Сеть Lightning может сделать платежи Биткойна намного дешевле и быстрее. Три стартапа готовятся запустить один из самых амбициозных и важных криптовалютных экспериментов со времени создания самого Биткойна. Проект намеревается создать быструю, масштабируемую и криптографически защищённую платёжную сеть, надстроенную над существующей сетью Биткойна.

По сути, Lightning стремится решить большую проблему, нависшую над Биткойном в последние годы: как это ни смешно, но . Каждый полный узел пиринговой сети Биткойна должен загружать и хранить копии всех транзакций, когда-либо совершённых в сети.

Изначально такой замысел был важен для реализации задуманной Накамото полностью децентрализованной платёжной сети. Но, как сказал специалист по компьютерным наукам из Университета Пердью Педро Морено-Санчес, когда сеть становится более популярной, это создаёт большую проблему. «Мы достигли стадии, когда дальнейший рост нецелесообразен» , – сказал он.

Lightning может предложить выход из этого затруднения. Рутинные платежи выносятся за пределы блокчейна, устраняя самое существенное препятствие для дальнейшего роста Биткойна.

Фактически проект Lightning потенциально может сделать намного больше. Ожидается, что будут более быстрыми, дешёвыми и конфиденциальными, чем обычные платежи Биткойна. Сторонники рассматривают Lightning как новый, второй уровень программного комплекса Биткойна. Они надеются, что Lightning увеличит привлекательность Биткойна, точно так же как веб помог обрести популярность интернету.

Ключевые идеи Lightning выдвинули в whitepaper за 2015 г. Джозеф Пун и Таддеус Драйджа, но понадобилось три года, чтобы превратить их предложения в полноценный рабочий код. Сегодня три разных компании – стартапы из Сан-Франциско и Lightning Labs и парижский стартап ACINQ – работают над параллельной реализацией технологии Lightning. В декабре трио опубликовало версию 1.0 спецификации Lightning , и теперь компании спешат сделать их ПО готовым для использования широкой публикой.

Биткойн стал слишком успешным, а ограничение размера блока в 1 МБ заставило комиссию за транзакции стремительно расти последние несколько месяцев. Многие считают, что срочно необходимо решение для того, чтобы Bitcoin продолжал расти как платёжная система, а не просто как хранилище ценности.

В настоящее время сеть может поддерживать до семи блокчейн-транзакций в секунду (на практике — три), хотя многие транзакции происходят вне блокчейна. Для сравнения, PayPal обрабатывает около 100 транзакций в секунду, а Visa — около 4000 в секунду.

По мере того, как сеть достигает пределов пропускной способности, большая часть экосистемы соглашается с тем, что необходимо реализовать одно из многих предлагаемых решений, опасаясь, что другие платежные системы, которые решили проблемы масштабирования, в скором времени станут более привлекательными для пользователей и разработчиков.

На протяжении последних нескольких лет сообщество Биткойн разделилось по взглядам на то, как следует модернизировать Биткойн, чтобы сеть масштабировалась. За прошедший год основными претендентами на преодоление этого тупика стали СегВит Bitcoin Core и Bitcoin Unlimited.

Мы опросили наших читателей, чтобы выяснить, какое решение для масштабирования они предпочитают.

Варианты

СегВит — это масштабирующее решение, представленное участниками Bitcoin Core. Он поставляется в виде софт-форка, передового совместимого обновления, которое может работать, даже если некоторые пользователи не обновят свое программное обеспечение.

СегВит вводит новый формат транзакции и обновляет размер блока в 1 МБ до размера блока в 4 миллиона юнитов, при этом считывая сериализованные данные свидетельства как один юнит и данные ядра блока как четыре юнита. Данные не становятся меньше, но вместо этого учитываются таким образом, чтобы можно было эффективно увеличить лимита 1 МБ.

SegWit предлагает множество преимуществ, включая увеличение пропускной способности, большую безопасность для транзакций с мультиподписью, линейное масштабирование операций сигхэш, управление версиями скриптов и многое другое. Но самое главное, SegWit исправит пластичность транзакций — возможность атаки, которая позволяет сменить уникальный идентификатор транзакции Биткойна до того, как транзакция будет подтверждена в сети Биткойн. Это давало возможность злоумышленнику обмануть жертву в принятии транзакции, которая на самом деле не была действительная.

