На пределе: биткойн ткнулся в фундаментальные ограничения

Технологии
автор: Евгений Золотов  25 мая 2015

Эволюция первой и (пока ещё) самой популярной из криптовалют продолжается: эта весна принесла в основном хорошие известия для проекта Bitcoin, в том числе важные и для российских сторонников. На Западе на него обратили внимание крупнейшие биржи: NASDAQ и NYSE, соответственно применившая биткойн-механику в процессе выпуска ценных бумаг и готовящая к запуску официальный индекс BTC к классическим валютам. В России владельцам нескольких заблокированных веб-сайтов удалось через суд добиться снятия блокировки. Уже шаг вперёд: по крайней мере мы можем теперь писать на русском про биткойн и не бояться, что завтра будем отправлены в бессрочный бан, а то и шить рукавицы.

Но если внешние условия благоприятны как никогда, головной болью стали аспекты внутренние — и уже не удаётся отмахнуться от них банальным «пройдёт». Попросту, у архитектуры Bitcoin есть несколько свойств, которые со временем — то есть с ростом востребованности криптовалюты — должны будут стать её узкими местами. Об этом знали, об этом говорили, но срок пришёл раньше, чем ожидалось большинством. Сегодня биткойн почти ткнулся в фундаментальные ограничения — и, значит, пора искать решения.

Узких мест несколько, но самое больное на текущий момент спрятано в ограниченном количестве транзакций, которые сеть Bitcoin способна провести в единицу времени. Чтобы понять, как это ограничение появилось, стоит вспомнить как биткойн работает. Клиенты «пересылают» друг другу произвольные суммы — и есть единый, общий для всех, список «денежных переводов», этакий гроссбух, куда каждая операция должна быть занесена, чтобы считаться выполненной (подробнее см. «Три друга, конфета и монета»). Собирают операции, заверяют их своими подписями и заносят в список особые участники Bitcoin: майнеры. Чтобы как-то упорядочить процесс ведения «гроссбуха» (майнерам необходимо координировать свои действия), операции заносятся в него не по одиночке, а по несколько штук разом, блоками, примерно один блок каждые десять минут. И максимальный размер блока ограничен одним мегабайтом — а поставил это ограничение не кто иной как Сатоши Накамото собственной персоной, ещё в те годы, когда в Bitcoin было мало участников и сеть можно было легко обрушить злоумышленникам (да, Накамото ограничил размер блока из лучших побуждений!).

Усреднённое количество биткойн-транзакций в сутки. Обратите внимание, что шкала логарифмическая: так легче выявляются тенденции (графика: Blockchain.info).

Усреднённое количество биткойн-транзакций в сутки. Обратите внимание, что шкала логарифмическая: так легче выявляются тенденции (графика: Blockchain.info).

Дальше — простая математика. На запись о каждом денежном переводе требуется от 200 байт и более (обычно около полукилобайта). Но каждые десять минут сеть способна переварить не более одного мегабайта записей. Следовательно, за единицу времени через сеть Bitcoin физически не может быть проведено больше некоторого количества транзакций. Параметр этот обычно считают в транзакциях за секунду, TPS. Теоретический потолок 7 TPS, практический — около 3.

Шесть лет назад, когда биткойн родился, это не было проблемой. И даже три года назад не было тоже: тогда в десять секунд проводилась от силы одна операция. Но время идёт, и — взгляните на график выше: количество биткойн-транзакций растёт стабильно и в нынешнем году вышло на очередную рекордную высоту, пробив отметку 110 тысяч штук в сутки. А это уже 1.3 TPS. Грубо, сформировалась зависимость: количество транзакций увеличивается десятикратно каждые три года, поэтому уже через год-полтора, то есть следующим летом, Bitcoin прекратит работу, «встанет». На её «магистралях» образуются «пробки»: время проведения операции вырастет бесконечно. Дальше — паника, отток клиентов, банкротства, вмешательство властей и т.п.

