Подавляющее число людей, достаточно подкованных, чтобы понимать что такое криптовалюты, проблемы с производительностью блокчейна bitcoin и lightning network, все еще наивно полагают, что эта технология способна решить все проблемы в одночасье, и позволит масштабировать блокчейн чуть ли не до бесконечности.

Постараюсь развеять эти заблуждения.

Классический блокчейн в чистом виде, где каждый узел пропускает через себя все транзакции, не способен, на текущем уровне технологий, хранить и обрабатывать большое количество транзакций. Даже если не ограничивать размер блока хранения транзакций лимитом (в bitcoin — это 1мб + 3мб от сайдчейна segwit), скорость обработки транзакций ограничена возможностями конечных узлов (я не говорю про SPV кошельки, которые полностью доверяют проверку транзакций полным нодам), сейчас это считанные сотни миллионов транзакций в сутки (250 миллионов транзакций полностью проверяются при первоначальной загрузке блокчейна при новой установке bitcoin-qt, на современной машине это происходит за приимерно 12 часов, при отличном интернет соединении и ssd-диске, на слабой машине intel celeron — загрузка затягивается на 3 суток) — сейчас это порядка 5-6 тысяч транзакций в секунду (например тесты блокчейна bitshares инфраструктуры graphene показывают 2500 tps но при использовании серверного железа с большим количеством процессоров, с другой стороны теоретический максимум 150т tps).

Задача проверки транзакций линейно масштабируется, если распределить нагрузку на несколько компьютеров, но это так же линейно повышает стоимость оборудования от нагрузки на всю сеть, что само собой неудобно, если вы пожелаете поднять свой сервис, принимающий средства от пользователей и не готовый доверять какому то другому сервису.

Это очевидно — блокчейну нужны технологии, позволяющие масштабировать его производительность нелинейно.

Сайдчейны — лучшее, что было предложено за последнее время в криптоэкономике, и в то же время потенциально губительное для той составляющей криптовалют, за которую ее полюбили — независимость от единой точки отказа и централизации контроля над финансами пользователей.

Сайдчейны, которые хранят дополнительную информацию в своем хранилище


Отличным примером такого сайдчейна является — segwit, это обновление-костыль, позволяющее расширить возможности блокчейна bitcoin (и его форки) без необходимости кардинально ломать совместимость со старыми клиентами. Главный способ, с помощью которого segwit позволяет увеличить количество транзакций в блоке, без его расширения, это вынести часть информации о транзакциях в отдельное хранилище. Т.е. каждая транзакция оставляет след в блокчейне.

Заметного увеличения производительность блокчейна это не даст, средние прогнозы — 2-2.5 кратное увеличение, а теоретический максимум — в 4 раза больше транзакций, если все они будут multisig p2sh (например клиринг LN).

Если сравнивать segwit с обычным увеличением размера блока до 4мб — то это ничем не отличается, даже чуть выше нагрузка на процессор получается. Но segwit принес с собой и другие технологии, а так же совместимость с легаси клиентами. Это вынужденная мера от которой трудно отказаться.

Самый простой и эффективный сайдчейн — это обычный банк (или некоторые биржи)


… со счетом в криптовалюте — вы переводите монеты на свой счет в банке и сможете переводить между клиентами этого банка свои монеты, не размещая транзакции в публичном блокчейне (для некоторых криптовалютных бирж — это перевод кодом). Само собой, банк хранит в своем формате эти транзакции, для себя и для фин-мониторинга. Понятно, что при попытке сделать перевод в другой банк, появится блокчейн-транзакция, но, банки могут договориться между собой о совершении этих переводов по своим правилам, например с использованием государства как гаранта, что сделки будут исполнены.

Таким образом транзакции могут вообще никогда не попасть в блокчейн, тем самым полностью его разгрузив.

Недостатки обычных банков элементарны — требуется полное доверие банку, плюс нет никаких гарантий, что монеты, которые вы перевели им 'на хранение' останутся без использования, мало того это обычная практика, использовать вложения пользователей для собственных нужд. Это очень гнилая практика, и именно она является следствием регулярных крахов банковских систем, ведь в случае кризиса, банки просто не могут исполнить свои обязательства и выдать уже потраченные деньги своим клиентом.

Более продвинутая технология — lightning network


… когда вместо того, чтобы слепо доверять банку свои деньги, можно договориться об двухстороннем залоге, когда пара пользователей (один из которых не обязательно банк), блокируют в блокчейне специальной транзакцией (контрактом), одинаковые суммы с таким расчетом, что разница в балансах будет показывать взаимные долговые обязательства. И самое главное, на таких договоренностях можно построить сеть связанных обязательствами пользователей, которые будут отвечать своими заблокированными балансами за прохождение транзакций по ним.

