Проблема масштабируемости биткойнов - Bitcoin scalability problem

Для более широкого освещения этой темы см. Биткойн.

Количество транзакций в месяц

В проблема масштабируемости биткойнов это ограниченная скорость, с которой сеть биткойнов может обрабатывать транзакции.^[1] Это связано с тем, что записи (известные как блоки) в биткойн блокчейн ограничены по размеру и частоте.^[2]

Блоки биткойнов содержат транзакции в сети биткойнов.^{[3]:гл. 2} Возможности обработки транзакций в сети биткойн ограничены средним временем создания блока в 10 минут и ограничением размера блока в 1 мегабайт. Все это вместе ограничивает пропускную способность сети. Максимальная производительность обработки транзакций, оцененная с использованием среднего или медианного размера транзакции, составляет от 3,3 до 7 транзакций в секунду.^[2] Существуют различные предлагаемые и активированные решения для решения этой проблемы.

Фон

Ограничение размера блока в сочетании с настройками регулировки сложности доказательства работы протокола консенсуса Биткойна составляет горлышко бутылки в способности обработки транзакций биткойна. Это может привести к увеличению комиссий за транзакции и задержке обработки транзакций, которые невозможно уместить в блок.^[4] Выдвигались различные предложения о том, как масштабировать биткойн, и в результате возникли споры. Business Insider в 2017 году охарактеризовал эти дебаты как «идеологическую битву за будущее биткойна».^[5]

Вилки

Часть этого раздела включен из Форк (блокчейн). (редактировать | история )

Увеличение лимита обработки транзакций в сети требует внесения изменений в техническую работу биткойна в процессе, известном как вилка. Вилки можно разделить на два типа:

Хард форк

А хард форк - это изменение правила, при котором программное обеспечение, выполняющее проверку в соответствии со старыми правилами, будет рассматривать блоки, созданные в соответствии с новыми правилами, как недопустимые. В случае хард-форка все узлы, предназначенные для работы в соответствии с новыми правилами, должны обновить свое программное обеспечение.

Если одна группа узлов продолжает использовать старое программное обеспечение, а другие узлы используют новое программное обеспечение, может произойти постоянное разделение. Например, Ethereum хард-форк, чтобы "сплотить" инвесторов в DAO, который был взломан путем использования уязвимости в его коде. В этом случае вилка привела к разделению, создающему Ethereum и Ethereum Classic цепи. В 2014 г. Nxt сообществу было предложено рассмотреть возможность хард-форка, который привел бы к откату записей блокчейна, чтобы смягчить последствия кражи 50 миллионов NXT из крупного обмен криптовалюты. Предложение о хард-форке было отклонено, и часть средств была возвращена после переговоров и выплаты выкупа. В качестве альтернативы, чтобы предотвратить постоянное разделение, большинство узлов, использующих новое программное обеспечение, могут вернуться к старым правилам, как это было в случае разделения биткойнов 12 марта 2013 года.^[6]

Биткойн Кэш - это хард-форк биткойна, увеличивающий максимальный размер блока. Биткойн XT, Биткойн Классик и Биткойн Безлимитный каждый поддерживает увеличение максимального размера блока. 1 августа 2017 года, в день разветвления BTC, цепочка блоков BTC разделилась на две отдельные цепочки: одна поддерживается в соответствии с правилами, действующими в настоящее время для BTC, а другая - в соответствии с правилами, действующими в настоящее время для BCH. Если у кого-то были монеты в цепочке BTC до вилки, и они еще не были перемещены, их можно было бы переместить в одну или другую или обе цепочки. Таким образом, все держатели BTC одновременно становились держателями BCH. Отныне BTC и BCH являются отдельными и торгуются по совершенно независимым оценкам относительно друг друга, фиатных валют и других активов.

BitcoinSV (BSV) означает видение Биткойн Сатоши и представляет собой хард-форк Bitcoin Cash с утверждением, что блоки должны быть еще больше, чтобы обеспечить масштабируемость.