SegWit также прокладывает путь для платёжных систем второго уровня, например, . Сеть Lightning позволяет компьютерам совершать блокчейн-транзакции, которые могут быть включены в цепочку позже. Lightning-транзакции фактически мгновенны и могут быть сделаны в количестве от тысяч до миллионов в секунду с комиссией в размере доли цента.

Для текущего развёртывания SegWit требуется одобрение 95% майнеров, чтобы обновление было активировано. Голосование проводится майнерами, которые включают определённые данные в блоки, которые они майнят, тем самым сообщая свое решение относительно предложения.

В то же время, другое предложение — начало набирать обороты. Согласно этому предложению, которое по-прежнему вызывает споры, пользователи будут активировать СегВит самостоятельно, пытаясь стимулировать майнеров делать то же самое.

Bitcoin Unlimited использует совершенно другой подход к решению проблемы размера блока. Вместо жесткого лимита на размер блока, Bitcoin Unlimited даёт полную свободу и гибкость, а также позволяет майнерам и пользователям прийти к консенсусу относительно ограничения размера блока на лету. Конкретно это означает, что майнеры и пользователи могут сигнализировать, какой размер размера блока они предпочитают, и сходятся на согласованном значении.

Контроль майнеров над размером блока в этой системе не является неограниченным, так как пользователи также могут отказаться от увеличения размера блока. Тем не менее, настройки по умолчанию в Bitcoin Unlimited дают майнерам контроль над лимитом, поскольку большинство хэшрейта сети переопределит предпочтение пользователя после четырех блоков.

Однако, оппоненты утверждают, что такая гибкость может привести к тому, что майнеры будут выбирать всё большие и большие блоки, что затрудняет их добычу для майнеров с ограниченными ресурсами и тем самым концентрирует добычу в руках нескольких майнеров.

В начале прошлого месяца было обнародовано новое предложение, которое получило значительную поддержку от некоторых крупнейших в мире Биткойн-компаний и майнеров. 23 мая на конференции « » руководители Биткойн-стартапов и майнеры провели встречу, на которой было более чем 50 компаний, включая Digital Currency Group, Bitcoin.com, Blockchain, Coinbase, ShapeShift, а также крупных игроков в майнинге, таких как Bitmain и BitFury. Предложение включает в себя снижение барьера для активации SegWit до 80% майнинговых мощностей сети. Технической информации по этому предложению всё ещё мало, однако решение будет основываться на новом программном обеспечении, которое в настоящее время не разработано и может быть несовместимо с существующим программным обеспечением. Несмотря на поддержку некоторых крупнейших компаний, многие критикуют сложность решения и полагают, что оно используется как попытка заблокировать активацию софт-форка пользователями.

Результаты

CoinJournal провел опрос, на котором было опрошено более 1100 читателей *, какому из предложений они отдают предпочтение. Результаты показывают, что СегВит является явным победителем, и 71% респондентов выбрали этот вариант в качестве своего предпочтительного решения. Примерно 18% ответили Bitcoin Unlimited, а около 11% сказали, что предпочитают другое решение. Респондентам также была предоставлена ​​возможность прокомментировать, и многие из них выразили поддержку активации софт-форка пользователями ().

*Пользователи были выбраны случайным образом и разрешена только одна запись на IP-адрес / устройство.

Кстати, заметим, что 74% респондентов заявили, что будут скучать по дебатами о масштабировании.

К завершению этого исследования, на конференции «Консенсус 2017» было достигнуто соглашение между различными Биткойн-компаниями и майнерами, и концепция активации пользователями софт-форка для СегВит (посредством BIP-148) приобрела некоторых сторонников. Тем не менее, поддержку обоих этих предложений среди пользователей Биткойна по-прежнему трудно измерить. На данный момент, похоже, это два основных предложения.

Что думает сообщество

Мы опросили нескольких видных представителей отрасли, каков их предпочтительный метод масштабирования и почему.

