Проблема масштабируемости биткойнов
Проблема масштабируемости Биткойна связана с ограниченной способностью сети Биткойн обрабатывать большие объемы данных транзакций на своей платформе за короткий промежуток времени. [1] Это связано с тем, что записи (известные как блоки Биткойна ) в блокчейне ограничены по размеру и частоте. [2]
Блоки Биткойна содержат транзакции в сети Биткойн. [3] : гл. 2 Мощность обработки транзакций в сети Биткойн ограничена средним временем создания блока, равным 10 минутам, и предельным размером исходного блока, равным 1 мегабайту. сети Все это вместе ограничивает пропускную способность . Максимальная мощность 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
[ редактировать ]Ограничение размера блока в сочетании с настройками корректировки сложности доказательства работы консенсусного протокола Биткойна представляет собой узкое место в мощности обработки транзакций Биткойна. Это может привести к увеличению комиссий за транзакции и задержке обработки транзакций, которые не могут быть помещены в блок. [4] Были выдвинуты различные предложения о том, как масштабировать биткойн, что привело к спорным дебатам. Business Insider в 2017 году охарактеризовал эти дебаты как «идеологическую битву за будущее биткойна». [5]
Вилки
[ редактировать ]Увеличение лимита обработки транзакций в сети требует внесения изменений в техническую работу биткойна в процессе, известном как форк . Вилки можно разделить на два типа:
Хардфорк
[ редактировать ]Хард -форк — это изменение протокола блокчейна, которое не имеет обратной совместимости и требует от всех пользователей обновления своего программного обеспечения, чтобы продолжить участие в сети. При хард-форке сеть разделяется на две отдельные версии: одну, которая следует новым правилам, и другую, которая следует старым правилам.
Например, в 2016 году был проведен хард-форк Ethereum , чтобы «объединить» инвесторов в The DAO , который был взломан с использованием уязвимости в его коде. В данном случае форк привел к разделению цепочек Ethereum и Ethereum Classic . В 2014 году сообществу Nxt было предложено рассмотреть возможность хард-форка, который привел бы к откату записей блокчейна, чтобы смягчить последствия кражи 50 миллионов NXT с крупной криптовалютной биржи . Предложение о хард-форке было отклонено, а 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]
Более свежий пример хард-форка — Биткойн в 2017 году, в результате которого произошел раскол, создавший Bitcoin Cash . [7] Раскол сети произошел главным образом из-за разногласий по поводу того, как увеличить количество транзакций в секунду, чтобы удовлетворить спрос. [8]
Bitcoin Cash («BCH») — это хард-форк биткойна, увеличивающий максимальный размер блока. Bitcoin XT , Bitcoin Classic и Bitcoin Unlimited поддерживают увеличение максимального размера блока. 1 августа 2017 года, в день разветвления BTC, блокчейн BTC разделился на два отдельных блокчейна: один поддерживается в соответствии с правилами, действующими в настоящее время для Bitcoin, а другой поддерживается в соответствии с правилами, действующими в настоящее время для Bitcoin Cash. Если у кого-то были монеты в цепочке Биткойн до форка, и он еще не переместил их, можно переместить их в одну, другую или обе цепочки. Таким образом, на момент разделения все держатели Bitcoin также стали держателями Bitcoin Cash. Отныне Биткойн и Биткойн Кэш являются отдельными и торгуются по совершенно независимой стоимости относительно друг друга, бумажных валют и других активов.
Bitcoin SV («BSV») — это хард-форк Bitcoin Cash, предлагающий конкурирующую реализацию протокола Биткойн, целью которой является решение проблемы масштабируемости Биткойна путем реализации неограниченного размера ограничения блока. [9] позволяя сети создавать блоки неограниченного размера.
Мягкая вилка
[ редактировать ]Софт -форк — это обратно совместимое изменение протокола блокчейна, которое позволяет вводить новые правила, не требуя от всех пользователей обновления своего программного обеспечения. В результате софт-форка большинство майнеров сети внедряют новые правила и начинают следовать обновленной версии блокчейна. Остальная часть сети может продолжать следовать блокчейну, но они не смогут подтвердить, что новые блоки соответствуют обновленным правилам. Поскольку софт-форк обратно совместим, он не приводит к созданию нового блокчейна или разделению сети. Вместо этого это позволяет сети постепенно переходить на новые правила, сохраняя при этом совместимость со старыми правилами. [10]
Segregated Witness — это пример софт-форка.
В случае софт-форка все узлы майнинга, которые будут работать в соответствии с новыми правилами, должны будут обновить свое программное обеспечение.
