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Skalierung in stanford: transistoren für den bergbau und die verarbeitung von 1 gigabyte blöcken

Blockchain Skalierung in stanford: transistoren für den bergbau und die verarbeitung von 1 gigabyte blöcken

Am vergangenen Wochenende der vierte Scaling Bitcoin Der Workshop fand in Stanford, Kalifornien, statt. Man untersuchte die Beziehung zwischen Bergbau, Hardware und Skalierbarkeit; der andere berichtet von einem Experiment, bei dem eine Blockverarbeitung in Gigabyte-Größe mit der heutigen Soft- und Hardware durchgeführt wird.

Scaling Bitcoin Workshop

Es sollte keinen Zweifel geben, dass der Scaling Bitcoin Workshop die anspruchsvollste Bitcoin-Konferenz ist. Es gibt keine Ausstellungen von Unternehmen, die gesamte Konferenz richtet sich ausschließlich an die akademische Gemeinschaft, die über die Skalierbarkeit von Bitcoin diskutieren kann, ohne von Business und Politik unterbrochen zu werden.

Der Scaling Bitcoin Workshop findet jedes Jahr auf einem anderen Kontinent statt. Dieses Mal fand es auf dem Universitätsgelände von Stanford statt. Die 25 Präsentationen sind jedoch weltweit als Live-Streams und Videoaufzeichnungen verfügbar.

Im Vergleich zum letzten Workshop hat sich der Inhalt weiterentwickelt. Während im vergangenen Jahr in Mailand Themen wie On-Chain-Scaling und Hard-Forks mehr oder weniger tabuisiert wurden, sah Stanford einige interessante Präsentationen zu diesem Thema.

Die anstehende 2x-Hartgabel war jedoch kein Thema, da die meisten Teilnehmer davon ausgingen, dass sie nur einen kleinen Einfluss auf das Gesamtbild hatte und die Politik und Toxizität vermeiden wollte, die mit der Gabelung einhergehen. Wie in Mailand waren Themen wie Offchain-Skalierung und Datenschutz im Kontext der Skalierung ein heißes Thema, das in mehreren Präsentationen behandelt wurde. Anders als in den letzten Workshops gab Stanford auch Raum für einige Gespräche über den Bergbau.

Auf der Website von Scaling Bitcoin finden Sie Videos der 25 Präsentationen. Sie sind ein Geschenk für alle, die mehr über Bitcoin erfahren und in die technologischen Geheimnisse der Skalierung und Privatsphäre eintauchen möchten.

Was auch immer - Lightning Network, andere Zahlungskanäle, vertrauliche Transaktionen, Bergbau, harte Gabeln, intelligente Verträge, Atom-Swaps, Blockausbreitung - Sie werden Gold schlagen.

Wir wählen zwei Präsentationen aus, um darüber zu schreiben: Min Chens Rede über Hardware und Skalierung und Peter Rizuns und Andrew Stones Präsentation des Gigablock-Testnet-Experiments. Die Auswahl ist rein subjektiv, und wenn Sie andere Themen für interessanter halten, z. B. Zahlungskanäle oder Privatsphäre, empfehlen wir Ihnen, sich die Präsentationen selbst anzuhören.

5 Milliarden Dollar werden jedes Jahr im Mining investiert

Chen Min ist der Chiparchitekt von Canaan, einer chinesischen Firma, die unter dem Namen Avalon, einer der ersten Hersteller von Chips für den Bitcoin-Bergbau, stand.

Min spricht über mehrere Ideen, wie das Protokoll, die Hardware und die Skalierbarkeit miteinander verbunden sind. Sie vergleicht das Belohnungssystem von Blockchains mit einer Planwirtschaft, in der einige Regeln definieren, wie das Spiel gespielt wird."Im Bitcoin-System sind die Regeln sehr klar: Es gibt eine Belohnung für den Bergbau und eine 1-MB-Grenze, was zu dem Ergebnis führt, dass es extrem sicher, aber wenig leistungsfähig ist. "

In ihrer Präsentation reagiert Min auf die zunehmend geäußerten Vorwürfe, Minenarbeiter greifen Bitcoin an. Sie nimmt das ernst und fragt, ob es Anreize im Protokoll gibt, die Minenarbeiter zu Angreifern machen und ob und wie dies verbessert werden kann.

