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Baumketten Vs. Seitenketten: Die Kontroverse Erklärt

Bitcoin Baumketten Vs. Seitenketten: Die Kontroverse Erklärt

Australien 09/10 Baum-Ketten (Dezember 2018).

Anonim

Graph der Blockkettenaufspaltung.

Wenn Sie in den letzten Monaten auf die Bitcoin-Szene geachtet haben, haben Sie wahrscheinlich schon von Begriffen wie "Seitenketten" oder "Baumketten" gehört und könnten sogar verstehen, dass darüber diskutiert wird welche von ihnen sollte dem Bitcoin-Protokoll hinzugefügt werden. Was Sie wahrscheinlich noch nicht gehört haben, ist eine kurze Erklärung dessen, was sie tun, warum wir sie wollen oder wie sie funktionieren. Heute geben wir einen einfachen Überblick darüber, wie diese beiden Protokollvorschläge funktionieren und was Sie als Benutzer von ihnen erwarten können.

Warum wir uns interessieren:

Der größte Anreiz für die Entwicklung von Seitenketten und Baumketten ist, dass Bitcoin, wie es jetzt existiert, nicht sehr gut skaliert. Wenn die Anzahl der Transaktionen zunimmt, wird sich die Menge an Bandbreite und Speicher, die von jedem Bergmann benötigt wird, auf untragbare Niveaus erhöhen. Wir brauchen wirklich eine Art, die Blockkette aufzuteilen, um die Belastung der einzelnen Minenarbeiter zu reduzieren.

Darüber hinaus wäre es auch schön, wenn wir einige Features der altcoin-Community integrieren könnten (zB schnelle Transaktionsverifizierung), ohne mit Altcoins umgehen zu müssen (und die Kosten für den Geldtransfer zwischen ihnen über eine Börse). oder notwendigerweise die Kompromisse dieser Altcoins in die Kern-Bitcoin-Blockkette übernehmen.

Seitenketten:

In einem Seitenkettenschema würden Sie ein Protokoll entwickeln, das es Entwicklern ermöglicht, neue Seitenketten mit Bitcoin zu verknüpfen, so dass Geld zwischen der Hauptblockkette und verschiedenen Seitenketten und wieder zurück bewegt werden kann . Diese Seitenketten könnten von Bitcoin völlig verschiedene Eigenschaften haben, einschließlich der echten Transaktionsanonymität im ZeroCoin-Stil oder der schnellen Transaktionsverifizierung im Dogecoin-Stil. Der Gesamtbetrag des Bitcoin-Werts wäre davon nicht betroffen, aber Sie könnten ihn von Seitenkette zu Seitenkette verschieben, um die gewünschten Eigenschaften zu erhalten.

Eine Möglichkeit, darüber nachzudenken, ist, dass Seitenketten die Erstellung von Altcoins ermöglichen, die von Bitcoin "gesichert" werden, in dem Sinne, dass Sie Bitcoin "suspendieren" können, indem Sie es gegen eine entsprechende Menge von Ihrem Konto entfernen Der Altcoin, und Sie oder jemand anders kann später diese Bitcoins zurückbekommen, indem Sie beweisen, dass sie die entsprechende Menge an Altcoin zerstört haben.

Auf den ersten Blick scheint das eine großartige Idee zu sein. Leider hat es einige ernsthafte praktische Nachteile. Durch Aufteilen der Währung in viele Seitenketten hat jede Seitenkette nur einen Bruchteil der Hashing-Kraft des Netzwerks als Ganzes. Dies ist problematisch, da ein Angreifer in einem Seitenkettenschema nur die schwächste Seitenkette kompromittieren muss. Von dort aus können sie, nachdem sie einen 51% -Angriff abgeschlossen haben, diese Kontrolle verwenden, um eine (falsche) längste Blockkette zu erstellen, Geld zu erzeugen und die neuen Münzen dann wieder in die primäre Bitcoin-Blockkette zu stecken und im Wesentlichen Münzen zu stehlen Pool gefrorener Münzen, die diese Seitenkette zurückwerfen, wodurch Diskrepanzen zwischen der Hauptblockkette und der Seitenkette entstehen, die auf Protokollebene schwer zu lösen sind.