Самсон Моу (Samson Mow), руководитель отдела технологических исследований компании Blockstream:

«Дебаты по масштабированию Биткойна на самом деле не являются дебатами. Это скоординированные усилия по влиянию и контролю над разработкой протокола. Биткойн — первый и самый успешный протокол денег, поэтому соблазн контролировать его и вознаграждение для различных сторон огромны — особенно для бизнесов, которые ищут краткосрочные результаты, обеспечивающие выход или обеспечение ликвидности. Эти краткосрочные цели не согласуются с разработчиками Bitcoin, которые старательно работают над созданием цифрового золота, что требует стабильности, поддержания обратной совместимости и реального масштабирования посредством разработки. Это привело к образованию группы людей, полностью сосредоточенной на одной переменной – размере блока, к нападкам на разработчиков через россказни, сосредоточенные вокруг «масштабирования», что смешно. Просто потому, что злой интернет-моббер кричит о том, что размер блока должен увеличиться с 1 до 2 МБ, не означает, что прогресс в масштабировании застопорился.

Говорят, что все, что делает компания — это маркетинг — начиная от найма работников и заканчивая обслуживанием клиентов, и др. Этот же принцип применим и для масштабирования. Все, что разработчики биткойна делали последние 7 лет — это масштабирование Биткойна. Любой, кто близко работал с Биткойном на любом уровне, знает, что были огромные улучшения масштабирования: кэширование подписи, ультрапрун, проверка параллельного скрипта, первая синхронизация заголовков, обрезка файлов блоков, libsecp256k1, ограничение пула памяти, и этот список можно продолжить. К сожалению, большинство людей не заботятся о том, чтобы внимательно следить за развитием или читать общедоступные журналы чата, обсуждения по электронной почте и протоколы совещаний. Эта проблема ещё более усугубляется, когда «капитаны индустрии» делают вводящие в заблуждение и безответственные заявления о развитии. Самый нелепый пример такого заявления сделал генеральный директор небольшого стартапа Интернет-дискаунтера, в котором говорится, что 400 или около того разных географически распределенных добровольцев из Bitcoin Core являются «монополией».

СегВит — это решение для тех, кто требует большей пропускной способности; Ничто другое даже не приближается к жизнеспособности».

Йосия Эрнандес (Josiah Hernandez), руководитель отдела стратегии компании Coinsource

«СегВит — изящное решение сложной проблемы. Это кульминация многолетних исследований, испытаний и разработок, которое уже в значительной степени достигло консенсуса между бизнесом и Биткойн-узлами. Предоставляя основу для решений масштабирования уровня 2, таких как Lightning Network, он также предлагает способ, который поможет немедленно решить проблемы растущего давления комиссий и увеличения время подтверждения транзакций с помощью эффективного увеличения размера блока до 2 МБ. Как и прежде, это идеальное предложение на рынке.

В то время как BU имеет незначительную поддержку майнеров, у него часто возникают проблемы со стабильностью и качеством кода, которые не позволяют серьезным игрокам массово использовать его в производстве. Было зарегистрировано несколько инцидентов, в результате которых слетело более 50% всех активных узлов BU, что могло привести к проблемам надежности сети, финансовому снижению и потенциальной потере сетевого эффект из-за снижения доверия к биткойну, если он будет использоваться в большом масштабе. Масштабирование уровня 1 с помощью увеличения максимального размера блока в значительной степени рассматривается как неэффективный, грубый метод масштабирования, который скорее приведёт к снижению, чем к росту».

Эмин Гюн Сиер (Emin Gün Sirer), доцент, Cornell University

«Я считаю, что единственное серьезное предложение — это то, чего еще нет в таблице: можем ли мы разработать протокол таким образом, чтобы исключить узкое место в распространении блоков? Bitcoin-NG показал, что это возможно, и ByzCoin провел дополнительные исследования. В долгосрочной перспективе в моём понимании нет сомнений, что продвинутые монеты будут использовать методы, подобные Bitcoin-NG.
Когда дело доходит до масштабирования в краткосрочной перспективе, у нас есть СегВит как одна крайность, и, ввиду того, что про-СегВит команда вообще не сдвинулась с места, большое количество предложений, которые все очень близки к СегВит. В интеллектуальном плане патч СегВит запутан; мало способствует масштабированию; процесс, который привёл к этому, не является здоровым, и невозможно оправдать выдачу субсидий в централизованном порядке, чтобы стимулировать его принятие. Но опять же, финансовое программное обеспечение всегда было беспорядочным, и, возможно, неизбежно, что Биткойн также потеряет свою элегантность формы. Я считаю, что реальные долгосрочные решения включают в себя лучшие технологии, такие как Bitcoin-NG, и я согласен с любым решением в краткосрочной перспективе».