Впрочем, не все согласны с мнением, что проблема не устранится сама собой. Свободным финансовым системам (к которым Bitcoin имеет честь принадлежать) присуще замечательное свойство саморегуляции: подобно живым существам, они в состоянии сами приспособиться к изменившимся условиям. Так вот, по одной из версий, биткойн тоже приспособится к новой ситуации. Как? Клиент, для которого важно провести транзакцию быстрее, просто будет платить за неё больше «чаевых» (комиссионные, которые делятся между майнерами) — и майнеры в первую очередь будут обрабатывать именно такие операции. Соответственно, менее срочные транзакции будут обработаны позже. Заодно решится проблема «истощения рудников»: как и ожидалось, майнеры будут жить на «чаевые» (см. «Когда иссякнут рудники»).

А это «чаевые», ежесуточно выплачиваемые майнерам в сети Bitcoin. К сожалению, кривая забирает кверху не так круто, как надеялись три года назад, но соображения не изменились: чтобы биткойн-майнинг не потерял рентабельности (если он станет убыточным, сеть встанет), участникам придётся платить (суммарно) всё больше комиссионных за перевод средств.

А это «чаевые», ежесуточно выплачиваемые майнерам в сети Bitcoin. К сожалению, кривая забирает кверху не так круто, как надеялись три года назад, но соображения не изменились: чтобы биткойн-майнинг не потерял рентабельности (если он станет убыточным, сеть встанет), участникам придётся платить (суммарно) всё больше комиссионных за перевод средств.

К сожалению, гарантировать, что всё образуется само собой, никто не может: ну не было ещё в человеческой истории подобных ситуаций и технических систем, мы первые! Зато можно с уверенностью заявлять, что рост числа транзакций не прекратится. Дело в том, что если Bitcoin претендует хотя бы на конкуренцию с пластиковыми картами, ему необходимо уметь обрабатывать даже не десятки, а тысячи транзакций в секунду! VISA, например, утверждает, что её система в состоянии переварить 47 тысяч TPS — и уже переваривает треть этого потока. Если же биткойн намерен потеснить и наличность (а он, конечно же, намерен), цифру следует увеличить ещё как минимум на порядок.

Но реально ли это вообще? Ведь если решать задачу в лоб, придётся увеличить размер блок хотя бы в сто раз — и это только для начала. Сто мегабайт операций каждые десять минут! Полтора десятка гигабайт в сутки! Держать полную базу биткойн-транзакций на домашнем компьютере станет невозможным.

Впрочем, чисто технически здесь всё осуществимо: так, по крайней мере утверждает Гевин Андресен — де-факто руководитель проекта Bitcoin, занявший место Накамото. Андресену увеличение размера блока видится самым простым способом избежать надвигающегося кризиса — и уже со следующего марта он предлагает установить его в 20 Мбайт. По словам Гевина, такое увеличение будет ещё по силам пользователям биткойна: скорости интернет-каналов пока хватит, вычислительных мощностей тоже, хранить все транзакции рядовым клиентам необходимости не будет (есть запас по оптимизациям и оригинальные технические решения, позволяющие уменьшить объём обязательно хранимой информации до вменяемых величин).

Но увеличивать размер дальше? Программа-то справится, но Андресен не уверен в возможностях пользователей (он опасается, в частности, что темпы увеличения скоростей домашнего интернета в ближайшие годы ожидает застой). Впрочем, чего там, многие из участников разработки Bitcoin сомневаются, что радикальное увеличение размера блока вообще способно пройти без проблем — и предлагают, чтобы не рисковать, начать с малых инкрементов.

Гевин Андресен — фактический руководитель проекта Bitcoin. Он верит в криптовалюту, называя её «лучшим золотом чем само золото», имеет эксклюзивный доступ к «тревожной кнопке», позволяющей рассылать всем пользователям сообщения в случае необходимости, и направляет разработку. Очень похоже на роль Линуса Торвальдса, но Гевину приходится тяжелей.