Перевод по сети между участниками представляет из себя одновременное изменение взаимных долговых обязательств на сумму перевода, тех участников, находящихся в сети между отправителем и получателем. Эти изменения никак не отражаются в блокчейне, но если количество переводов в одну сторону в сумме превысят объем заблокированных средств, потребуется клиринг — выравнивание балансов каким либо способом, например использованием петлей в сети LN, либо отправкой необходимых средств через блокчейн.

Отсюда видим, что единственная стратегия, при которой LN позволяет бесконечно масштабировать количество обрабатываемых транзакций — это если пользователи будут слать монеты друг другу с нулевым суммарным средним изменением балансов. Очевидно, что такое возможно только если сеть вырождается в одну центральную ноду, у которой все клиенты — пользователи блокчейна, но при этом нет необходимости хранить и доверять свои средства ему.

Надежно, эффективно и централизованно, ведь в такой схеме возможен отказ в переводе монет по любым предлогом, например блокировать все переводы от людей, не исполняющих требования финмониторинга. Или, например, если внезапно ваша страна попала под санкции одной из крупнейших экономических зон — Евросоюза/США/Китая/..., ваши залоги могут быть заблокированы по решению суда, или, когда банк пожделает возложить на вас свои риски потери средств, когда транзакции являлись обменом на товары или услуги, являющиеся запрещенными и которые государство смогло отобрать в свою пользу.

Это будет не так страшно, если LN не будет единственно доступным способом использования блокчейна, но опасность существует, о чем я писал раньше, если количество транзакций в блоке останутся лимитированы 1 или 2 мб.

На сколько сильно позволит lighting network расширить производительность переводов?


Исходя из основной особенности LN, вместо совокупного количества транзакций, необходимо рассматривать количество блокчейн и клиринговых транзакций, которые могут понадобиться на одного пользователя за определенный период, так как пользователи могут друг другу слать последовательно одну и ту же сумму в любых количествах, без комиссий, если между ними нет промежуточных нод.

Во-первых, каждый новый пользователь сети, должен будет сделать как минимум одно пополнение своего кошелька, и это должна быть блокчейн транзакция. Пользователи сети LN могут быть только с ненулевым балансом.

Во-вторых, для подключения к сети LN необходима открывающая транзакция, блокирующая балансы у входной ноды и пользователя.

В-третьих, но не обязательно, это закрывающая транзакция для выхода пользователя из сети LN, например для переключения к другой ноде сети, с целью оптимизации комиссий.

В-четвертых, самый большой объем транзакций — это клиринг, выравнивание балансов на счетах нод LN. Каждый крупный перевод по сети увеличивает шанс появления такой транзакции, причем у каждой промежуточной ноды в сети. Причем возможна ситуация, что очередная транзакция одного пользователя потребует каждой ноде в сети выпустить клиринговую, если сеть выстроена не эффективно (отсутствуют циклы). Чем больше величина залогов между узлами LN, тем реже понадобится клиринг. Крупные ноды смогут и будут оптимизировать свои расходы таким образом, чтобы минимизировать или вообще исключить клиринг через блокчейн, но обычный пользователи этого сделать не смогут. Даже в лучшем случае, активные пользователи будут блокировать только небольшую долю от среднего пополнения (например выплата зарплаты раз в месяц или получение вознаграждения за работу) а значит в течении периода между получением средств, им понадобятся клиринговые транзакции. Получается в идеальном случае один пользователь будет делать 1 блокчейн транзакцию в месяц.

Четвертый пункт вносит наибольшее количество транзакций, и можно оценить, как много таких активных пользователей смогут использовать блокчейн.

Количество транзакций в блокчейне с 1мб лимитом без segwit — 262т. в сутки или 7883т. в месяц. Умножаем на 2.5 коэффициент, который будет доступен благодаря segwit, получим 19 миллионов транзакций.

Итог — 19 миллионов активных пользователей, это максимум, сколько себя сможет вместить 1мб блок legacy bitcoin.

И никакие разовые расширения лимита блока до 2 или до 8 мб заметно это число не изменят. 19 миллионов человек или 190 миллионов — это катастрофически мало. Будущее криптовалют — миллиарды активных пользователей.