Питер Ризун (Dr. Peter Rizun), главный научный сотрудник

«Многие люди сбиты с толку: большие блоки и СегВит не являются взаимоисключающими. Увеличение базового лимита размера блока является наиболее актуальным, поскольку оно будет иметь непосредственный эффект уменьшения сборов и повышения надёжности подтверждения. Если есть реальный спрос на СегВит, мы можем применять его тоже; здесь нет взаимоисключения: или один – или другой».

Саймон Юй ( Simon Yu), генеральный директор CakeCodes

«Оба варианта имеют свои плюсы и минусы, но в настоящее время я предпочитаю СегВит, поскольку он предоставляет временное решение проблемы, не разрушая первоначальную ценность Биткойна. Если размер блока неограничен, он перечёркивает цель, лежащую в основе ценности Биткойна, который был разработан с ограниченным предложением как способ борьбы с девальвацией валют. СегВит не будет постоянным решением от увеличения транзакционных сборов, но я думаю, что это временное решение позволит разработчикам по всему миру получить лучшее долгосрочное решение, которое будет лучше, чем BTU и СегВит».

Сергей Пономарёв , генеральный директор SONM

«Я стою за СегВит. Bitcoin Unlimited и другие решения, предлагающие увеличение размера блока, приведут к дальнейшей централизации уже централизованного майнинга биткойнов. Кроме того, я считаю, что СегВит — более гибкий способ решения проблемы масштабирования Биткойна, поскольку он использует софт-форк, а не хард-форк».

Масштабируемость биткоина была и есть, наверное, самой большой и сложно решаемой проблемой первой криптовалюты. Обусловлено это постоянным ростом количества транзакций в сети и невозможностью быстро проверять их и добавлять в блоки. Сейчас мы попробуем разобраться в том, почему же это так важно и каковы перспективы решения данной проблемы.

Проблема размера блока

Начнем с небольшого введения в основы криптовалют. Всем известно, что любая транзакция после проверки майнерами добавляется в блок, который затем сохраняется в блокчейне, распределенной базе данных. При этом эта база данных имеет открытый доступ для каждого пользователя и является неизменяемой. Как и любой набор данных, транзакция имеет свой размер, соответственно – размер блока формируется из размеров всех транзакций, входящих в его состав.

Вот именно здесь и начинаются проблемы. На сегодняшний день предельный размер блока составляет 1 Мб. То есть каждая ячейка блокчейна не может превышать данный показатель. Такая планка была установлена еще в 2010 году и достаточно эффективно проявляла себя, позволяя подтверждать 6-7 транзакций в секунду. Но количество пользователей и операций в сети очень быстро растет и такой пропускной способности становится недостаточно. Именно в этом и заключается проблема масштабируемости биткоина – пропускную способность сети достаточно сложно скорректировать в соответствии с нынешними требованиями.

К чему может привести плохая масштабируемость биткоина?

Итак, в повседневном режиме скорость работы сети биткоин приемлема, но в пиковые моменты, когда количество транзакций достигает своего максимума, ожидать проведение платежа можно не только часами, но и днями.

Кроме того, актуализировалась проблема комиссий, ведь именно от них зависит то, насколько быстро будет проверена операция. Майнеры на фоне качка цен на оборудование и его обслуживание в большую сторону стремятся в первую очередь проверить именно те транзакции, за которые им больше заплатят. Соответственно, более дешевые из них могут висеть даже неделями.

Если раньше для нормального проведения транзакции достаточно было нескольких центов, то сейчас оптимальный сбор может достигать десятки центов или даже несколько долларов, что для некоторых пользователей, особенно в случае с микротранзакциями, бывает очень накладно.

Таким образом, плохая масштабируемость биткоина может привести к падению интереса к данной валюте со стороны пользователей. К слову, классические банковские системы способны проводить миллионы платежей с задержкой в считанные минуты и при этом их комиссии остаются относительно статическими.

Масштабируемость биткоина: варианты решения проблемы

За всю историю биткоина было предложено огромное количество различных решений проблемы с масштабируемостью сети, но большинство из них оказались не эффективными и не были внедрены. Наиболее активно обсуждались схемы, именуемые BIP 100 и BIP 101 (Bitcoin Improvement Proposal – (с англ.) предложения по улучшению биткоина). Схема под номером 100 предполагала изменение размера блока в соответствии с потребностями майнеров, а схема 101 – одноразовое увеличение блока до 8 Мб.

