Der Kern der Bitcoin-Skalierungsdebatte war die Blockgrößenbegrenzung. Wohl oder übel haben sich die meisten Diskussionen über Skalierung in der Bitcoin-Gemeinschaft auf diese eine Variable konzentriert.
Als grobe Vereinfachung der aktuellen Debatte: Einige möchten eine Erhöhung der Blockgröße, die mehr On-Chain-Transaktionen pro Sekunde ermöglichen würde; andere möchten, dass die Blockgröße niedrig bleibt, um die Kosten für den Betrieb eines vollen Knotens zu begrenzen, während einige Arten von Zahlungen oberhalb des Basis-Bitcoin-Protokolls auf sekundäre Schichten wie das Lightning Network und Sidechains verlagert werden.
Anfang 2016 wurde ein Forschungspapier veröffentlicht, in dem die Beziehung zwischen erhöhter On-Chain-Kapazität und erhöhten Kosten für den Betrieb eines vollen Knotens untersucht wurde. Das Papier mit dem Titel Über die Skalierung dezentraler Blockchains, erklärt, dass Blöcke nicht größer als 4 Megabyte sein dürfen, wenn verhindert werden soll, dass mehr als 10 Prozent der vollen Knoten im Netzwerk von den Anforderungen des Netzwerks überfordert werden. Diese 4-Megabyte-Metrik wird oft in Diskussionen über die richtige Blockgröße für Bitcoin genannt.
Laut Christian Decker, einem Infrastrukturtechniker bei Blockstream und einem der Co-Autoren des Papiers, hat sich die Kommunikation im Bitcoin-Netzwerk in den letzten Monaten verbessert, was sich laut dem Papier auf die Kompromisse ausgewirkt hat.
Bitcoin Magazin hat sich an Decker gewandt, um mehr Informationen darüber zu erhalten, was das Bitcoin-Netzwerk heute in Bezug auf die Blockgrößen bewältigen kann.
Klärung von Missverständnissen rund um die Studie
Decker wollte zunächst ein häufiges Missverständnis der in dem Papier vorgestellten Forschung zur Skalierung dezentraler Blockchains aufklären:
„Unsere Ergebnisse sind nicht binär, d.h. sie zeigen keinen Schwellenwert, bis zu dem nichts passiert, und einen Schwellenwert, ab dem schlechte Dinge passieren“, erklärte Decker. „Wir zeigen, dass es einen Kompromiss zwischen der Blockgröße und den Garantien gibt, die uns die Bestätigungen geben.“
Laut einem weiteren von Decker mitverfassten Papier mit dem TitelInformationsausbreitung im Bitcoin-Netzwerk, eine zunehmende Blockgröße wird auch die Fork-Rate der Blockchain erhöhen, was bedeutet, dass Bestätigungen in der aktuellen Version der Blockchain für die Nutzer weniger zuverlässig werden.
„Was wir berechnen können, sind Obergrenzen für die Blockgröße, nach denen das System definitiv instabil wird, z. B.g., niemals zu einem einzigen Ledger-Zustand konvergieren“, so Decker weiter. „Der Kompromiss zwischen Blockgröße, Bestätigungsgarantien und Zentralisierungsdruck ist jedoch kontinuierlich: Selbst kleine Änderungen haben einen Effekt. Wir zeigen, dass es diesen Kompromiss gibt und dass er berücksichtigt werden muss, aber die Entscheidung darüber, was der Sweet Spot in diesem Kompromiss ist, ist eine politische Frage und weniger eine technische. Wenn die Netzwerkteilnehmer ein weniger dezentralisiertes Netzwerk als Gegenleistung für eine inkrementelle Erhöhung der Transaktionsrate in Kauf nehmen, ist das eine gute Sache's ihre Entscheidung.“
Decker ist überzeugt, dass eine moderate Erhöhung der Blockgröße möglich ist, ohne zu viele negative Auswirkungen zu haben.
„Es gibt natürliche Grenzen für die Größe, die das Netzwerk unterstützen kann, nämlich unsere Worst-Case-Schwellenwerte, über die wir nicht hinausgehen können“, erklärte Decker. „Eine Erhöhung heute könnte darauf hindeuten, dass wir im Falle von Blockraumkonflikten immer einfach die Blockgröße erhöhen können, was definitiv nicht stimmt.“
Verbesserungen am Bitcoin-Netzwerk
Laut Decker ist die fundamentale Analyse, die von Über die Skalierung dezentraler Blockchains ist nach wie vor relevant, aber in den letzten Monaten wurden schrittweise Verbesserungen erzielt, die sich spürbar auf die in dem Papier beschriebenen Kompromisse ausgewirkt haben. Decker wies auf die Arbeit des Bitcoin Core-Mitarbeiters Matt Corallo am FIBRE-Relay-Netzwerk und Compact Block Relay als spezifische Beiträge zur Verbesserung der Netzwerkkommunikation hin.