Мягкая вилка

Софт-форк или изменение софт-форка описывается как форк в цепочке блоков, который может произойти, когда старые сетевые узлы не следуют правилу, которому следуют недавно обновленные узлы.^{[3]:глоссарий} Это может привести к тому, что старые узлы будут принимать данные, которые кажутся недопустимыми для новых узлов, или рассинхронизируются без ведома пользователя. Это контрастирует с хард-форком, когда узел вместо этого прекращает обработку блоков, следуя измененным правилам.

Изолированный свидетель это пример софт-форка.

В случае софт-форка все узлы майнинга, предназначенные для работы в соответствии с новыми правилами, должны обновить свое программное обеспечение.

Повышение эффективности

Техническая оптимизация может уменьшить количество вычислительных ресурсов, необходимых для приема, обработки и записи транзакций биткойнов, что позволит увеличить пропускную способность без дополнительных требований к сети биткойнов. Эти изменения могут относиться либо к сети (в этом случае требуется форк), либо к программному обеспечению отдельного узла (например, Биткойн Ядро ).

• Подписи Шнорра были предложены в качестве масштабирующего решения давним разработчиком и Blockstream соучредитель Питер Уилле.
• Меркелизированные абстрактные синтаксические деревья (MAST) - это предложение Джонсона Лау, которое уменьшает размер смарт-контракты (сложные скрипты) и увеличивает их конфиденциальность.
• Статья 2006 г. Михир Белларе включает агрегирование подписей в размере O (1), что означает, что не потребуется больше места для нескольких подписывающих сторон. Беллар-Невен сводится к Шнорру за один ключ.^[7] Bellare-Neven был реализован.^{[8][9][нужен лучший источник ]}

Системы "уровня 2"

Основная статья: Сеть Lightning

Воспроизвести медиа

Обзор сети Lightning.

В Сеть Lightning - это протокол, направленный на повышение масштабируемости и скорости биткойнов без ущерба для работы без доверия.^[10] Lightning Network требует размещения транзакции финансирования в блокчейне, чтобы открыть платежный канал. Как только канал открыт, подключенные участники могут совершать быстрые платежи внутри канала или могут маршрутизировать платежи путем «скачкообразного переключения» между каналами на промежуточных узлах за небольшую плату или бесплатно.

В январе 2018 г. Blockstream запустила систему обработки платежей для интернет-магазинов под названием «Lightning Charge», отметила, что Lightning работает в основной сети с 200 узлами, работающими по состоянию на 27 января 2018 года, и посоветовал ее еще рассмотреть «в стадии тестирования».

15 марта 2018 года Lightning Labs выпустила бета-версию своей реализации lnd Lightning Network для основной сети биткойнов, а 28 марта 2018 года ACINQ выпустила бета-версию своей реализации eclair и настольного приложения для основной сети.

В январе 2019 года онлайн-ритейлер Bitrefill объявил, что он получает больше платежей в биткойнах через сеть Lightning, чем любой из альткойнов, которые они принимают.

Размер блока увеличивается

Пропускная способность транзакции практически ограничена параметром, известным как предел размера блока. Различные увеличения этого лимита и предложения по его полной отмене предлагались на протяжении всей истории биткойнов.