На первый взгляд это могло решить проблему, но при более детальном пересчете специалисты получили, что для хранения всего блокчейна в узлах сети потребовалось бы несколько петабайт памяти, что привело бы к повышению степени централизации всей сети.

Более эффективными оказалось обновление Segwit, которое подразумевало исключение подписей из блока за счет чего в 1Мб его предельного объема можно будет записывать больше полезной информации. Вследствие данного харфорка была образована валюта BitcoinCash, которой до сих пор удается держать в числе лидеров криптовалютной индустрии.

Масштабируемость биткоина – самая актуальная проблема, решение которой до сих пор активно ищется. Возможно, уже в ближайшем будущем мы увидим совершенно новую сеть, которая сможет обрабатывать миллионы транзакций в минуту.

Криптовалюты становятся все более популярными и постепенно внедряются в повседневную жизнь. При этом возникают определенные проблемы с тем, чтобы качественно и быстро обслуживать все транзакции.

Например, транзакции биткоина увеличились в несколько раз: со 100 тысяч до 10 миллионов за пять лет. В сети Эфириум количество транзакций поднялось до 500 тысяч.

Первоначальное ПО не было готово к такому наплыву клиентов, постепенно внедряются поддерживающие решения.

Проблема масштабируемости криптовалют

BTC и ETH, чтобы конкурировать с более распространенными платежными системами, вроде Visa и PayPal, необходимо серьезно активизировать технологии, которые отвечают за время проведения времени транзакций.

Единственный способ улучшить эти цифры - работать с масштабируемостью. Эти проблемы можно сгруппировать таким образом:

• время добавления транзакции в блок,
• время достижения консенсуса.

Время добавления в блок

Транзакция осуществляется, когда майнер помещает данные транзакции в блоки. Когда вы отправляете кому-то BTC, вы, по сути, отправляете данные о транзакции, майнер обрабатывает их, и сделка будет считаться завершенной.

Однако, поскольку BTC становится более популярным, в особенно высокий наплыв пользователей это становится более трудно. Когда майнеры добывают блок, они вольны выбирать, что поместить в него первее. Отсюда высокая комиссия продвигает блок в очереди: это может быть доступно для держателей больших сумм, но не так выгодно при мелких платежах.

Теперь про Ethereum. Теоретически, сеть может обрабатывать 1000 транзакций в секунду. Однако на практике ограничивается 6,7 миллионами газа в каждом блоке. Статистику можно посмотреть на Etherscan.

Газ - это плата за вычислительные усилия, которые потребуются для решения смарт-контракта

Поскольку каждый блок имеет лимит газа, майнеры могут добавлять только те транзакции, требования к газу которых равны или меньше лимита газа в блоке.

Время достижения консенсуса

Сейчас все криптовалюты основаны на блокчейне с одноранговой структурой. Участникам, так называемым нодам, не предоставляются дополнительные специальные привилегии. Нет центральной власти и нет иерархии.

Все децентрализованные проекты структурированы так по причине принятой философии. Идея в том, чтобы иметь финансовую систему, в которой все рассматриваются как равные, нет руководящего органа, который может определять стоимость валюты по своему решению.

Когда нет центрального органа, как все в системе узнают, что произошла определенная транзакция? Сеть передает данные от ноды к ноде: как в реальной жизни расходятся сплетни или новости от человека к человеку.

Но в отличие от людей, ноды не берут информацию на веру: получая информацию от узла А, что транзакция действительна, узел B выполнит свои вычисления, чтобы проверить транзакцию. Этот процесс занимает много времени. Проблема в том, что чем больше нод, тем больше времени нужно отвести для подтверждение транзакции.

Это особенно относится к Ethereum, потому что в этой сети наибольшее количество нод среди всех криптовлют из-за популярности ICO.

Существующие решения масштабируемости

• Segwit
• Увеличение размера блока
• Шардинг
• Доказательство доли владения PoS
• Оффчейн-каналы
• Plasma

SegWit

Segwit - это сайдчейн, который идет параллельно основной цепи и содержит подписи к транзакциям. Тогда в блоке освобождается дополнительное место.