Гевин Андресен — фактический руководитель проекта Bitcoin. Он верит в криптовалюту, называя её «лучшим золотом чем само золото», имеет эксклюзивный доступ к «тревожной кнопке», позволяющей рассылать всем пользователям сообщения в случае необходимости, и направляет разработку. Очень похоже на роль Линуса Торвальдса, но Гевину приходится тяжелей.

И вот тут вырисовывается второе узкое место Bitcoin — по сути, куда более масштабное, чем чисто техническая проблема размера блоков. Дело в том, что до сих пор судьба биткойна находилась и находится в руках технарей: небольшой группы энтузиастов, которые творят с криптовалютой что только им пожелается. Исходники свободны, не нравится — делайте форк (свою криптовалюту) и не мешайте! Вот только принцип этот, проверенный годами на другом гигантском ИТ-проекте — операционной системе Linux — в случае с биткойном может не сработать.

В Linux пользовательская масса защищена от побочных эффектов необязательностью апдейта: каждый волен обновить свою компьютер до последней версии линуксового ядра тогда, когда ему лично это посчитается нужным. С Bitcoin так не получится: радикальные решения, вроде увеличения размера блока, требуют чуть ли не синхронного обновления ПО на всех узлах системы, на компьютере каждого пользователя. Те, кто не обновился вовремя, окажутся автоматически отрезанными от криптовалютной сети: их переводы не будут приниматься. А ведь от нормального функционирования Bitcoin зависят уже тысячи людей, компаний, групп компаний, финансовых систем!

Иначе говоря, процесс внесения изменений в Bitcoin должен кем-то и как-то регулироваться: кучка технарей-энтузиастов, пусть даже и общавшихся с Накамото, на эту роль не годятся. Нужна некоммерческая организация, которая объединила бы все заинтересованные стороны, вне зависимости от их национальности и величины капитала. Ничего подобного у Bitcoin в настоящее время нет (Bitcoin Foundation, учреждённая в 2012 году, квартирует в США и даже там конфликтует с властями, а участники грызутся между собой). И едва ли рождение такой организации обойдётся без дополнительных трудностей…

P.S. В статье использованы иллюстрации CoinDesk, Pixel Logic.

Поделиться
Поделиться
Tweet
Google
 
Читайте также
Санкции: удар по свободному софту
Санкции: удар по свободному софту
Доверяю, следовательно, существую: Ripple — главный конкурент Bitcoin
Доверяю, следовательно, существую: Ripple — главный конкурент Bitcoin
BitCoin для чайников: три друга, конфета и монета (и ещё: почему не важен обменный курс?)
BitCoin для чайников: три друга, конфета и монета (и ещё: почему не важен обменный курс?)
  • как пробный эксперимент распределенной валюты, биткоин свою функцию исполнил.
    и лишние затраты при эксплуатации, только указывают на дикий и не нужный оверхед.

    • dm

      Проблемы биткойна во многом растут из того, что система по факту получилась не настолько распределённая, как хотелось бы: из-за общего одного на всех блокчейна-гроссбуха приходится что-то выдумывать для синхронизации его состояния, отсюда проблемы с масштабируемостью. Притом что уже сейчас разрабатываются новые криптовалютные системы, принципиально лишённые этого недостатка (самой продвинутой из них пока что кажется SAFE Network с её SafeCoin).

      С другой же стороны, в биткойн (и сопутствующие ему сервисы) за эти годы было вложено столько денег и труда, что никакие подобного рода проблемы его уже не убъют. Появление альтернативных, более продвинутых и удобных систем могло бы в этом немного помочь, но даже и в этом случае он будет умирать очень медленно и печально, обрастая в процессе всё большими и большими костылями.

      • Artem Artemenko

        хм, нужна конвертация крипто валют. биткойну биткойнутово. и перелить в более совершенный сосуд.