Erstens hat sie eine erschreckende Beobachtung gemacht: Jedes Jahr werden rund 5 Milliarden Dollar in Bitcoin-Mining investiert, was etwa 5 Prozent der gesamten weltweiten Chip-Produktion ausmacht. Die wirtschaftlichen Folgen sind gewaltig:

"Die Energiepreise steigen, weil es profitabler ist, Energie an Bergleute zu verkaufen. Ethereum Mining treibt die DRAm-Preise in die Höhe, wenn ich einen Gaming-Computer kaufen will, werde ich etwa $ 500 Extra-Preis zahlen, der durch die Nachfrage nach Bergbau getrieben wird. "

Aber das ist nicht die wichtigste Folge dieser enormen Investitionen in Bergbau-Hardware. "Denken Sie darüber nach: Wenn wir dies in Netzwerkbandbreite oder Speichersysteme investieren, um Bitcoin zu vergrößern, würde es reichen. Die Blockgröße ist jetzt 1mb. Wenn Sie 5 Milliarden US-Dollar in die Erweiterung des Netzwerks investiert haben, könnten Sie 1-TB-Blöcke verarbeiten oder mit 10 Milliarden Transaktionen pro Sekunde arbeiten. "

Stattdessen werden 5 Milliarden Dollar dafür ausgegeben, Berge von asiaten Chips in Rechenzentren zu bauen. Dank Pool-Mining verarbeitet diese Hardware nicht einmal Transaktionen. "Wir verschwenden Geld. Die Investition in den Bergbau verbessert die Leistung nicht ", schließt Min.

Macht das Hardware zu einem Angriff? Verliert das Mining Ressourcen des Systems, Ressourcen, die sonst dazu verwendet werden könnten, das Netzwerk zu verbessern?

"Hardware ist nicht und kann kein Angreifer sein. Hardware ist durch Ihr Protokoll definiert. Wenn Sie Hardware als Beitragsrolle erstellen, kann dies der Fall sein. Wenn Sie Hardware als Angreifer entwerfen, kann dies nur ein Angreifer sein. "Sie erinnert uns an die Telekommunikationsunternehmen, die vor rund 20 Jahren begannen, die Welt mit Fasern zu verbinden. Sie sind extrem mächtig geworden - aber sie tragen etwas bei: mit Leistung für die Telekommunikation. Ein gutes Protokoll macht es profitabler, einen Beitrag zu leisten als einen Angreifer.

Eigentlich war das die Idee von Bitcoin. Knoten erhalten eine Belohnung für ihren Beitrag zur Sicherung des Netzwerks. Dies gilt immer noch und die Hashrate sichert das Netzwerk noch immer. Aber das Problem ist, es trägt nicht zur Leistung bei. Dank Pool-Mining verarbeiten Bergarbeiter keine Transaktionen und arbeiten teilweise gegen das System, wenn sie leere Blöcke abbauen, um Waisenkinder zu reduzieren, oder das Limit bei 1 MB halten, um von höheren Gebühren zu profitieren. Gleichzeitig tragen die Nicht-Mining-Knoten viel Arbeit bei, ohne dafür eine Belohnung zu erhalten.

Diese Anreize, sagt Min, sind der Schlüssel für langfristige Skalierbarkeit. Sie schlägt einen "Nachweis des Beitrags" vor, in dem die Akteure nur dann belohnt werden, wenn sie zum System beitragen.

Das Gigablock-Testnet

Die Präsentation von Peter Rizun und Andrew Stone von Bitcoin Unlimited war aus einem bestimmten Grund interessant: Es beantwortete ein seit langem bestehendes Paradox der Skalierungsdebatte.