Повышение эффективности
[ редактировать ]Техническая оптимизация может уменьшить количество вычислительных ресурсов, необходимых для получения, обработки и записи транзакций биткойнов, что позволит увеличить пропускную способность без предъявления дополнительных требований к сети биткойнов. Эти модификации могут касаться либо сети (в этом случае требуется форк), либо программного обеспечения отдельного узла (например, Bitcoin Core ).
- Подписи Шнорра были предложены в качестве решения для масштабирования давним разработчиком и Blockstream Питером Вюйлем. соучредителем
- Меркелизированные абстрактные синтаксические деревья (MAST) — это предложение Джонсона Лау, которое уменьшает размер смарт-контрактов (сложных сценариев) и повышает их конфиденциальность.
- Статья Михира Белларе, опубликованная в 2006 году , позволяет агрегировать подписи размером O(1), что означает, что для нескольких подписавшихся не потребуется больше места. Белларе-Невен сводится к Шнорру за один ключ. [11] Белларе-Невен был реализован. [12] [13] [ нужен лучший источник ]
Системы «уровня 2»
[ редактировать ]Lightning Network (LN) — это протокол, целью которого является улучшение масштабируемости и скорости Биткойна без ущерба для надежной работы. [14] Сеть Lightning 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, «перепрыгивая» между каналами в промежуточных узлах с небольшой комиссией или вообще без нее.
В январе 2018 года Blockstream запустила систему обработки платежей для интернет-торговцев под названием «Lightning Charge», отметила, что по состоянию на 27 января 2018 года в основной сети работает Lightning с 200 узлами, и сообщила, что ее все еще следует рассматривать «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 интернет-магазин Bitrefill объявил, что он получает больше платежей в биткойнах через сеть Lightning, чем в любой другой криптовалюте, которую они принимают.
В июне 2021 года Законодательное собрание Сальвадора проголосовало за закон, делающий биткойн законным платежным средством в Сальвадоре . [15] [16] [17] Решение было основано на успехе экосистемы Bitcoin Beach в Эль-Зонте, в которой использовался кошелек на базе LN. Правительство представит кошелек, использующий протокол Lightning Network, одновременно предоставляя гражданам свободу использовать другие кошельки Bitcoin Lightning. [18]
Размер блока увеличивается
[ редактировать ]Пропускная способность транзакций Биткойна ограничена двумя параметрами:
- определяет время блока , как часто в цепочку добавляется новый блок,
- определяет размер блока объем данных, которые можно добавить в каждый блок.
Биткойн имеет время блока 10 минут и размер блока 1 МБ. За всю историю Биткойна предлагались различные увеличения этого лимита, а также предложения по его полному удалению. Litecoin производит блоки в четыре раза быстрее, чем Bitcoin, что приводит к четырехкратному увеличению пропускной способности. Dogecoin имеет еще большую пропускную способность: время блока составляет 1 минуту. Bitcoin Cash имеет размер блока 32 МБ и, следовательно, пропускную способность в 32 раза выше, чем у Биткойна. Bitcoin SV полностью снял ограничение на размер блока.
Предложенный
[ редактировать ]- В 2015 году были представлены BIP100 Джеффа Гарзика и BIP101 Гэвина Андресена.
- Bitcoin XT был предложен в 2015 году для увеличения мощности обработки транзакций биткойнов за счет увеличения ограничения размера блока. [19]
- Bitcoin Classic был предложен в 2016 году для увеличения мощности обработки транзакций биткойнов за счет увеличения ограничения размера блока.
- «Гонконгское соглашение» представляло собой соглашение 2016 года между некоторыми майнерами и разработчиками, в котором содержался график, предусматривающий как активацию предложения Segregated Witness ( SegWit ), созданного в декабре 2015 года разработчиками Bitcoin Core, так и разработку ограничения размера блока. увеличился до 2 Мб. Однако оба графика были упущены.
- SegWit2x был предложенным хард-форком криптовалюты Bitcoin. Внедрение Segregated Witness в августе 2017 года было лишь первой половиной так называемого «Нью-Йоркского соглашения», согласно которому те, кто хотел увеличить эффективный размер блока с помощью SegWit, пошли на компромисс с теми, кто хотел увеличить размер блока с помощью хардфорка до больший размер блока. [20] Вторая половина SegWit2x включала в себя хардфорк в ноябре 2017 года с целью увеличения размера блока до 2 мегабайт. 8 ноября 2017 года разработчики SegWit2x объявили, что хард-форк, запланированный примерно на 16 ноября 2017 года, на данный момент 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 запрограммирован жестко, а скорее узлы и майнеры отмечают поддержку желаемого размера, используя идею, которую они называют «возникающим консенсусом». Те, кто стоит за предложением Bitcoin Unlimited, утверждают, что с идеологической точки зрения майнеры должны принять решение о решении для масштабирования, поскольку именно они чье оборудование защищает сеть.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ [Пределы блокчейна? Масштабирование против децентрализации.] Сеть исследований социальных наук. Электронный журнал по кибербезопасности, конфиденциальности и сетям. По состоянию на 21 апреля 2019 г.
