Volle Knoten und Blockgröße: Die Wichtigkeit, die Validierungskosten in Bitcoin niedrig zu halten

Bitcoin Bildung

Vollständige Knoten sind das Lebenselixier des Bitcoin-Konsenses, da die Validierung von Transaktionen die zugrunde liegende Komponente ist, die den Transaktionen Authentizität und anschließend den Wert verleiht. Es ist nicht überraschend, dass die Reduzierung der Kosten (d. H. Datenspeicherung, Bandbreite usw.), die mit dem Ausführen dieser Validierungsknoten verbunden sind, in der Bitcoin-Community eine Prämie darstellt.

Niedrigere Kosten für den Betrieb voller Knoten bedeuten eine bessere Dezentralisierung, ein robusteres Netzwerk und alle Vorteile, die mit Zensurresistenz verbunden sind – nämlich die feste Geldpolitik von Bitcoin. Über den vollständigen Knotenvalidatoren liegt Bitcoin sozialer Konsens Was Bitcoin ausmacht, und es sind die tatsächlichen vollständigen Knoten, die sowohl die programmierbaren als auch die sozialen Konsensregeln des Bitcoin-Protokolls stärken.

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Die Debatte über die Kosten für die Knotenvalidierung hat verschiedene Formen angenommen, insbesondere die scheinbar endlose Debatte über die Blockgröße.

In einem der bekanntesten Kompromissentscheidungen, Dies wurde subjektiv interpretiert, seit Satoshi gegangen ist. Die Kerngemeinschaft von Bitcoin hat eine konservative, streng gebundene Haltung in Bezug auf die Blockgröße beibehalten. Abweichende Meinungen führten schließlich zur Trennung von Bitcoin-Bargeld von Bitcoin und anschließend von Bitcoin-SV von Bitcoin-Bargeld.

Natürlich lag der Fokus vieler Bitcoin-Kernentwickler und Mitwirkender darauf, die Validierungskosten für vollständige Knoten niedrig zu halten. Die Themen reichen von der Reduzierung der Speicherlast von Knoten (d. H. Datenbereinigung) bis zur Verbesserung der Bandbreiteneffizienz. Warum?

Die langfristige Rentabilität und Nachhaltigkeit von Bitcoin, insbesondere in seinem Widerstand gegen eine willkürliche Änderung seiner festen Geldpolitik, hängt stark von einem florierenden Ökosystem von Vollknotenvalidatoren ab.

Die Blockgrößendebatte

Viele Altcoin-Projekte – von denen zahlreiche Gabeln aus Bitcoin sind – enthalten technische Änderungen, oftmals größere Blockgrößen. Größere Blöcke ermöglichen es, dass mehr Daten in jeder Konsensrunde enthalten sind (dh 10 Minuten in Bitcoin), dies jedoch auf Kosten der vollständigen Knotenvalidatoren über eine größere Blockchain-Größe und mehr erforderlichen Speicherplatz sowie einen möglicherweise nicht vorhandenen Gebührenmarkt als Folge der Zentralisierung der Bergarbeiter.

In ähnlicher Weise enthalten größere Blöcke mehr Daten, wodurch sie längeren Ausbreitungsperioden und Verzögerungen ausgesetzt sind, die die Tür zu zahlreichen Angriffsvektoren auf Netzwerkebene öffnen können.

Eine der wichtigsten Erkenntnisse aus größeren und möglicherweise nicht abgedeckten Blöcken besteht darin, dass sie zu Medien willkürlicher Datenspeicherung werden – eine Bedrohung für das Sicherheitsmodell von Bitcoin. Die Blöcke von Bitcoin enthalten Transaktionsdaten, wobei eine kleine Sekte mit der Funktion OP_RETURN, die an sich schon ein Reibungspunkt war, auf zufällige Daten beschränkt ist.

Durch die Aktivierung einer willkürlichen Datenspeicherung innerhalb der Bitcoin-Blockchain außerhalb der Transaktionen kann Bitcoin zum Ziel böswilligerer Parteien werden. Sollten beispielsweise große Mengen verstohlener politischer Informationen in größeren Bitcoin-Blöcken veröffentlicht werden, die für ein autoritäres Regime gefährlich sind, steigt der Anreiz, Bitcoin anzugreifen.

Umgekehrt zeigt das Argument für größere Blöcke tendenziell die Vorteile der Skalierbarkeit in der Kette, da Bitcoin eine Skalierung in Schichten über dem Protokoll erfordert. Das Blitznetzwerk von Bitcoin lässt diese Perspektive jedoch zunehmend durch ein langfristiges Prisma falsch erscheinen.

Die Bitcoin-Community hat daher Wert darauf gelegt, die Validierungskosten auf Protokollebene zu glätten. Obwohl viele Vorschläge zur Verbesserung von Bitcoin außerhalb der Validierungskosten in Arbeit sind, sind in der Community bedeutende Fortschritte und die Anerkennung der laufenden Bemühungen weit verbreitet.

