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Kann Bitcoin Skalieren? Oder, 'Wie Ich Gelernt Habe, Mich Zu Sorgen Und Die Harte Gabel Zu Lieben'

Crypto Kann Bitcoin Skalieren? Oder, 'Wie Ich Gelernt Habe, Mich Zu Sorgen Und Die Harte Gabel Zu Lieben'

FARMLANDS (2018) Official Documentary (Dezember 2018).

Anonim

Änderungen am Bitcoin-Protokoll sind von Natur aus umstritten. Wenn Sie normale Software aktualisieren, sagen Sie nur der Hardware, was zu tun ist, und die Hardware tut es. Im Fall von Bitcoin kann die Hardware mit dir streiten. Bitcoin wird auf einem verteilten Cluster widerspenstiger Soziopathen (Minenarbeiter) in einer ständigen mexikanischen Konfrontation zwischen ihnen implementiert, die in jede Veränderung liebevoll einbezogen werden müssen.

Aufgrund der dezentralisierten Natur von Bitcoin können grundlegende Änderungen (sogenannte "harte Gabeln") für die Durchführung des Protokolls nur durch Mehrheitsbeschluss gemacht werden, und wenn diese Zustimmung nicht einstimmig ist, ist das Ergebnis eine geteilte Benutzerbasis und dauerhafte Beschädigung der Integrität der Währung. Leider sind diese harten Gabeln auch wichtig, wenn die Währung wachsen und sich verändern und skalieren soll.

Kürzlich haben wir berichtet, dass Gavin Andresen, einer der wichtigsten Kernentwickler von Bitcoin, einen Hard-Fork vorgeschlagen hat, um die mögliche Blockgröße von 1 Megabyte auf mindestens 20 zu erhöhen (plus ein Protokoll, um die Anzahl im Laufe der Zeit zu erhöhen) ). Das hat einige Gemeinsamkeiten in der Community aufgeworfen, also werden wir uns heute hinsetzen und genauer betrachten, was die Gabel vollbringt, welche negativen Konsequenzen sie haben könnte und welche zukünftigen Änderungen nötig sein werden, wenn Bitcoin skaliert.

Der Status Quo

Zunächst einmal schauen wir uns an, was passiert, wenn keine Änderung vorgenommen wird: Bitcoin nimmt vermutlich weiter zu und die Anzahl der Transaktionen nimmt natürlich zu. Zu einem bestimmten Zeitpunkt wird das Transaktionslimit von 1 MB erreicht (wenn die Transaktionsrate etwa 5555 Transaktionen pro Block beträgt). Plötzlich haben Bergleute ein Problem: Wenn sie alle Transaktionen enthalten, die sie erhalten, werden ihre Blöcke vom Netzwerk als zu groß abgelehnt. Sie werden wahrscheinlich alle Transaktionen mit den niedrigsten Gebühren abbrechen, bis sie das Limit von 1 MB erreicht haben. Das heißt, wenn Ihre Transaktionen nicht zu den besten 5555 für Transaktionsgebühren gehören, werden sie wahrscheinlich für immer ignoriert. Bitcoin wird niemals Transaktionsraten über 5555 pro Blockintervall von fünfzehn Minuten (knapp unter 7 pro Sekunde) aufrechterhalten können. Wenn die Nachfrage über diesem Niveau liegt, werden die Gebühren steigen, um sie wieder abzusenken.

Wenn Bitcoin über diesen Punkt hinaus wächst, wird es in Form von Off-Block-Kettentransaktionen stattfinden, wobei Bitcoin lediglich die zugrunde liegende Infrastruktur für eine ganze neue Generation (wahrscheinlich regulierter) elektronischer Banken wird, die konventionelle zentralisierte Netzwerke nutzen Geld zwischen den Nutzern. Die Gebühren für "normale" Bitcoin-Übertragungen sind für konventionelle Nutzer viel zu hoch. Für mich ist dies ein Alptraum, und es lohnt sich, es zu meiden.

Die vorgeschlagene Änderung

Die Änderung ist nicht ohne Nachteile. Die größte Sorge in Bezug auf die Änderung selbst ist, dass, wenn das Netzwerk skaliert, wenn das Wachstum des Netzwerks das Wachstum des Festplattenspeichers pro Dollar übersteigt, der Gesamtspeicherbedarf des Netzwerks steigen könnte.Schon der Download von mehreren Gigabyte Netzwerkhistorie stellt eine erhebliche Hürde für den Start eines vollständigen Bitcoin-Knotens dar. Wenn das Transaktionsvolumen weiterhin unbegrenzt wächst, könnte diese Zahl auf Terabyte steigen, was den Anreiz zum Pool-Abbau erhöhen und das Risiko von 51% -Angriffen erhöhen würde.