- ^ Jump up to: а б Кроман, Кайл; Эяль, Иттай (2016). «О масштабировании децентрализованных блокчейнов» (PDF) . Финансовая криптография и безопасность данных . Конспекты лекций по информатике. Том. 9604. стр. 106–125. дои : 10.1007/978-3-662-53357-4_8 . ISBN 978-3-662-53356-7 . Проверено 10 декабря 2017 г.
Максимальная пропускная способность — это максимальная скорость, с которой блокчейн может подтверждать транзакции. Сегодня максимальная пропускная способность биткоина составляет 3,3–7 транзакций в секунду [1]. Это число ограничено максимальным размером блока и временем между блоками.
- ^ Антонопулос, Андреас М. (апрель 2014 г.). Освоение Биткойна. Разблокировка цифровых криптовалют . О'Рейли Медиа. ISBN 978-1-4493-7404-4 .
- ^ Пирсон, Иордания (14 октября 2016 г.). « Bitcoin Unlimited» надеется спасти биткойн от самого себя» . Материнская плата . ООО «Вайс Медиа» . Проверено 17 января 2017 г.
- ^ Уильямс-Грут, Оскар; Прайс, Роб (26 марта 2017 г.). «Гражданская биткойнская война грозит разорвать цифровую валюту на две части — вот что вам нужно знать» . Бизнес-инсайдер . Проверено 2 июля 2017 г.
- ^ Ли, Тимоти (12 марта 2013 г.). «Крупный сбой в сети Биткойн вызывает распродажу; цена временно падает на 23%» . Арстехника. Архивировано из оригинала 20 апреля 2013 года . Проверено 25 февраля 2018 г.
- ^ Смит, Оли (21 января 2018 г.). «ЦЕНА БИТКОНА: КОНКУРЕНТ: Криптовалюта, «быстрее, чем биткойн», бросит вызов лидерам рынка» . Выражать . Архивировано из оригинала 28 марта 2019 года . Проверено 6 апреля 2021 г.
- ^ «Биткойн раскололся надвое, вот что это значит» . CNN . 1 августа 2017 года. Архивировано из оригинала 27 февраля 2018 года . Проверено 7 апреля 2021 г.
- ^ Биткойн Ассоциация. «БиткойнСВ.com» . Проверено 5 января 2022 г.
- ^ «Что такое форк? Форк в 3 названии» . КриптовалютаТик . 24 декабря 2022 года. Архивировано из оригинала 25 декабря 2022 года . Проверено 24 декабря 2022 г.
- ^ "kanzure/diyhpluswiki" . Гитхаб . 9 октября 2021 г.
- ^ «[НЗП] Реализация модуля агрегированной подписи от apoelstra · Запрос на извлечение № 461 · bitcoin-core/Secp256k1» . Гитхаб .
- ^ «Обратите внимание, что документ aggsig был отклонен ysangkok · Pull Request #479 · bitcoin-core/bitcoincore.org» . Гитхаб .
- ^ Антонопулос, Андреас (2017). Освоение биткойнов (2-е изд.). О'Рейли. стр. 297–304. ISBN 978-1491954386 .
- ^ Алеман, Маркос (9 июня 2021 г.). «Сальвадор делает биткойн законным платежным средством» . Ассошиэйтед Пресс . Проверено 16 июня 2021 г.
- ^ «Сальвадор одобряет использование биткойнов в качестве обменной валюты» . Агентство EFE (на испанском языке). 9 июня 2021 г. . Проверено 16 июня 2021 г.
- ^ «Сальвадор — первая страна, утвердившая биткойн в качестве законного платежного средства» . Агентство Франс Пресс . 9 июня 2021 г. Проверено 16 июня 2021 г.
- ^ @nayibbukele (28 июня 2021 г.). «Разъяснение дезинформации, которая...» ( Твит ) – через Твиттер .
- ^ Алекс Херн (17 августа 2015 г.). «Раздвоение Биткоина: главный ученый выдвигает альтернативное предложение по валюте» . Хранитель . Проверено 20 августа 2015 г.
- ^ Винья, Пол (8 ноября 2017 г.). «Биткойн уклоняется от раскола, который угрожает росту его цены» . Уолл Стрит Джорнал . Архивировано из оригинала 8 ноября 2017 года . Проверено 8 ноября 2017 г.