Конечно, очевидно, что в ближайшем будущем, 1-3 года, типичный активный пользователь bitcoin не получает зарплату ежемесячно, и траты его так же не регулярны, это значит оценка 1 клиринг в месяц может быть ошибочной, но для ее оценки необходим серьезный анализ блокчейна, и это не та работа, которую можно сделать в рамках написания простой статьи.

Если в течении этого времени, не найти технического и организационного решения, для увеличения лимита на размер блока, пользователи сети будут вынуждены уйти от использования и хранения своих средств под собственным контролем на локальных кошельках, в онлайн-кошельки и банки. И сделать это их заставит повышающаяся стоимость блокчейн переводов.

Комментарии (29)


  1. thatsme
    14.09.2017 21:42
    +1

    У Вас проблемы с терминологией. LN ни в коем случае не является side chain. LN это совершенно отдельный внешний механизм, осуществляющий offload транзакций. Базовый принцип: UTXN это как монета, пока не производится транзакция. Во время транзакции и ориджин этой монеты проверяется и соответственно сама запись о транзакции производится и осуществляется. LN провайдер, это больше эскроу, который обязан иметь довольно большое кол-во собственных средств. Иначе он просто не сможет работать. LN это отдельная сеть, работающя только потому, что Bitcoin в том числе можно хранить распечатав на бумажке.

    А вообще волна скоординированного фуда, по поводу именно Bitcoin, не может не радовать. Такой дип… И министр финансов России (с говорящей фамилией) и Димон из JPM (котрый в альянсе с MS и Ethereum кстати), после того как Виталик Бутерин побывал в Росии, и враньё про запрет бирж в Kитае, это случайность или организация? Т.е. это кому-то действительно нужно, или «просто совпало»? Или ломка по поводу смены парадигмы уже началась?


    1. rPman Автор
      14.09.2017 22:55

      Я пользовался определением сайдчейна от сюда bits.media/sidechains-explanation там не сказано про lighting network но отлично описаны ситуации, используемые в нем.

      Сайдчейн — понятно что в случае с LN не будет задействована структура блокчейна, и хранить транзакции будет удобнее в классической базе данных и простой форме, без трансляции данных по сети (кроме информации о комиссиях и контролем за маршрутизацией) но сам термин идеально подходит для вот этого всего, что происходит off-chain с привязкой старта к блокчейну.

      Про кипишь вокруг криптовалют — это нормально, с ростом курса растет и количество заинтересованных людей. Вы видите что происходит сейчас, представьте что будет происходить через три-пять лет, когда курс, к примеру, будет $100k?


    1. Hardcoin
      14.09.2017 23:11

      Ломка-ломкой, а массово использовать при не выйдет из-за пропускной способности. Просто не влезает в блокчейн все это массовое использование. Уже сейчас. Хайп вокруг альткоинов с бОльшей пропускной способностью был бы полезнее в плане массового принятия


      1. thatsme
        14.09.2017 23:31

        Ну никто и не должен зазикливаться на одном только Bitcoin. Активно развивающиеся проекты с хорошими командами и выдающие обещанные результаты уже есть. Не обязательно одной сетью пользоваться.
        Кстати в конце августа был релиз LN 0.3 alpha, и вроде даже кошелёк для LN сделали.

        При оцениваемом рынке финансовых операций в 30 триллионов зелёных, мне кажется всем удачным криптовалютам найдётся место под солнцем.

        Самое смешное это то, что JP Morgan являющийся частью альянса с Ethereum, кричит: «Bitcoin is a fraud». Виталик приехал в Россию, пообщался с большими людьми, глава минфина заявляет — Bitcoin пирамида. При этом, она-то точно понимает, что он никак ни технически ни юридически пирамидой являться не может. А Ethereum в следующей версии обещал всем заинтересованным лицам зонд в сеть в виде permissive servers. Вот это правильно. А то придумали, финансовые операции без надзора и мзды родным гос-вам (банкам)…

        Как в 20-х написал Н. Эрдман:
        «Однажды ГПУ пришло к Эзопу
        И хвать его за ж… у.
        Смысл этой басни ясен:
        Не надо басен».


        1. betrachtung
          15.09.2017 05:41
          +2

          А где можно поподробней про permissive servers почитать?


          1. thatsme
            15.09.2017 10:47

            Посмотрите видео с аннонса алльянса. Я его в живую смотрел. Ну и погуглить можно.


            1. betrachtung
              15.09.2017 11:54
              +2

              Погуглил я в первую очередь. Нашлась одна только ссылка, и та на ваш же комментарий.