Es gibt einige andere sicherheitsrelevante Einwände, die herumgereicht werden, aber dies scheint in erster Linie die Arbeit einer kleinen Gemeinschaft von ziemlich verrückten Leuten zu sein, die sich "Die Bitcoin-Herrschaft" nennen. "Grundsätzlich ist ihre Beschwerde, dass steigende Mining-Clients mehr Rechenleistung aufwenden müssen, um die Merkle-Bäume für einzelne Blöcke zu bauen. Dies ist nach meinem besten Wissen kein besonders ernsthafter Einwand: Der Aufbau der Merkle-Bäume ist äußerst rechenintensiv und die Prozessoren werden weiterhin schneller und schneller als andere potentielle Engpässe wie Netzwerkbandbreite. Im Großen und Ganzen denke ich, dass es sicher ist, diese Besorgnis vollständig aufzugeben.

Der erhöhte Platzbedarf der Festplatte ist ein ernst zu nehmendes Problem, das jedoch wahrscheinlich durch blockierte Blockchain-Speicherprotokolle angegangen wird, die es den meisten Knoten ermöglichen, nur die letzten paar Blöcke der Blockkette in einem sicheren Speicher zu speichern Mode, wobei der maximale Speicherbedarf der einzelnen Mining-Knoten begrenzt und die Tendenz zur Zentralisierung bekämpft wird. Dieser Protokollwechsel ist bereits in Arbeit.

Vielleicht ist der greifbarste Einwand gegen die Veränderung einfach, dass harte Gabeln für das Netzwerk als Ganzes unheimlich und teuer sind. Es gibt jedoch gute Möglichkeiten, diese Kosten zu minimieren: Bitcoin hat zuvor Änderungen vorgenommen, die die Kompatibilität verändert haben, und diese Änderungen sind weitgehend unbemerkt geblieben, da sie in den Clients Monate oder Jahre vor ihrer tatsächlichen Bereitstellung eingebaut wurden Wenn das Update tatsächlich in Kraft tritt, führen die meisten Minenarbeiter den neuesten Client (nach dem Update) aus, da die nicht aktualisierten Clients seit Monaten von keinem seriösen Download-Anbieter verfügbar sind. Mining-Hardware veraltet schnell, und es ist oft notwendig, beim Ersetzen von Hardware eine neue Kopie des Mining-Clients herunterzuladen, insbesondere da sich die Leistung von Version zu Version verbessert. Hartgabeln, die auf diese Weise verzögert werden, können relativ unblutig gemacht werden.

Das heißt natürlich, wenn das Netzwerk der Änderung zustimmt. Wenn es eine weitverbreitete Bergarbeiterrevolte gibt, kann die Gabel ausfallen. Oder, schlimmer noch, das Netzwerk kann sich ideologisch relativ gleichmäßig (und dauerhaft) zwischen den alternativen Versionen der Blockchain aufteilen - was extrem schlimm wäre und der Integrität und Glaubwürdigkeit von Bitcoin in der Öffentlichkeit enormen Schaden zufügen würde. Die gute Nachricht ist, dass diese Gabelung relativ unumstritten ist: Die meisten Bergleute wollen, dass ihre Bitcoins mehr wert sind, und das wird nicht passieren, wenn Bitcoin in seiner derzeitigen Größenordnung bleibt. Diese Änderung muss passieren, damit Bitcoin global wird. Die Mining-Community ist größtenteils nicht verrückt genug, um zu denken, dass Bitcoin für immer ohne Veränderung bleiben kann und in der Weltbühne sogar ein wenig relevant bleibt.Wenn sich Bitcoin niemals ändern kann, wird es durch einen Altcoin ersetzt, der das kann.

Zukünftige Änderungen

Dieses Blockgrößenproblem ist nur die erste und einfachste Änderung, die erforderlich ist, um Bitcoin zu skalieren. Wir haben einige andere Änderungen (Block Chain Pruning) angesprochen, aber in Wirklichkeit ist das nur der Anfang. Der Bitcoin von fünf Jahren wird sehr, sehr anders aussehen als der Bitcoin von heute. Bitcoin befindet sich immer noch in einem lebhaften Entwicklungsstadium und eine Reihe kritischer Änderungen ist erforderlich, wenn es im Umfang von PayPal oder Visa betrieben werden soll.

Stellen Sie sich eine mögliche Zukunft vor, in der sowohl Blockgrößenbeschränkungen als auch Blockkettenspeichergrenzen für Bergleute festgelegt wurden. Wir sind noch nicht aus dem Wald! Das nächste große Problem, mit dem Bergleute zu tun haben, hat mit Blockrennen zu tun: Wenn zwei Minenarbeiter etwa zur gleichen Zeit Blöcke abbauen, was periodisch geschieht, dann kommt ein Wettrennen, um zu sehen, welcher Block zuerst auf das gesamte Netzwerk übertragen werden kann. Weil kleinere Blöcke schneller verbreitet werden können, schafft dies einen Anreiz für Bergleute, Niedriggeld-Transaktionen abzuschaffen - was schlecht ist.