Dies kann vorkommen, weil die Seitenketten keine gemeinsame Blockhistorie haben, was bedeutet, dass die meisten Vorschläge für Seitenketten einfach auf sogenannte "SPV-Proofs" (den Mechanismus) angewiesen sind, um Münzen von einem zum anderen zu bewegen Englisch: eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUri… : EN: HTML die einfach überprüfen, ob das ausgegebene Geld in der längsten Kette existiert und ob es eine bestimmte Anzahl von Blöcken darüber gibt (ohne zu überprüfen, ob seine Historie bis zum Entstehungsblock gültig ist SPV-Beweise stellen einen wesentlich niedrigeren Verifikationsstandard dar, als das Bitcoin-Netzwerk intern durchsetzen kann: Ein Angreifer von 51% in einem Side-Chain-Schema wäre nicht nur in der Lage, Transaktionen doppelt auszugeben, sondern auch stehlen Sie von der "Bank" von Bitcoins, die den Altcoin unterstützen, und lassen Sie den Altcoin auf einer Teilreserve laufen (ein potenzielles Desaster entsteht).

Eine mögliche Lösung für das erhöhte Risiko eines 51% -Angriffs ist die Verwendung von Merge- Bergbau, um sicherzustellen, dass alle Seitenketten gleichzeitig abgebaut werden schlau durch die gleiche Menge an Hash-Macht. Da im Merge-Mining alle Ketten den gleichen Hash-Algorithmus verwenden, versuchen Sie, einen Arbeitsbeweis für beide Blöcke zusammen zu generieren. Sie verwenden die Hashing-Power nur einmal, haben aber die Chance, für beide Ketten einen erfolgreichen Arbeitsbeweis zu generieren. Auf den ersten Blick scheint dies den offensichtlichen Nachteil der Seitenketten zu beheben. Leider ist es nicht ganz so einfach. Merge-Mining erfordert, dass der Benutzer einen vollständigen Knoten jeder Währung ausführt, die zusammengeführt wird, was ausreichend teuer ist, um den Anreiz, Mining-Pools zu verwenden, um diese festen Kosten unter vielen Bergleuten aufzuteilen, dramatisch zu erhöhen. Dies schafft einen starken Anreiz zur Zentralisierung und ist generell sehr schlecht. Für den Fall, dass eine Seitenkette zu 51% angegriffen wird, bleibt das Risiko, Bitcoins im Zweiwege-Peg-Schema zu stehlen.

Zusammenfassend haben diese Einschränkungen und Risiken viele der Kernentwickler skeptisch gegenüber Seitenketten-Vorschlägen gemacht, obwohl die Arbeit an ihnen zur Lösung dieser Probleme weitergeht.

Baumketten:

Baumketten sind ein Schema, das den Seitenketten ähnlich ist, aber versucht, einige der praktischen Mängel der letzteren zu beheben. Das Schema, wie es von Peter Todd, einem Bitcoin-Core-Entwickler, beschrieben wird, ist etwa so:

Stellen Sie sich vor, dass wir statt einer Blockkette einen Baum aus Ketten haben. Die primäre Bitcoin-Blockkette, die wir kennen und lieben, bleibt intakt, aber statt tatsächlich Transaktionen zu speichern, speichert jeder Block nur zwei Hashes. Dies sind die Hashwerte von zwei neuen Blockketten, die wir "links" und "rechts" bezeichnen würden - die Ketten werden als "Kinder" der Haupt-Bitcoin-Blockkette betrachtet. Sie würden Hashes speichern, die ihren eigenen Kindern entsprechen, und so weiter, bis zu einer willkürlichen Tiefe, bei der wir die "Blätter" erreichen - Blockketten, in denen die Blöcke tatsächliche Transaktionen speichern.