        • dm

          С конвертацией как таковой особых проблем и так не возникает. Просто цена определяется балансом спроса и предложения, и если вдруг все скопом ринутся куда-то что-то переливать — соответствующие котировки резко изменятся, и большинство «переливающих» (кроме самых первых) могут понести значительные убытки.

          • Artem Artemenko

            Не коммерческой, а математической конвертацией. если есть полноценное новое поколение койнов, то грубо говоря перевод затраченных вычислительных мощностей на одну валюту в другую. Так новая валюта взграмоздится на фундамент старой и при условии без болезненной смены поколений. Доверие к виртуальной валюте возрастет на порядки.

          • dm

            При серьёзной смене алгоритма большие убытки будут терпеть майнеры, поскольку их основные фонды (датацентры) волшебным образом превращаются в тыкву. Там специализированное железо, кроме хешей ничего считать не умеющее.

          • Artem Artemenko

            Это дело ожидаемого будущего.

          • Jean Baptist Emmanuel ZOrg

            >поскольку их основные фонды (датацентры) волшебным образом превращаются в тыкву

            вообще-то майнинговое оборудование для биткойна превращается в тыкву непрерывно, каждую секунду и срок жизни одной модели меньше полугода. В этом смысле майнерам именно биткойна не привыкать.

  • JProgramer

    bitcoin.org до сих пор заблокирован, доступен только через TOR

    • Sentinel

      Наши, отечественные сайты.
      https://plus.google.com/113487108227673259816/posts/ZqFNwiuJSKH
      Хотя bitcoin.org там тоже есть, просто решение суда, вероятно, ещё не исполнено.

      Меня больше сам факт вынесения такого решения порадовал.

      • JProgramer

        Очень нетипичный случай в наше время, к сожалению. Но новость всё же позитивная

  • Алексей Кузнецов

    даже несмотря на эти узкие места, радует, что биткоин все больше понимают и принимают. даже в украине знают, что это такое и с чем его едят, вон конференции всякие даже проводят типа Финтеха, и сервисов много рабочих есть, например btcu.biz, coinlave.com и им подобные, так что идея криптовалют будет по-любому жива)

  • Единственное кардинальное решение — off blockchain transactions

    • dm

      Паллиатив. Кардинальное решение — это вообще забыть про блокчёйн как страшный сон.

  • VIP_DC

    Биткон умрет, да здравствует биткон

  • Степан Смирнов

    Кому биткоин, а кому и Diamond Там хоть доход от хранения идет, а в случае с биткоином, можно заработать только снова дождавшись курса в 1000 долларов :)

  • Алексей

    В России владельцам нескольких заблокированных веб-сайтов удалось через суд добиться сн

    Забавная страна у нас — согласно статье 27 ФЗ «О Центральном банке Российской Федерации» выпуск на территории РФ денежных суррогатов запрещается. Однако Центробанк не запрещает, на прямую, оборот Биткоинов. А суды чего-то там «разблокируют».

    Центробанк у нас, что не подчиняется ФЗ? А Суды разве стали прецедентными и руководствуются уже не Буквой Закона а Духом Закона?

    • Bronx

      «выпуск» != «оборот».

      • Алексей

        //»выпуск» != «оборот».

        А. что в случае с виртуальной «валютой» надо считать — выпуском?
        Это-же просто набор цифр. Где этот набор цифр использован для осуществления платежа/перевода — там он и выпущен.
        Так, что сам факт осуществления платежа/перевода на территории РФ — есть выпуск денежного суррогата, нарушение ФЗ.

        • Bronx

          Ага. А копирование программы — это выпуск программы, значит копирующий должен подпадать под те же регуляции, что и производитель?
          Чушь же полная. «Выпуск» биткойна — это майнинг (и то с натягом). Передача байтов между двумя пользователями сети никак не может быть выпуском чего бы то ни было.

          • Алексей

            //Чушь же полная.