Die Bitcoin-Community hat diskutiert, wie man Bitcoin jahrelang skalieren kann. Es gibt eine Reihe von Gründen, warum Bitcoin nicht skalierbar ist, und es gibt Forderungen von allen Seiten, mehr Wissenschaft zu betreiben und weniger Lärm zu machen.

Bitcoins Onchain-Skalierbarkeit ist jedoch immer noch eines der am wenigsten erforschten Themen. Es gibt Tausende von wissenschaftlichen Artikeln über Bitcoins. Viele von ihnen handeln von Privatsphäre und von Offchain-Zahlungskanälen. Aber wenn Sie darüber sprechen, wie viel Kapazität Bitcoin tatsächlich verarbeiten kann, enden Sie immer mit einer einzigen Arbeit, "On Scaling Dezentrale Blockchains".

Dieses Dokument wurde Anfang 2016 veröffentlicht. Es basiert auf alter Technologie und basiert ausschließlich auf Schätzungen und keinen empirischen experimentellen Daten.

Peter Rizun und Andrew Stone präsentieren in Stanford die ersten wissenschaftlichen Experimente zur Onchain-Skalierung. "Viele Leute wollen, dass das Limit aufgehoben wird, haben aber Angst, dass Bitcoin wichtige Eigenschaften verliert", erklärt Rizun. Er glaubt jedoch, dass "Bitcoin entwickelt wurde, um hoch skaliert zu sein. Die gesamte Technologie ist für große Mengen verfügbar. "

Das heißt, wenn Sie davon ausgehen, dass 4 Milliarden Menschen auf der Erde jeweils eine Transaktion pro Tag senden, benötigen Sie 50 000 Transaktionen pro Sekunde. "Wir wollten das in einem globalen Netzwerk von Knoten mit Standardsoftware testen. Dies ist das Gigablock-Testnetz. "Die Knoten bestehen aus 4 Core CPU, 16 Gigabyte Speicher und SSD-Festplatte. Gute Geräte, aber nichts besonderes. 4-6 Bergleute bauen Blöcke, 12 Knoten verwenden Python-Skripte, um Transaktionen zu generieren und weiterzugeben.

In den letzten zwei Monaten erhöhten Rizun, Stone, andere Bitcoin Unlimited und Wissenschaftler der Universität von British Columbia die Anzahl der Transaktionen im Gigablock-Testnet. Sie starteten mit 1 Transaktion pro Sekunde und schoben sie auf 500 hoch.

"Der MemPool hielt mit Transaktionen Schritt", sagt Rizun, "aber als wir 100 TX / Sek erreichten, konnte die Mempool-Akzeptanz nicht mithalten. So haben wir den Engpass Nummer eins gefunden. Mempool-Kohärenz ging zurück. "

Der Grund für den Engpass, erklärt Rizun, war nicht die CPU. Dies war nur bei 25 Prozent seiner Kapazität. "Der Flaschenhals war der single-threaded Mempool Acceptance Code Path. Andrew Stone hat die Mempool-Akzeptanz parallelisiert. Beim Testen war die Rate ziemlich gut. "

Der nächste Engpass wurde bei rund 500 Transaktionen pro Sekunde gefunden. Die Blockausbreitung erreichte die Zeit von Blockintervallen, 10 Minuten. Bei einer X-Thin-Block-Ausbreitung beträgt die Grenze der Blockgröße etwa 1 Gigabyte.

Rizun gibt zu, dass sie die Faktoren von Festplatten und UTXO nicht getestet haben. Es ist möglich, dass diese Faktoren in Langzeittests den Engpass auf eine geringere Anzahl von Transaktionen reduzieren können. Die Entwickler wollen diese Faktoren in zukünftigen Tests erforschen. Für heute sind sie in der Lage, die besten Datenpunkte zu liefern, um Annahmen über die tatsächliche Kapazität von Bitcoin onchain zu treffen.

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