Плюсы Segwit:

• Увеличивает количество транзакций, которые можно добавить в блок;
• Снижает транзакционные сборы;
• Уменьшает размер каждой отдельной транзакции;
• Транзакции могут подтверждаться быстрее, потому что время ожидания будет уменьшаться;
• Помогает в масштабируемости;
• Поскольку количество транзакций в каждом блоке будет увеличиваться, может увеличить общие сборы майнеру за блок;
• Помогает активировать
• Устраняет проблему квадратичного хеширования (проблема от увеличения размера блока, когда, например, в 2 раза больше транзакций -> в 2 раза больше подписей, что еще увеличивает время транзакции).

Минусы Segwit:

• Майнеры получат меньшую плату за каждую отдельную транзакцию;
• Реализация сложна, все кошельки должны сами реализовать segwit;
• Увеличение использования ресурсов, так как емкость, транзакции, пропускная способность - все увеличится;
• Неоднородная поддержка сообществом, что ведет к
• Сложное обслуживание. Сайдчейн, содержащая данные подписи, должна также поддерживаться майнерами. Однако, в отличие от основного блокчейна, они не имеют финансовой выгоды от этого на данный момент.

Увеличение размера блока

Раз проблема биткоина и эфириум в ограничении размера блока, почему бы просто не увеличить его? Изначально, BTC не должен был иметь блок в 1 Мб, но Сатоши Накамото установил ограничение, чтобы сеть не погрязла в спам-транзакциях.

Реализация увеличенного блока породила много дебатов в сообществе биткоина. Аргументы разных сторон таковы.

Против увеличения размера блока:

• Майнеры потеряют стимул, потому что сборы будут уменьшаться: размеры блоков увеличатся, транзакции будут легко добавляться. Есть опасения, что хэш-рейт сети снизится, так как майнеры уйдут на более прибыльные валюты.
• Биткоины не должны использоваться в повседневных целях: некоторые члены сообщества не хотят, чтобы BTC использовался для обычных транзакций. Эти люди считают, что монеты имеют более высокую цель.
• Это приводит к расколу сообщества, форкам, а вместе с ними к большим спекуляциям и мошенничеству.
• Это приведет к увеличению централизации: поскольку размер сети будет увеличиваться, объем вычислительной мощности, необходимой для майнинга, также будет увеличиваться. Это сделает неконкурентными все небольшие пулы.

Аргументы за увеличения размера блока:

• Увеличение размера блока на самом деле работает на пользу майнера: увеличение размера блока будет означать увеличение транзакций на блок, что, в свою очередь, увеличит общую сумму транзакционных сборов.
• BTC должен расти и быть более доступным для «простого человека». Если размер блока не изменится, он будет использоваться исключительно богатыми и крупными корпорациями. Это никогда не было целью биткоина.
• Изменения происходят постепенно: коллапса не будет, потому что система будет изменяться поэтапно.
• Segwit не является постоянным решением.

Увеличение размера блока было также рассмотрено для Ethereum, но из-за многих причин сообщество отказывается от этого:

• Во-первых, главное, что препятствует масштабируемости Ethereum, - это скорость консенсуса среди узлов. Увеличение размера блока все равно не решит эту проблему. Фактически, по мере увеличения количества транзакций на блок количество вычислений и проверок на ноду также увеличится.
• Для обеспечения большего количества транзакций размеры блоков необходимо периодически увеличивать. Это централизирует систему больше.
• Наконец, увеличение размера блока будет через хардфорк, что может разделить сообщество. В последний раз, когда это было в Эфириуме, все сообщество раскололось и появился . Люди не хотят, чтобы это повторилось.

Proof Of Stake

Сейчас одна из самых важных вещей - это переход Эфириума от PoW к PoS.

Для перехода к PoS в сети будет постепенно реализовываться . Среди плюсов, кратко назовем:

• Снижает затраты на майнинг, более экологично.
• Нет преимуществ у ASIC, у кого хватило денег на лучшее оборудование.
• Снижает вероятность атаки 51%.
• Делает невыгодным мошенничество при подтверждении.
• Ускоряет создание новых блоков и всего процесса.

У POS-майнеров не будет платы за блок, они могут зарабатывать только за транзакционные сборы. Это стимулирует их увеличить размер блока, чтобы получить больше транзакций (посредством управления газом).

Первый этап Casper будет реализован на блочейне, где каждый 100-й блок будет проверен с помощью PoS. Подробнее мы писали в статьях, ссылки на которые выше.