            Вот такая смешная эра. Для маня нет разницы — кинул мне ссылку на продукт разработчик в обмен на номер моей карточки, или «пират» в обмен на просмотр мной рекламы на его сайте.
            На мой взгляд — правильная политика у наших властей — извлекаешь выгоду с контента — пират. А если тебе его » на халяву» дали — то нет. И в самом деле — какая это халява, если ты заплатил самой ликвидной валютой в виртуальном мире — своим вниманием.

          • Bronx

            Неважно, есть ли разница для вас — важно, есть ли она для закона. Передавая номер карточки в обмен на продукт, с точки зрения закона вы не эмитируете никакую валюту. И банк, выпустивший карточку и перекидывающий цифры с аккаунта на аккаунт, тоже ничего не эмитирует. Тогда с чего бы обычный пользователь биткойна стал вдруг эмитентом валюты?

            Даже взять майнера — что он делает? Он реально не выпускает ничего — он лишь оказывает услуги по учёту. Покупает оборудование, тратит электричество (немалое), обсчитывает транзакции с целью предотвратить двойные цепочки, получает от участников небольшую компенсацию за каждую транзакцию. В общем, делает примерно то же, что делает бухгалтер с Excel-ем: сводит баланс.

          • Алексей

            Так, я и не претендую…
            Я как раз и задал вопрос — что в случае с виртуальной «валютой» надо считать — выпуском? С точки зрения Закона.

          • Bronx

            Ничего. Закона о виртуальной валюте не существует, потому что его никто никогда не принимал. Законы принимают исходя из прецедентов, но биткойн — беспрецедентен. В США, например, решили что биткойн больше похож на имущество чем на платёжное средство (http://www.irs.gov/uac/Newsroom/IRS-Virtual-Currency-Guidance), поэтому доход в биткойнах должен облагаться подоходным налогом (income tax) как обычный имущественный доход.

          • Алексей

            Я к тому и клоню — Стоит ли оперировать сущностью, которая не признана тем за, что её выдают создатели?

          • Создатели не выдают биткойн за деньги, это скорее удел поглощённого ажиотажем общества.

            Биткойн — это универсальная система управления имущественными правами.

            «Монеты» — лишь частный случай. Управлять можно чем угодно — это могут быть и права на владение недвижимостью, техникой, акции на бирже, лицензии на ПО — вообще всё, на что хватит фантазии, что будет гарантировать конкретное юридическое лицо в конкретное юрисдикции и что не будет противоречить законам этой юрисдикции. Из практических примеров пока есть лишь системы управления доменами.

            В общем, хоть свою валюту в сети биткойн эмитируй и она будут равноценно и равноправно сосуществовать с другими. То есть тот же Центробанк может эмитировать в сети рубли и считать законным средством платежа только те, которые эмитировал он сам (стартовавшие с определённых кошельков). Так действовал бы законный механизм.

            В случае с биткойн-монетами их никто не эмитирует. Как никто не эмитирует золото, алмазы, нефть и прочие полезные ископаемые. Они свойство системы. Их добычу можно законодательно регулировать, а можно не регулировать. В случае биткойна регулировать нечего. Можно только обложить налогом.

            Монеты ни к одной юрисдикции не принадлежат, никто в отношении них
            ничего не обязуется, они существуют лишь по факту негласного
            общественного договора — «здесь так принято». С равным успехом можно было бы обмениваться ракушками или луковицами тюльпана. Биткойн просто много удобней, чем ракушки или тюльпаны, является ресурсом с гарантированными прогнозируемыми качествами, потому все и соглашаются использовать его как средство обмена — он в этом плане удобен и не более того.

          • kue

            Хитрая каша, но весьма легко разоблачаемая, если рассматривать каждый тезис по отдельности. Если же говорить вообще, то воплощение набора нолей и единиц на любом носителе и в любой «универсальной системе управления имущественными правами» это и есть деньги, как некая арифметическая функция пересчета одних ресурсов общества в другие. Далее, функция денег зависела, зависит и будут зависеть от той скрытой или явной власти, которая лидирует в обществе и не надо городить сказок о том, что можно это как-то не регулировать.

