Джулиан Хосп - О криптовалюте просто. Биткоин, эфириум, блокчейн, децентрализация, майнинг, ICO & Co

Как вы, возможно, уже догадались, майнинг по алгоритму «Доказательство выполнения работы» является одним из самых затратных процессов с точки зрения энергии. На создание консенсуса расходуются миллионы долларов электроэнергии. И определенно это не экологичная система. Было много попыток заставить майнеров собирать пазлы, которые действительно могут быть использованы в реальной жизни. Например, рассчитывать рекомбинации ДНК, искать простые числа и многое другое. Хотя некоторые оказались перспективными какое-то время, тот факт, что такие пазлы должны иметь последовательную сложность, а следующие пазлы должны быть такими же случайными, как предшествующие пазлы, делает поиск реальных приложений майнинга пока еще не слишком плодотворным. Есть надежды на то, что вскоре в процессе майнинга могут быть решены реальные проблемы реального мира. Тот факт, что у нашей планеты столько проблем из-за доказательства выполнения работы, также является частью причины, по которой многие блокчейны тяготеют к доказательству доли владения.

Концепция того, что каждый в сети хранит всю эту информацию для перекрестной проверки правильности новой транзакции, вызвала соответствующий вопрос: как можно хранить все эти данные? Разве это не огромный объем информации? На это есть решение: SPV (Simple Payment Verification, простая проверка платежей).

Как уже было сказано, вам НЕ нужно знать все составляющие блокчейна (все кусочки пазла), чтобы проверить транзакцию. По сути, вы много можете пропустить, пока не оставите достаточно кусочков, чтобы оставшиеся пространства были «приняты». На практике это работает только при проверке некоторых частей результирующего хеша блока (корень дерева Меркла), а не каждой записи, поскольку их проверки становятся логическим следствием. Чтобы представить это визуально, вообразите пазл, где отсутствуют фрагменты. До тех пор, пока осталось много других кусочков, вы можете довольно уверенно предсказать, может ли новый кусочек, который я вам показываю, соответствовать или нет. Вы не знаете точную информацию, но можете исключить множество возможностей. Этот факт позволяет проверить, действительно ли у кого-то есть деньги, которые он пытается отправить вам, или нет.

Затем размер данных может быть уменьшен до 1/1000 от его первоначального размера. Это означает, что нужно «всего» несколько сотен мегабайт вместо гигабайт, что намного рациональнее. Так работает простая проверка платежей. SPV работает только в том случае, если другие люди хранят полный блокчейн на серверах для полной проверки, однако это позволяет мобильным пользователям, или так называемым легким кошелькам, свести к минимуму обработку данных. Помимо SPV, технологии блокчейн делают ставку на хранение и обработку данных для увеличения. Гигабайты скоро могут быть такими же «большими», как мегабайты сегодня.

Еще одной важной особенностью финансовой системы помимо размера хранилища является то, сколько транзакций (Tx) может быть обработано в секунду.

Например, большинство компаний по выпуску кредитных карт совершают около 2000 транзакций в секунду. Блокчейн-технологии все еще имеют главное ограничение: так как каждый узел в сети должен вести запись всей сети, скорость сети ограничена скоростью самого медленного узла. Блокчейн ограничивает количество транзакций в секунду для того, чтобы избежать централизации вычислительной мощности большими и мощными узлами, которые могут хранить и обрабатывать большие блоки, а также чтобы не допустить взрывного роста размера блокчейна. Некоторые из самых жарких дискуссий в криптосообществе касаются предлагаемого размера блока, преимуществом которого является возможность обеспечить большое количество транзакций в секунду (Tx/с). Однако это приводит к недостаткам возможностей хранения и обработки.

Например, система Биткоин обеспечивает около 6–7 Тх/с, Эфириум – около 15 Тх/с. Поэтому в системе Биткоин майнер получает около 4200 кусочков пазла, чтобы подбирать их каждые 10 минут (7 Тх/с × 60 с × 10 мин = 4,200 Тх за блок). Такой блок в Биткоине занимает 1 Мб. Если вы хотите хранить больше данных в блоке, вам нужно уменьшить размер транзакции (меньше данных на блок) или увеличить размер блока (больше хранимых данных). Обновление протокола SegWit частично решает эту проблему в отношении размера.

В августе 2017 года в Биткоине было представлено обновление под названием Segregated Witness, или кратко SegWit (сегвит), для совершенствования масштабирования. Если снова провести аналогию с пазлом, то половина пазла – это сама информация о транзакции, а другая половина – подпись закрытого ключа. С обновлением SegWit транзакции были структурированы по-другому, и подпись была убрана и сохранена «изолированно». Вместо того чтобы иметь отдельный кусочек пазла для хранения подписи, которая нужна только для проверки, а не для информации, теперь ее можно хранить по-другому, например как отдельный цвет для самого кусочка пазла. Вот почему это называется «раздельным заверением» (segregated witness). Поскольку кусочки пазла теперь размером в половину от исходного (подпись больше не занимает места), в одном блоке размером 1 Мб можно сохранить в два раза больше транзакций (около 8400 кусочков SegWit входят в полный пазл).

Для пользователей SegWit является софт-форком (soft-fork). Это значит, что они все равно могут использовать старый формат транзакции, точно так же, как они могут использовать более старую версию WhatsApp, а пользователи с более новыми версиями приложения все еще смогут с ними общаться. Например, «старые» адреса в Биткоине начинаются с 1, а адреса SegWit начинаются с 3. Потребуется еще много месяцев, пока не будут использованы все возможности хранения и, конечно же, испробованы размеры блоков. Поэтому дебаты по масштабированию Биткоина будут продолжаться.

Никто не знает, как будет выглядеть окончательное решение по масштабированию, но уже сейчас есть многообещающие «подтверждения концепций». В более современном типе распределенной бухгалтерской книги (или распределенного реестра, DLT) под названием IOTA используется локализованный «клубок» (tangle). [11] В криптовалюте IOTA используется направленный ациклический граф (DAG) вместо блокчейна. – При-меч. ред . Другой вариант – это технология Хешграф (Hashgraph), основанная на протоколе Gossip («Сплетник»). Оба варианта устраняют необходимость полной сборки блокчейна. Группа Биткоин работает над протоколом Lightning Network, а группа Эфириум – над Raiden Network. Эти решения позволяют группировать пользователей «вне сети», когда члены этой группы доверяют друг другу и могут совершать транзакции безопасным образом, не сообщая об этом всем остальным в сети.