Однако весь этот переход не лишен проблем. Одно из самых больших опасений - майнеры могут сделать форк до IceAge.

Sharding / Шардинг

Самая большая проблема, с которой сталкивается Ethereum, - скорость проверки транзакций. Каждый полный узел в сети должен загружать и сохранять целый блокчейн.

Шардинг разбивает транзакцию на части и распространяет ее по сети. Узлы работают на отдельных частях. Это уменьшает общее время проведения транзакции. Блоки связываются через особый протокол.

Блок перед шардингом выглядит так: заголовок и тело с транзакциями. Корень Меркля всех транзакций будет в заголовке блока.

Изначально блокчейн создавался в одном уровне взаимодействия: от блока к блоку (один блок связывается с другим и так далее). Шардинг предполагает два уровня взаимодействия.

Первый уровень: группа транзакций, у каждого осколка, шарда (shard, часть всей транзакции) есть своя группа. Группа имеет свой идентификатор, который переносится на все составные элементы, включая транзакции.

Второй уровень: простой блокчейн, которая принимает транзакционные группы, а не транзакции.

Проблемы внедрения шардинга:

• Должен быть механизм, чтобы знать, какой узел обрабатывает каждый «осколок». Нужен безопасный и эффективный способ обеспечить параллелизма и безопасности.
• Согласно Владу Замфиру (ответственный за Casper в Ethereum), в системе PoS это осуществить легче.
• Если одна конкретная транзакция разбивается на осколки и распределяется по узлу А и узлу В, то узел А должен будет придумать какой-то механизм доказательства, что обработка завершена.

Оффчейн-каналы

Канал состояния представляет собой двусторонний канал связи между участниками, который позволяет им проводить взаимодействия, которые обычно происходят на блокчейне.

Каковы требования для создания нового канала вне сети?

• Сегмент состояния на блокчейне блокируется посредством нескольких подписей или какого-то смарт-контракта.
• Участники взаимодействуют друг с другом, подписывая транзакции между собой, не передавая ничего майнерам.
• Затем весь блок транзакций добавляется к блокчейну.

Plasma Ethereum

Это новый слой архитектуры Ethereum: сначала lightning, затем plasma и последним сам блокчейн.

Плазма представляет собой ряд контрактов, которые выполняются поверх основной цепной цепи Ethereum. Чтобы образно представить это явление, можно подумать о главном блокчейне как о корне, а плазме как о ветвях.

Информация с blockgeeks. Разные контракты (приватный блокчейн, децентрализованная биржа, сеть, микроплатежи и т.д.) приходит к главной цепи.

Это значительно снижает нагрузку на основную цепь. Периодически ответвления отправляют отчеты в основную цепь. Все надсети могут выпускать свои собственные уникальные токены, которые будут стимулировать валидаторов работать именно в этой сети. Каждая ветвь имеет свои собственные независимые данные, и когда ей нужно отправить их в корневой бокчейн, она не сгружает их все, а просто передает хеш заголовка блока.

Плазма не только экономит место, но и увеличивает скорость транзакций по экспоненте. Если это будет правильно реализовано, это может быть одним из самых революционных изменений, когда-либо сделанных в Ethereum и криптовалюте в целом.

Могут ли эти варианты решить проблему масштабируемости? Еще увидим.

На момент публикации статьи в сети биткоина зафиксирована задержка обработки 135 000 транзакций и растущая комиссия, об этом сегодня написал Cointelegraph . Это произошло в течение нескольких дней после отмены Segwit2x, который не состоялся по причине отсутствия консенсуса в сети. Для масштабирования, которое способно решить проблему больших блоков, существует только одно решение - Lightning Network.

Дело в том, что число транзакций постоянно увеличивается, а объем данных, которые могут записываться в блок, остается прежним. Из-за этого сеть Биткойна перегружается, время на подтверждение транзакции увеличивается, зачастую вырастая до нескольких часов. Кроме того, комиссии по-прежнему высокие, что вступает в особое противоречие с задержкой обработки транзакции.

Проблема масштабируемости биткоина

Блоки биткоина ограничены размером в 1 МБ, а объем транзакций в сети быстро растет. Текущий размер блока недостаточен для управления тем количеством транзакций, которые имеют место в сети Bitcoin. Проблему масштабируемости можно рассматривать как движение большого числа транзакций через узкий проход, из-за чего текущее количество блоков ограничичвает число эффективно обрабатываемых транзакций.

