Слабые звенья блокчейна: масштабируемость биткоина

Биткоин был представлен миру в 2008 году. За 10 лет технологии в целом и цифровой мир в частности сильно изменились, а вот принцип работы “системы электронной пиринговой наличности” остался прежними. Все бы ничего, но благодаря криптовалютному буму последних лет, число пользователей биткоина выросло в сотни тысяч раз, что сказалось на работе системы.

Корень проблем – размер блока

Когда люди начали активно переводить друг другу биткоины, оказалось, что революционный блокчейн не может поддерживать адекватную скорость переводов и выставляет слишком большие комиссии из-за ограниченного размера системной единицы – блока.

Объём биткоин-блока, куда записываются данные о переводах, составляет 1 МБ. В это пространство помещается около 3 тыс. транзакций. Майнеры “добывают” новый блок раз в 10 минут. При этом в блок сначала попадают переводы, к которым пользователи приложили щедрые чаевые. А так как большинство людей устанавливает мизерные комиссии, то основная масса транзакций может застревать в мемпуле. Поэтому в моменты пиковых нагрузок сделки проходят по несколько часов или дней. Для системы, которая собирается стать заменой банкам, показатель так себе.

 

Кроме временных затрат, ограничение блока сказывается на размерах комиссии. Налог биткоин-системы не зависит от количества переводимой валюты. Пользователь самостоятельно устанавливает размер платы за место, которое занимает его транзакция. Когда в мемпуле скапливается очередь из переводов, майнеры сначала пропускают транзакции с наибольшей комиссией. Соответственно среднее значение сборов растёт. Несмотря на то что блокчейн может саморегулироваться, в декабре 2017 года комиссии за перевод достигали $40 и более. Это сказалось не только на рядовых пользователях, но и на платёжных сервисах, таких как Bitpay.

Надо понимать, что ригидность биткоина не является просчётом или ошибкой. Размер блока в 1 МБ выбран для защиты блокчейна от DDoS-атак. В целом система чуть ли не гениально спроектирована и исполнена. Но главное, биткоин можно улучшить.

Пути решения: хардфорки и SegWit

Специалисты подсчитали, что если просто раздуть объём блока до необходимых значений, то блокчейн может занять слишком много места. Это рабочий вариант, но из-за такого решения сам принцип децентрализации со временем может оказаться под угрозой. Ведь только крупные компании смогут хранить у себя петабайты системных данных.

На идее более вместительного блока основано большинство хардфорков биткоина: Bitcoin XT, Bitcoin Classic, Bitcoin Unlimited, Lightning Bitcoin и наиболее успешный Bitcoin Cash. Хардфорки используют новые правила работы, которые не подходят к изначальной системе, поэтому в блокчейне образуется развилка. Две системы начинают существовать раздельно, а мы наблюдаем появление новой криптовалюты.

Проблема хардфорков в том, что ни один из них пока на практике не испытывал нагрузки, через которые прошёл биткоин. Новые криптовалюты показывают хорошие результаты при нормальных условиях, в которых и оригинал работает неплохо. Но что будет, если люди начнут массово использовать Bitcoin Cash, неизвестно. В теории, он будет справляться лучше прародителя. Но только в теории.

Поэтому часть разработчиков сосредоточилась на улучшении самого биткоина, а не создании его копий. В 2015 году Питер Вюлль предложил перспективное решение – протокол Segregated Witness или SegWit. Программа уменьшала вес транзакций за счёт того, что их подписи сохранялись в отдельной структуре вне блока. Это позволяло вмещать в блок больше данных, снижало комиссии и уменьшало время ожидания переводов. При этом SegWit являлся софтфорком и работал именно с биткоином. Несмотря на долгие обсуждения, протокол был активирован 24 августа 2017 года на блоке 481,824.

Распространение SegWit идёт медленно, но внедрение протокола уже помогло ведущим криптобиржам снизить комиссии за вывод биткоинов:

Протокол имеет свои недостатки, например, некоторые разработчики считают его лишь временным решением. Но главное – SegWit доказал, что биткоин можно развивать без хардфорков, и упростил внедрение надстроек блокчейна. Таких, как Lightning Network.

Lightning Network – убийца альткоинов

Протокол Lightning Network (LN) создаёт “вокруг” блокчейна отдельную сеть из узлов и платёжных каналов. Каналы открываются между узлами и резервируют в блокчейне нужное количество биткоинов. Пользователи могут использовать открытый канал сколько угодно, тем самым разгружая основную систему. При этом алгоритм самостоятельно ищет наиболее дешёвый маршрут для перевода, а если его нет –  открывает новый платёжный канал. Кроме высокой скорости транзакций и низких комиссий, LN обещает улучшенную безопасность, полную анонимность и удобные микроплатежи (менее 1 сатоши). И всё это без увеличения размера блока!

Альфа версия Lightning Network вышла в январе 2017-го, а в конце года платёжный сервис Bitrefill объявил о первой успешной транзакции в биткоин-сети.

Если создателям и сторонникам LN удастся распространить технологию, она может стать серьёзной угрозой для альткоинов. Большинство монет старается сыграть на проблемных местах биткоина, предлагая быстрые переводы и низкие налоги. Но, когда первая криптовалюта получит полноценное решение для своих недостатков, многие из альтернативных цифровых денег окажутся попросту не нужны.

 

Author: https://jourtify.com/slabye-zvenja-blokchejna-masshtabiruemost-bitkoina/