          • Так не создавайте кашу. Права на владение чем-то (в том числе деньгами) — это не деньги сами по себе. Ну примерно как земельных кадастр — это не земля.

            Владеть можно, домом, машиной, но называть их деньгами — немного глупо, хотя ценностью они обладают и при желании их можно использовать как средство обмена. Деньги от всех остальных средств обмена отличаются своей искусственной ценностью.

            Любая власть — предмет общественного договора. То, что общественный договор не совершенен, не справедлив, а часть участников договора — несколько неадекватна и не в состоянии защищать свои права — это уже немного другая тема. Пока общество ведёт себя так, будто существует власть — эта власть действительно существует. То же и с биткойном. Пока общество ведёт себя так, будто он является ценностью, а его правила имеют значение — он существует. Ну, можете с обществом поспорить, конечно, но сути это не поменяет.

    • В суде отстояли право о биткойне говорить, только и всего. Разбанили несколько сайтов, если так понятнее.

      • Sentinel

        «Только и всего»?!

        • Этот возглас относится к посту на который я отвечал :)

    • Алексей

      Прикольно. Как только я начинаю высказывать сомнения в том, что во всех бедах России виновата «кровавая ГБня» или в том, что армия США не самая могущественная в мире — меня тут-же банят.

      Так было на копьюленте, после моего сомнения в обоснованности желаемых США бомбардировок Сирии. Так-же стало и на Российском фермерском портале, который почему-то хостится в Нидерландах. Нет, понятно — наши хостинги тормознутые и поэтому правильные сайты хостятся за бугром. Но почему тогда этот форум постоянно висит? Что-то тут не так. Надо, в током случае, как минимум убрать — .ru. Это после того, как я удивился бану участницы форума, после того как она высказала сомнение в том, что множество разорившихся фермеров, не только препоны Левиафана, но и вполне возможная некомпетентность и инфантильность самих фермеров.

      Вы понимаете? На лицо подавление свободы слова, нормального литературного слова. Но давит это слово не «кровавая ГБня» а самая, что ни наесть либеральная СМИ. Да не просто СМИ, а физически вещающая с территории ЕС.

      Я конечно со своей колокольни сужу. Поэтому, может кто укажет на случаи бана за высказанное литературным языком, логически связной речью, сомнения в тезисах и действиях наших «либералов»?

      • Artem Chudinov

        > Но почему тогда этот форум постоянно висит?
        Очевидно, что виновато не сочетание широты и долготы, а руки-крюки у кого-то там.

        • Ramarren

          У евреев/масонов/иллюминатов? о_0

      • Vokhsam .

        Вы еще верите в либерализм?

  • Пётр

    >Те, кто не обновился вовремя, окажутся автоматически отрезанными от криптовалютной сети: их переводы не будут приниматься
    Я не ковырялся в исходниках, но что-то это выглядит как ерунда, нужно только ввести в протокол опрос на способность принять блок определённого размера/версию софта.

  • kue

    Ага, вот и переход количества в качество вылупился и на этом переходе кто-то уже успел заработать. Герою Чарли Чаплина в «Золотой лихорадке» еще повезло, что у него ботинки были настоящие, кожаные..

    • Роман Лактионов

      самому Чаплину повезло меньше :)
      «The boot was made of licorice, and Chaplin was later rushed to a hospital suffering insulin shock.»

      http://www.imdb.com/title/tt0015864/trivia

Хостинг "ИТ-ГРАД"
© ООО "Компьютерра-Онлайн", 1997-2017
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на "Компьютерру" обязательна.
«Партнер Рамблера» Почта защищена сервером "СПАМОРЕЗ" Хостинг "Fornex"