В результате транзакции записываются в блокчейн медленнее, чем они создаются пользователями. Со временем начинается отставание, и транзакции находятся в ожидании для включения в блок по несколько часов. Пользователи могут получить более быстрое подтверждение транзакции, но только за непомерную комиссию.

Что такое Lightning Network

Lightning Network способна внедрить смарт-контракта в сеть Биткойна, которая откроет каналы частных платежей между пиром и всеми другими пирами, с которыми они осуществляют транзакции. В дополнение ко всем частным каналам оплаты, частью которых они являются, каждый пир будет иметь один канал, открытый для блокчейна Биткойна.

Пиры могли бы транслировать себя по своим личным каналам, но только окончательный результат транзакции будет транслироваться в блокчейн. Из-за этого майнеры будут обрабатывать гораздо меньше транзакций, чем сейчас. В теории, Lightning Network делает транзакции более эффективными, неограниченными и дешевыми. В настоящее время программное обеспечение проходит тестирование в сети Litecoin.

Закладывание фундамента

Путь к внедрению разработок Lightning Network проложен через активацию Segregated Witness (SegWit). Этот код отделяет подписи от данных транзакций, освобождая место в блоке. SegWit предоставил сети Bitcoin возможность обрабатывать в четыре раза больше транзакций в блоке, чем раньше. На практике это удвоило пропускную способность сети.

SegWit должен был исправить ошибку транзакции Биткойна, которая помешала бы работе Lightning Network. Ко всему прочему, майнеры и бизнес собрались в Нью-Йорке, чтобы к компромиссу по масштабированию. Группа согласилась с тем, что SegWit будет активирован, а в ноябре произойдет удвоение размера блока до 2 МБ.

Однако, 8 ноября, SegWit2x был отложен из-за отсутствия кворума. Поскольку разработчики Bitcoin Core и сообщество были категорически против увеличения размера блока, единственным очевидным решением становится Lightning Network.

Что отличает Lightning Network?

В этой сети верификация и транзакции будут мгновенными. Каналы частных платежей, защищенные с помощью мульти подписей позволят мгновенно совершать транзакции между пирами (одноранговыми узлами). Это означает, что необходимость в длительном ожидании транзакций исчезнет.

Поскольку частные каналы работают отдельно от сети Bitcoin, у майнеров будет меньше транзакций для обработку, потому что в блокчейн будет записываться не каждая отдельная транзакция, а ее результаты. Таким образом эффективность сети биткоина повысится.

Масштабируемый и недорогой протокол позволит за счет экономии средств оттянуть клиентов от традиционных финансовых посредников, таких как Visa. Больше не придется оплачивать большие комиссии, транспортные расходы, расходы на аудит и посреднические услуги. Что еще лучше, так это то, что транзакции будут проходить прямо между вами (стороной-участницей) и стороной, с которой вы ведете бизнес (вторая сторона), без необходимости проходить через финансового посредника (третьего лица), который не имеет никакого отношения к сделке.

Кризис масштабирования еще не решен

Очевидно, что проблема масштабирования по-прежнему преследует сеть Биткойн. За последние несколько дней цена биткоина упала, а у Bitcoin Cash резко возросла. BitcoinCash - это форк биткоина, который проигнорировал SegWit и увеличил размер блока до 8 МБ. Многие из сообществе биткоина, которые поддерживали идею об увеличении блоков для масштабирования сети, скорее всего, переключились на Bitcoin Cash.

Альткойны также работают над масштабированием, ведь через несколько лет это будет иметь решающее значение. Если это не получится у биткоин, это сделают другие валюты. Ethereum уже работает над масштабированием с помощью своей сети Raiden, которая использует каналы оплаты, подобные Lightning Network. Аналогично этому, цифровая валюта Dash экспериментирует с использованием сверхбольших блоков. Совсем недавно прошло обновление, которое увеличит размер блоков Dash до 2 МБ, его активация произойдет примерно через месяц.

Как предполагали многие эксперты, криптосообщество столкнулось с очередным вызовом- пойти по пути дальнейшей децентрализации (биткоин Lightning Network), либо податься сиюминутной выгоде и отдать предпочтение фактически монополизированному Bitcoin Cash.