Transaktionen werden zufällig zu der untersten Ebene von Ketten hinzugefügt, basierend auf Transaktions-IDs. Bergleute würden willkürlich aus diesen unteren Ketten wählen und an ihnen arbeiten, ein paar Bergleute pro Blatt.An diesen unteren Ketten würden die Belohnungen und die Schwierigkeit exponentiell reduziert werden, was es den Bergleuten erlauben würde, Transaktionen relativ schnell zu überprüfen (auf diesen Zweigketten), wobei sie häufig kleine Belohnungen erhalten. Dies würde die Vergütungsrate für die Bergarbeiter so sehr glätten, dass es fast keinen Anreiz mehr zum Pool geben würde.

Weil diese Ketten einen Baum bilden und jede Kette sehr klein ist, können wir aufregende Dinge tun, indem wir jede Kette und ihr Elternteil miteinander vermischen lassen. Das bedeutet, dass ein Minenarbeiter speichern kann, indem er die Blockkette speichert, die er abbaut, und seinen Elternteil und seinen Großeltern usw., ohne mehr als einen winzigen Bruchteil des Baumes zu speichern (nur den Pfad von der Wurzel zu ihrem aktiven Blatt) , fusioniere immer noch den ganzen Weg zurück zur Wurzel und habe die Chance, Blöcke zu minen und auf jedem Level Belohnungen zu erhalten. Das stellt sicher, dass das Netzwerk so sicher wie immer bleibt: Jeder Abbau an jedem Blatt des Baums trägt zur Stabilität des Stammes bei. Obwohl die Transaktionen in den entferntesten Blättern nicht besonders sicher sind, sobald sie bestätigt wurden (aufgrund der reduzierten Schwierigkeit), da Blöcke weiter oben im Baum abgebaut werden, werden sie schneller sicher, da sich die Informationen schließlich in die Wurzel des Baum und wird so sicher wie jede normale Bitcoin-Transaktion.

Dieses Schema lässt die Integrität der Blockkette intakt und bietet eine Reihe von Vorteilen. Erstens ist es für jeden Bergmann nicht mehr nötig, die gesamte Blockkette zu speichern: Sie müssen lediglich den Pfad zu dem Blatt speichern, an dem sie gerade arbeiten, so dass der gesamte Baum sicher über viele Bergleute verteilt werden kann. Zweitens bedeutet dies, dass Bitcoin-Wallets auch nicht den gesamten Baum speichern müssen, um vollkommen sicher zu sein: Sie können einfach die Pfade durch den Baum speichern, die der Aktivität ihrer Brieftasche entsprechen: genug Informationen, um zu beweisen, dass ihr Geld real ist ( Beweise, die mit einer Transaktion als eine Art Unterschrift der Authentizität übertragen werden können). Das bedeutet, dass leichte mobile Geldbörsen immer noch existieren können, aber mit weit mehr Sicherheit, als es mit SPV-Proofs möglich wäre. Indem die Tiefe des Baumes sich mit der Nutzung ändert, kann das Bitcoin-Netzwerk unbegrenzt und beliebig skaliert werden: Es wird nie eine Zeit geben, in der die Anzahl der Transaktionen zu groß ist, als dass ein einzelner Bergmann sie verarbeiten könnte Unter mehr Blättern aufgeteilt.

Dieser Vorschlag ist in gewisser Hinsicht weniger flexibel als Seitenketten, da er es den Gabeln der Blockkette nicht erlaubt, grundlegend andere Dinge zu tun als das Original: Es wäre den einzelnen Blättern nicht möglich, ZeroCoin- Stil-Anonymität zum Beispiel, obwohl die Transaktionsverifizierung viel schneller durchgeführt werden könnte, ohne die Sicherheit des Netzwerks als Ganzes zu beeinträchtigen.

Peter Todds Lösung besteht darin, Bitcoin vollständig zu öffnen, indem die Notwendigkeit für Miners zur Überprüfung von Transaktionen beseitigt wird: Bergleute überprüfen einfach, dass der Transaktion eine Gebühr beigefügt ist, und ignorieren den Inhalt. Kunden würden die Überprüfungen selbst vornehmen, indem sie die Baumpfade verwenden, um die relevanten Beweise für die Bitcoins zu speichern, die sie besitzen, und diese Beweise ausstrahlen, wenn sie eine Transaktion durchführen.

