что вам нужно знать». Business Insider . Получено 2 июля 2017 г.
^ "kanzure/diyhpluswiki". Гитхаб . 9 октября 2021 г.
^ "[WIP] Реализация модуля агрегированной подписи от apoelstra · Запрос на извлечение № 461 · bitcoin-core/Secp256k1". GitHub .
^ "Обратите внимание, что статья aggsig была отклонена ysangkok · Запрос на извлечение № 479 · bitcoin-core/bitcoincore.org". GitHub .
^ Антонопулос, Андреас (2017). Освоение биткойнов (2-е изд.). О'Рейли. стр. 297–304 . ISBN. 978-1491954386.
^ Алеман, Маркос (9 июня 2021 г.). «Сальвадор делает биткоин законным платежным средством». Associated Press . Получено 16 июня 2021 г.
^ «Сальвадор приступает к использованию биткойнов как монета интеркамбио» . Агентство EFE (на испанском языке). 9 июня 2021 г. Проверено 16 июня 2021 г.
^ «Сальвадор — первая страна, одобрившая биткоин в качестве законного платежного средства». Agence France Presse . 9 июня 2021 г. Получено 16 июня 2021 г.
^ @nayibbukele (28 июня 2021 г.). «Aclarando la desinformación que están…» ( Твит ) – через Твиттер .
^ Алекс Херн (17 августа 2015 г.). «Биткойн разветвился: главный ученый выдвигает альтернативное предложение для валюты». The Guardian . Получено 20 августа 2015 г.
^ Винья, Пол (8 ноября 2017 г.). «Биткойн избегает раскола, который угрожал его резкому росту цены». The Wall Street Journal . Архивировано из оригинала 8 ноября 2017 г. Получено 8 ноября 2017 г.

[1] [Пределы блокчейна? Масштабирование против децентрализации.] Social Science Research Network. Cybersecurity, Privacy & Networks eJournal. Доступ 21 апреля 2019 г.

[onscaling-2] Croman, Kyle; Eyal, Ittay (2016). "О масштабировании децентрализованных блокчейнов" (PDF) . Финансовая криптография и безопасность данных . Конспект лекций по информатике. Том 9604. С. 106–125 . doi :10.1007/978-3-662-53357-4_8. ISBN 978-3-662-53356-7. Получено 10 декабря 2017 г. . Максимальная пропускная способность — это максимальная скорость, с которой блокчейн может подтверждать транзакции. Сегодня максимальная пропускная способность биткойна составляет 3,3–7 транзакций/сек [1]. Это число ограничено максимальным размером блока и временем между блоками.

[mastering-3] Антонопулос, Андреас М. (апрель 2014 г.). Освоение биткоина. Разблокировка цифровых криптовалют . O'Reilly Media. ISBN 978-1-4493-7404-4.

[hopesto-4] Пирсон, Джордан (14 октября 2016 г.). «Bitcoin Unlimited надеется спасти Bitcoin от самого себя». Motherboard . Vice Media LLC . Получено 17 января 2017 г.

[businessinsider20170326-5] Уильямс-Грут, Оскар; Прайс, Роб (26 марта 2017 г.). «Гражданская война вокруг биткоина грозит разорвать цифровую валюту за 2 года — вот что вам нужно знать». Business Insider . Получено 2 июля 2017 г.

[6] "kanzure/diyhpluswiki". Гитхаб . 9 октября 2021 г.

[7] "[WIP] Реализация модуля агрегированной подписи от apoelstra · Запрос на извлечение № 461 · bitcoin-core/Secp256k1". GitHub .

[8] "Обратите внимание, что статья aggsig была отклонена ysangkok · Запрос на извлечение № 479 · bitcoin-core/bitcoincore.org". GitHub .

[MasteringBitcoin-9] Антонопулос, Андреас (2017). Освоение биткойнов (2-е изд.). О'Рейли. стр. 297–304 . ISBN. 978-1491954386.

[10] Алеман, Маркос (9 июня 2021 г.). «Сальвадор делает биткоин законным платежным средством». Associated Press . Получено 16 июня 2021 г.

[11] «Сальвадор приступает к использованию биткойнов как монета интеркамбио» . Агентство EFE (на испанском языке). 9 июня 2021 г. Проверено 16 июня 2021 г.

[12] «Сальвадор — первая страна, одобрившая биткоин в качестве законного платежного средства». Agence France Presse . 9 июня 2021 г. Получено 16 июня 2021 г.

[13] @nayibbukele (28 июня 2021 г.). «Aclarando la desinformación que están…» ( Твит ) – через Твиттер .

[Hern-2015-14] Алекс Херн (17 августа 2015 г.). «Биткойн разветвился: главный ученый выдвигает альтернативное предложение для валюты». The Guardian . Получено 20 августа 2015 г.

[15] Винья, Пол (8 ноября 2017 г.). «Биткойн избегает раскола, который угрожал его резкому росту цены». The Wall Street Journal . Архивировано из оригинала 8 ноября 2017 г. Получено 8 ноября 2017 г.