Die Lösung hierfür, die noch untersucht wird, heißt "invertible bloom filters". "Der Algorithmus hier ist unglaublich schlau, aber außerhalb des Rahmens dieses Artikels. Folgendes können sie tun:

Nehmen wir an, zwei Minenarbeiter möchten einen Block teilen, der über das Netzwerk verbreitet wird. Wenn Miner eins es zu Bergmann zwei sendet, wird der größte Teil der Bandbreite verschwendet, weil Bergmann zwei bereits eine Kopie der meisten der im Block vorhandenen Daten hat. Sie haben bereits fast alle Transaktionen im Block selbstständig gesehen, auf ihrer eigenen Suche nach einem Block.

Mit invertierbaren Bloomfiltern können Sie den Großteil dieser verschwendeten Bandbreite zurückerhalten. Anstatt den gesamten Block zu übertragen, können Sie mit invertierbaren Bloomfiltern den erwarteten Unterschied zwischen Ihren Datensätzen ermitteln und einen kleinen Teil komprimierter Daten übertragen, der der Größe der erwarteten Differenz plus einem geringen Overhead entspricht, und diesen Datenblock anschließend dekomprimieren in welche Daten auch immer du fehlst, egal welche Teile sie sind.

Stellen Sie sich einen umkehrbaren Blütenfilter vor, der wie ein Gemälde aussieht, das Sie aus verschiedenen Blickwinkeln betrachten und verschiedene Dinge sehen können. Sie können die Daten verwenden, die Sie haben müssen, um ihre Struktur zu disambiguieren und die Daten aufzudecken, die Sie nicht haben. Es ist verlustbehaftet und hat Fehler, aber in praktischen Anwendungen können diese Fehler beliebig niedrig sein. Die Hauptauswirkung ist, dass die Blockausbreitungszeit fest ist, unabhängig davon, wie viele Transaktionen enthalten sind. Die Menge der Daten, die Sie übertragen müssen, hängt nur davon ab, wie ähnlich Ihre Transaktionen für Ihre Nachbarn sind und nicht wie viele Transaktionen insgesamt erfasst wurden. Als einen netten Nebeneffekt schafft dies auch einen Anreiz, Transaktionen an Ihre Nachbarn zu senden, während Sie sie empfangen (so dass zukünftige Block-Übertragungen schneller passieren können), als Transaktionen selbst zu horten, was die aktuellen Anreize vorschreiben. Dies behebt effektiv einen Minor Miner Perverse Anreiz, der von Anfang an in Bitcoin eingebaut wurde.

Sobald dieses Protokoll implementiert ist, ist das letzte große Problem, das Sie antreffen, die Notwendigkeit, dass einzelne Minenarbeiter mit allen Transaktionen im Netzwerk Schritt halten müssen. Es ist unklar, wie schwerwiegend ein Problem sein wird (es ist möglich, dass die verfügbare Bandbreite vor der Bitcoin-Nutzung weiter wächst). Wenn es jedoch zu einem Problem wird, muss eine Art exotischere Blockkettenstruktur wie Seitenketten oder Baumketten implementiert werden, um die Struktur des Netzwerks besser zu verwalten.

Sobald Sie alle diese Infrastruktur installiert haben, scheint die Straße für Bitcoin endlich klar zu sein. Hier ist es von Andresen's Roadmap-Blog-Post:

"Es gibt einen klaren Weg, das Netzwerk zu skalieren, um mehrere tausend Transaktionen pro Sekunde abzuwickeln ('Visa-Skala'). […] Laut meinen groben Rückumschlag-Berechnungen könnten meine überdurchschnittliche Heim-Internetverbindung und der überdurchschnittliche Heimcomputer heute 5.000 Transaktionen pro Sekunde unterstützen. Das entspricht 400 Millionen Transaktionen pro Tag. Ziemlich gut; Jede Person in den USA könnte pro Tag eine Bitcoin-Transaktion machen, und ich könnte trotzdem mithalten.

Nach 12 Jahren des Bandbreitenwachstums werden über meine Heimnetzwerkverbindung 56 Milliarden Transaktionen pro Tag gezählt - genug für jeden einzelnen Menschen auf der Welt, um jeden Tag fünf oder sechs Bitcoin-Transaktionen durchzuführen. Es ist schwer vorstellbar, dass das nicht genug ist; Laut der Boston Federal Reserve macht der durchschnittliche US-Verbraucher etwas mehr als zwei Zahlungen pro Tag.

Selbst wenn jeder in der Welt in zwanzig Jahren komplett von Bargeld zu Bitcoin wechseln würde, wäre das Senden jeder Transaktion an jeden vollvalidierenden Knoten kein Problem. "

Bevor all diese Änderungen vorgenommen werden, bleibt noch eine Menge Diskussion. Selbst die einfache Zunahme der Blockgröße wird von einigen der Kernentwickler als zu aggressiv empfunden. Nichts in Bitcoin passiert über Nacht, und es wird Jahre dauern, bis einige dieser Änderungen ausgerollt werden. Wie auch immer, es ist eine aufregende Zeit, sich für Bitcoin zu interessieren, und es gibt gute Gründe zu glauben, dass Bitcoin letztendlich in der Lage sein wird, den Umfang und die Auswirkungen zu erreichen, die wir alle wollen.

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