Предложил

• В 2015 г. BIP100 Джеффа Гарзика и BIP101 Гэвин Андресен.
• Биткойн XT был предложен в 2015 году для увеличения мощности обработки транзакций биткойна за счет увеличения предельного размера блока.^[11]
• Биткойн Классик был предложен в 2016 году для увеличения мощности обработки транзакций биткойна за счет увеличения предельного размера блока.
• «Гонконгское соглашение» было соглашением от 2016 года между некоторыми майнерами и разработчиками, которое содержало график, в котором предусматривалась активация предложения Segregated Witness (SegWit), созданного в декабре 2015 года разработчиками Bitcoin Core, и разработка ограничения на размер блока. увеличился до 2 МБ. Однако оба графика были пропущены.
• SegWit2x был предложенным хард-форком криптовалюты биткойн. Внедрение Segregated Witness в августе 2017 года было лишь 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 больший размер блока.^[12] Во второй половине SegWit2x в ноябре 2017 года был проведен хард-форк, чтобы увеличить размер блока до 2 мегабайт. 8 ноября 2017 года разработчики SegWit2x объявили, что хард-форк, запланированный примерно на 16 ноября 2017 года, пока отменен из-за отсутствия консенсуса.
• Биткойн Безлимитный выступает за гибкость майнеров для увеличения предела размера блока и поддерживается майнинг-пулами ViaBTC, AntPool и инвестором Роджером Вером.

Предложение Bitcoin Unlimited отличается от Bitcoin Core тем, что параметр размера блока не запрограммирован жестко, а, скорее, узлы и майнеры отмечают поддержку того размера, который они хотят, используя идею, которую они называют «возникающий консенсус». Те, кто стоит за предложением Bitcoin Unlimited, утверждают, что с идеологической точки зрения майнеры должны принять решение о решении для масштабирования, поскольку именно они обеспечивают безопасность сети.

Смотрите также

• Разработка программного обеспечения
• Список биткойн-форков

Рекомендации

1. [Пределы блокчейна? Масштабирование против децентрализации.] Сеть исследований в области социальных наук. Электронный журнал «Кибербезопасность, конфиденциальность и сети». Доступ 21 апреля 2019 г.
2. Кроман, Кайл; Эяль, Иттай (2016). «О масштабировании децентрализованных блокчейнов» (PDF). Финансовая криптография и безопасность данных. Конспект лекций по информатике. 9604. С. 106–125. Дои:10.1007/978-3-662-53357-4_8. ISBN  978-3-662-53356-7. Получено 10 декабря 2017. Максимальная пропускная способность - это максимальная скорость, с которой блокчейн может подтверждать транзакции. Сегодня максимальная пропускная способность биткойна составляет 3,3–7 транзакций в секунду [1]. Это количество ограничено максимальным размером блока и временем между блоками.
3. Антонопулос, Андреас М. (апрель 2014 г.). Освоение биткойнов. Разблокировка цифровых криптовалют. O'Reilly Media. ISBN  978-1-4493-7404-4.
4. Пирсон, Иордания (14 октября 2016 г.). "'Bitcoin Unlimited «надеется спасти биткойн от самого себя». Материнская плата. ООО "Вайс Медиа". Получено 17 января 2017.
5. Уильямс-Грут, Оскар; Прайс, Роб (26 марта 2017). «Гражданская война Биткойн угрожает разорвать цифровую валюту на два - вот что вам нужно знать». Business Insider. Получено 2 июля 2017.
6. Ли, Тимоти (12 марта 2013 г.). «Серьезный сбой в сети Биткойн вызывает распродажу; цена временно падает на 23%». Арстехника. В архиве из оригинала 22 апреля 2013 г.. Получено 25 февраля 2018.
7. "канзуре / дийхплюсвики". GitHub.
8. https://github.com/bitcoin-core/secp256k1/pull/461
9. «Обратите внимание, что статья aggsig была отклонена ysangkok · Pull Request # 479 · bitcoin-core / bitcoincore.org». GitHub.
10. Антонопулос, Андреас (2017). Освоение биткойнов (2-е изд.). О'Рейли. С. 297–304. ISBN  978-1491954386.
11. Алекс Херн. «Биткойн раздвоен: главный ученый запускает альтернативное предложение по валюте». хранитель. Получено 20 августа 2015.
12. Винья, Пол (8 ноября 2017 г.). «Биткойн уклоняется от раскола, который угрожал его резкому росту». Журнал "Уолл Стрит. Получено 8 ноября 2017.