              1. thatsme
                16.09.2017 15:25
                +1

                Ну вот нашёл с пмощью гугла. Вот здесь: entethalliance.org под заголовком «WATCH THE LAUNCH VIDEO», нажать кнопку «CLICK TO WATCH». Требуется ввести e-mail.

                После можно смотреть webcast. Виталик примерно с 50-й минуты.
                Познавательно.

                P.S.: в поиске гугла ввёл: ethereum alliance launch webcast


        1. areht
          16.09.2017 01:20

          > При этом, она-то точно понимает, что он никак ни технически ни юридически пирамидой являться не может.

          Простите, а что может являться технически или юридически пирамидой? Есть (точнее, вы подразумеваете) какие-то точные определения?


          1. rPman Автор
            16.09.2017 08:53

            получение доходов исключительно с депозитов новых пользователей.

            например, официально (без собственно названия — пирамида) — это пенсионная система


            1. areht
              16.09.2017 11:08

              Простите, Это технически или юридически?

              А так да, доход в биткоине только за счет новых депозитов. Если считать «доход» по факту окешивания в фиат (ну а как еще?)


              1. rPman Автор
                16.09.2017 21:31

                юридически там присутствует страхование от госсударства и вложения части депозитов пользователей в куда то.
                когда мне еще приходили отчеты о том куда и что, доходы от этих шевелений были где то порядка 0.1% в год.

                если суетиться и выбирать пенсионный фонд самостоятельно, вроде можно было добиться 15%, но кажется я там чего то плохо понял.


                1. areht
                  16.09.2017 23:20

                  >> получение доходов исключительно с депозитов новых пользователей.

                  > Простите, Это технически или юридически?

                  Так правильно.

                  А как раз накопительная пенсия едва ли может считаться пирамидой. Хотя бы потому, что доход 0.1% не от новых пользователей, да и вообще едва ли доход.


    1. Gorthauer87
      15.09.2017 07:17

      Чуваки просто битками хотят подешевле закупиться.


    1. stepik777
      15.09.2017 13:22
      +1

      враньё про запрет бирж в Kитае

      Какое враньё? Несколько бирж уже заявили, что закроются после 30 сентября.


      1. rPman Автор
        15.09.2017 19:23
        -1

        BTCC закрывают ИЗ_ЗА ICO а не из-за криптовалют.

        Примите как данность, торгуешь токенами = значит торгуешь акциями, значит виновен (как этот финмониторинговый бред достал)

        Ждите децентрализованные биржи токенов на эфире, bitfinex обещает.
        А еще пилится кредитование с залогом (lending для маржинальной торговли токенами) так же полностью на контрактах — ETHLend

        И тогда все эти запреты едут лесом и полем, далеко далеко.


        1. rPman Автор
          16.09.2017 08:54
          +1

          Прошу прощения, действительно биржи закрываются, viabtc например официально, к токенам отношения не имела.


          1. thatsme
            17.09.2017 03:41

            Ну и пусть себе закрываются. Это не самые важные биржы в плане объёмов и кол-ва клиентов были. ОкCoin и Huobi были до первой волны регуляции рулящими. Теперь только из за сброса критпы китайцами ОкCoin вылез в тройку. И самое главное, ведь PBoC оффициально ничего не заявлял на эту тему. Была статейка об информации якобы от инсайдеров. Но не это главное, главное то, что бирж море. И единицы из них в китае, а китайцы торгуют по всему миру. И если у тебя есть крипта, то продать её можно хоть в Англии, хоть в Гонолулу. Получить гибралтарскую кредитку и воспользовавшись одним из сервисов: SHAKEPAY, SPECTROCOIN, UQUID, Bitwala, advcash, обналичивать средства в любом банкомате мира.

            А распределённые биржи уже есть: BitSquare (теперь Bisq называется теперь вроде с поддержкой Visa), BitShares (с выходом в фиат ч-з OpenLedger). Объёмы там конечно пока маленькие. Но мне кажется, когда народ это дело «раскурит», там и объёмы появятся.
            А ViaBTC это недальновидные люди саппортеры BU. Решившие, что команда BU со своим «президентом» каким-то образом может сравняться с core, при этом не имея за душой ничего кроме желания «отхапнуть». Вообще знатный цирк с этой попыткой «рейдерского захвата сети» устроили (BU, Segwit2X и BCC, Роджер Вер, и т.д. Джихан-Джихад-Ву). Бизнес рука-об руку с PBoC. Отличное шоу борьбы за власть и деньги.