Somit wäre es möglich, den Bitcoin-Blockbaum als Plattform für einen Altcoin zu nutzen: Sie würden Ihre Gebühren in Bitcoin bezahlen, aber die Transaktionen selbst könnten alles sein: Sie könnten ZeroCoin oder Smart-Asset-Transaktionen auf dem Bitcoin machen blockieren Sie die Kette und profitieren Sie von ihrer Sicherheit. Diejenigen, die Bitcoin verwenden, würden einfach jede andere Altcoin-Aktivität als missgebildete Transaktionen ignorieren und umgekehrt. Die Metapher hier ist ein Tonbandgerät, das in einem Raum sitzt und mehreren Unterhaltungen in mehreren Sprachen zuhört. Der Kassettenrekorder ist dumm: Er nimmt einfach ein Geplapper vieler Stimmen auf. Irgendjemand könnte dann später auf das Band hören und herausfinden, was gerade auf Englisch gesagt wurde. Ein anderer könnte dann auf das gleiche Tonband hören und herausfinden, was gerade auf Mandarin gesagt wurde: Ein Tonband kommt beiden zugute, ohne dass man wirklich etwas darüber verstehen muss, was gesagt wird.

Treecoins sind eine relativ neue Idee und wurden von der Entwicklergemeinschaft noch nicht vollständig überprüft: Es gibt Bedenken, wie mit "verwaisten Blöcken" umgegangen werden soll, was in den untersten Zweigen üblicher wäre. Wenn Ihre Transaktion in einem verwaisten Blatt in einem Waisenhaus endet, was können Sie dann tun? Wie stellen Sie sicher, dass Ihre Transaktion zu einem neuen Block führt? Es muss auch viel getan werden, um sicherzustellen, dass diese neue Struktur keine perversen Anreize oder unvorhergesehene Probleme mit sich bringt. Schließlich sollte die Zunahme der Komplexität gegenüber dem traditionellen Bitcoin-System (das eine gewisse elegante Einfachheit aufweist) ausreichen, um jedem umsichtigen Entwickler eine kurze Pause zu geben. Der Wechsel zu den Baumketten wäre für Bitcoin eine enorme Veränderung und ein Vorschlag, der ernsthaft durchgearbeitet werden muss, bevor er für rentabel erklärt wird.

Das heißt, viele der Eigenschaften einer Baumkette Bitcoin sind aufregend, und es scheint wahrscheinlich, dass die Zukunft von Bitcoin ganz anders aussehen wird als die aktuelle Architektur. Um politisch für einen Moment politisch zu werden, erinnert uns diese Art von technischer Debatte daran, dass der Versuch, eine breite Regulierung für Bitcoin vorzeitig zu erzwingen, so dumm ist: Niemand, nicht einmal die Leute, die das Protokoll aufbauen, wissen, wie Bitcoin in ein paar Jahren aussehen wird. Zeit, und selbst wenn man die großzügige Vorstellung einer vorsichtigen und gut gemeinten Regulierungsbehörde akzeptiert, wäre es sehr einfach, schwerfällige Gesetze zu verabschieden, die angesichts der Veränderungen, die Bitcoin durchlaufen hat, keinen Sinn ergeben.

Weitere Informationen:

Weitere Informationen zu Seitenketten finden Sie hier.

Um Peter Todds vorläufige technische Diskussion über Baumketten zu lesen, sehen Sie sich seine E-Mail zum Thema auf der Bitcoin-Entwicklungs-Mailingliste an. Alternativ können Sie Todd und einige andere Bitcoin-Koryphäen über den Let's Talk Bitcoin Podcast über Seiten- und Baumketten sprechen.

Technische Leser und Bitcoin-Entwickler: Dies wurde nach bestem Wissen über diese Vorschläge geschrieben. Wenn ich irgendwelche technischen Fehler gemacht zu haben glaube, lass es mich in den Kommentaren wissen, und ich werde mein Bestes tun, um sie so schnell wie möglich zu korrigieren.

Update: Einige Formulierungen wurden auf Peter Todds Vorschlag geändert, um die Art eines 51% igen Angriffs auf eine Seitenkette genauer widerzuspiegeln.

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