Decker betreibt auch BitcoinStats.com, die die Effizienz der Informationsverbreitung im Bitcoin-Netzwerk verfolgt. Er hat die Seite kürzlich mit neuen Daten aktualisiert, die seiner Meinung nach zeigen, dass die Ausbreitung von Blöcken im Netzwerk viel schneller ist als vor der Implementierung von Corallos Verbesserungen.
Laut Decker zeigt ein Vergleich der Blocklaufzeiten zwischen heute und vor einem Jahr, dass ein 3-Megabyte-Block heute die gleiche Laufzeit hat wie ein 1-Megabyte-Block von vor einem Jahr. Es brauchte einen 1 Megabyte großen Block 6.Vor einem Jahr dauerte es 5 Sekunden, um die Hälfte des Netzwerks zu erreichen, während es heute etwa 2 Sekunden sind. Decker fügte jedoch hinzu, dass die Vergrößerung der Blöcke die Ausbreitungszeit der Longtails erhöht hat, was bedeutet, dass es nun länger dauert, bis ein Block jeden einzelnen Knoten des Netzwerks erreicht.
„Sowohl [FIBRE] als auch [Compact Block Relay] verwenden die Vorwärtsfehlerkorrektur, um die Menge der um die Welt zu transportierenden Daten zu reduzieren und Blöcke aus mehreren Quellen zu rekombinieren, anstatt sich auf eine einzige Quelle zu verlassen“, erklärt Decker. „Dies schafft geographisch verteilte Seeds, von denen aus die Blöcke dann an die verbleibenden Peers weitergeleitet werden.“
In der Vergangenheit haben Corallo und BTC.com’s Kevin Pan haben gesagt Bitcoin Magazin dass FIBRE und Compact Block Relay auch zu einem Rückgang der Anzahl der leeren Blöcke im Netzwerk geführt haben.
Was kann Bitcoin heute bewältigen??
Zum jetzigen Zeitpunkt liegen keine weiteren Analysen darüber vor, wie sich die implementierten Netzwerkverbesserungen auf die Fähigkeit von Bitcoin auswirken, Blöcke von mehr als 4 Megabyte zu verarbeiten. „Ich beobachte laufend die Ausbreitung im Netz und muss sie zusammenfassen und unsere Analyse neu bewerten“, so Decker.
„Was sicher ist, hängt stark von den Anforderungen des Nutzers ab, der Kompromiss ist immer noch gültig, er hat sich nur aufgrund der erhöhten Effizienz leicht verschoben“, fügte Decker hinzu.
Laut Decker ist die Extrapolation einer neuen Durchsatzgrenze auf der Grundlage der Verbesserungen bei der Effizienz des weltweiten Datentransports möglicherweise zu einfach. Mit anderen Worten, eine dreifache Verbesserung der Netzwerkkommunikation bedeutet nicht notwendigerweise, dass die Zahl von 4 Megabyte im Originalpapier 12 Megabyte wäre, wenn es heute geschrieben würde.
„Diese einmaligen Effizienzsteigerungen haben sicherlich die Durchsatzgrenze, bei der definitiv schlimme Dinge passieren, nach oben verschoben, aber ob es nun bei 12 Megabyte ist, ich'Ich bin mir nicht sicher“, erklärt Decker. „Wie ich bereits erwähnt habe, ist es'Es handelt sich nicht um einen binären Schwellenwert, sondern nur um eine Obergrenze, und wenn man eine Zahl angibt, bedeutet das nicht, dass niedrigere Werte sicher sind.“
Abschließend fügte Decker hinzu, dass es einige Arten von Transaktionen gibt, die aufgrund der damit verbundenen Kosten niemals als On-Chain-Transaktionen Sinn machen werden. „Es wird immer Anwendungsfälle geben, die nicht für On-Chain-Zahlungen geeignet sind.“, erklärte er. „Es gibt auch einen Zuwachs an Privatsphäre bei der Verwendung von Off-Chain-Transfers, da sie keine permanente Spur mehr in der Blockchain hinterlassen.“
Nach Deckers Ansicht sind Off-Chain-Protokolle, wie das Lightning Network oder Duplex Micropayment Channels, für die langfristige Skalierbarkeit wünschenswert, da sie sich viel schneller entwickeln und nicht auf den Konsens des gesamten Ökosystems angewiesen sind, um.
„Ich denke, dass Segregated Witness sowohl eine Lösung ist, die diese Protokolle auf höherer Ebene ermöglicht, als auch eine sichere Erhöhung der Blockgröße, die nicht den gefährlichen Präzedenzfall schafft, die Blockgröße einfach zu erhöhen, wenn es eine Blockgrößenkonkurrenz gibt“, so Decker.