  1. Umrug
    14.09.2017 23:27

    Напоминаю что на биткоине свет клином не сошелся. Решение аналогичное Lightning на эфире называется Raiden и уже работает на тестнете.
    Есть очень обоснованные сомнения по поводу того может ли быть Lightning/Raiden решением для конечного пользователя в долгосрочной перспективе.
    Есть также и другие подходы — например свежебьявленный Plasma на основе smart contracts — грубо говоря идея в том что единственный организатор сайд-чейна предоставляет залог на мейн-чейне, мол если кто найдёт нарушение честности то может забрать себе весь залог.


    1. rPman Автор
      15.09.2017 00:15
      +2

      ЛЮБОЙ блокчейн ждут те же проблемы что сейчас у bitcoin.
      Решение для масштабирования искать придется так или иначе.

      В статье указан порядок оценки активных пользователей LN, если лимит на размер блока сохранится на текущем уровне.

      Миллиарды пользователей — это если только обычная финансовая активность поедет в криптовалюты, а если туда еще интернет вещей полезет? а он будет там, не беспокойтесь!


  1. MisterTvister
    15.09.2017 12:19

    Вопрос к хорошо разбирающимся в механике биткоинов. Что произойдет если из за снижения курса биткоин перестанет быть выгоден для майнинга и отключится большое количество мощностей?

    Не случится ли ситуация что просто для поддержания текущей работы мощности сети будет нехватать и будет невозможно провести ни одной транзакции и т.п. и сеть фактически умрет?


    1. rPman Автор
      15.09.2017 12:23
      +2

      ВСЕ сразу не отключатся
      но совокупная мощность будет понижаться, с некоторым временным лагом, такое уже было.

      Скорость подтверждения замедлится, это например уже было буквально неделю — две назад, когда вся сеть дружно переключалась на bitcoin cash, вроде никто не умер.

      Если понижение курса будет не резким, то сеть постепенно будет понижать сложность, что вернет скорость подтверждения назад… до тех пор, пока майнинг снова не станет выгодным. Временной лаг между сменами сложности — 2000 блоков (при нормальной скорости — это 2 недели).


    1. thatsme
      15.09.2017 13:17

      Посчитайте сами:
      Bitfury AC — 7.5PH, 1,1MW, стоимость $1.2М.
      Месячная выработка: 61.25BTC
      При стоимости эл-ва $0.10, его суммарная стоимость обойдётся в $79.20К
      Т.е себестоимость: $1287.80
      После этой планки, всё равно никто ферму не отключит, т.к цена всё равно вырастет и можно будет покрыть убытки.
      А сейчас майнеры в шоколаде в любом случае. Хмм… те у кого фермы достаточно большие.
      Но при себестоимости ROI никакой.


      1. Barnaby
        15.09.2017 15:24

        После этой планки, всё равно никто ферму не отключит, т.к цена всё равно вырастет и можно будет покрыть убытки.

        Если ферма убточна, то выгоднее отключить ферму и купить крипту так. Смысл майнить в минус?


        1. thatsme
          15.09.2017 18:27

          При цене Bitcoin больше $1287.80, майнить в любом случае выгодно. Весь вопрос в ROI.Ниже $1800 поэтому просто не упадёт. Даже майнеры не станут продавать дешевле $1800. А вообще это сезонный pump/dump. Кто-то хорошо заработал на шорте, сейчас на лонге заработает.


    1. quantum
      15.09.2017 13:44
      -1

      Сатоши поддерживал сеть всего лишь на одном компе в течении года


      1. MisterTvister
        15.09.2017 14:10

        ну тогда транзакций то и небыло и сложность была никакой. В том то и вопрос, потерю какого количества майнеров сейчас биткоин сможет пережить относительно безболезненно. 50%? 75%? 99%? и может ли сеть вообще намертво лечь, если уйдет в течении некоторого «короткого» времени больше чем определенный процент народа. (например курс упал до 500, и стало майнить совсем невыгодно и выгодне просто выключить ферму.)


        1. thatsme
          15.09.2017 15:11
          +1

          Нет не может. есть ещё полные ноды, которые всегда валидируют их порядка 6000 сейчас. Именно эти ноды задают направление при обновлениях и многие из них майнят на цпу. Даже все майнеры уйдут, — просто сложность уменьшится.И да если уйдут все майнеры то на ЦПУ/ГПУ станет майнить выгодно, и себестоимость упадёт.


    1. vsb
      15.09.2017 14:53
      +1

      Если одномоментно отключатся, будет плохо. Пересчёт мощности может затянуться надолго. Если плавно — ничего страшного.