Aufrechterhaltung einer geringeren Speicher- und Knotenbandbreitenlast

Im Vergleich zu Bitcoin hat Ethereum ein enormes Problem bei der Datenspeicherung, wie das vorgeschlagene „Staatsmiete”System für Ethereum 2.0. Die vollständigen Knoten von Ethereum sind so groß, da es sich um eine intelligente Vertragsplattform handelt, dass die Entwickler von Ethereum sie als „große, beängstigende Knoten,Dies macht das Ausführen der vollständigen Validierungs-Vollknoten für die überwiegende Mehrheit der Benutzer unerschwinglich teuer.

Bitcoin hat kein so übergroßes Problem mit der Speicherung von Validierungsknoten wie Ethereum, weist jedoch langfristige Probleme auf.

Die Beibehaltung der begrenzten Blockgröße ist ein Anfang, aber die Debatte über eine Form der Blockchain-Bereinigung oder der komprimierten Validierung wird in den kommenden Jahren wahrscheinlich mehr Aufmerksamkeit erregen. Die Blockchain-Größe von Bitcoin nimmt linear zu, sodass die zukünftige Größe leicht projiziert werden kann und derzeit in der Nähe liegt ungefähr 227 GB.

Andere, neuere Vorschläge zur Kostensenkung und zur Verbesserung der Konnektivität und Sicherheit von Validierungsknoten kommen in Form von Erlay Vorschlag ab Mai Anfang dieses Jahres. Das Papier, das unter anderem von den bekannten Bitcoin-Kernentwicklern Gregory Maxwell und Pieter Wiulle veröffentlicht wurde, beschreibt eine Methode zur Reduzierung der Bandbreitenkosten, die gleichzeitig mehr Verbindungen ermöglichen würde, ohne den parallelen Anstieg des Bandbreitenverbrauchs abzuwägen.

Laut dem Papier:

„Wir schlagen ein neues Transaktionsverbreitungsprotokoll vor, Erlay, das nicht nur den Bandbreitenverbrauch unter der Annahme der aktuellen Konnektivität um 40% reduziert, sondern auch die Bandbreitennutzung mit zunehmender Konnektivität nahezu konstant hält. Im Gegensatz dazu erhöht das vorhandene Protokoll den Bandbreitenverbrauch linear mit der Anzahl der Verbindungen. Durch das Zulassen von mehr Verbindungen zu geringen Kosten verbessert Erlay die Sicherheit des Bitcoin-Netzwerks. Und wie wir zeigen, schützt Erlay das Netzwerk auch vor Angriffen, die versuchen, den Ursprungsknoten einer Transaktion zu ermitteln. “

Die Sicherheitsvorteile von Erlay sind wichtig zu verstehen. Durch Ändern des Transaktions-Broadcast-Protokolls können die Peer-Zählungen von vollständig validierenden Knoten erhöht werden (z. B. Berichten zufolge bis zu 32), ohne dass die Bandbreitenkosten parallel erhöht werden. Das Ergebnis ist eine stabilere / robustere Konnektivität zwischen Validierungsknoten, die unmittelbare Vorteile gegenüber Schwachstellen wie z Eclipse-Angriffe die auf bestimmte vollständige Knoten abzielen.

Zusätzlich laut dem Papier:

„Die Hälfte der gesamten Bandbreite, die für den Betrieb eines Bitcoin-Knotens benötigt wird, wird derzeit nur zur Ankündigung von Transaktionen verwendet. Im Gegensatz zu Block Relay hat die Verbreitung von Transaktionen in früheren Arbeiten wenig Beachtung gefunden. “

Konsistente Bandbreitenkosten machen den Betrieb eines vollständigen Knotens auf Consumer-Computern wesentlich rentabler und lebenswichtiger.

Im Einklang mit der verbesserten Sicherheit besteht ein weiterer Nebeneffekt von Erlay darin, dass Versuche, Benutzer zu dekanonymisieren, durch die Ermittlung des IP-Standorts von Transaktionssendungen gemindert werden können. Andere Initiativen wie Dandelion versuchen ebenfalls, eine solche Transaktionszuordnung zu umgehen, und da Sicherheitsforscher beginnen, mehr Schwachstellen auf der Netzwerkebene von Bitcoin aufzudecken (z., BGP-Entführung) ist es wichtig, dass die Rolle der Konnektivitätskosten für vollständige Knoten bei den zukünftigen Entwurfsüberlegungen von Bitcoin eine herausragende Rolle spielt.

Die Validierungskosten von Bitcoin sind ein kritischer Bestandteil des Gesamtsicherheitsmodells, sowohl aus Sicht der Angriffe auf Netzwerkebene als auch aus der Aufrechterhaltung eines dezentralen, zensurresistenten Netzwerks, das verhindert, dass sich die festgelegte Geldpolitik willkürlich ändert – wohl das zentrale Wertversprechen.

Die Bemühungen, Schwachstellen auf der Ebene der gesamten Knoten aufzudecken, dauern an, und es scheint, dass die Initiativen der Bitcoin-Community bereit sind, diese Bemühungen mit Innovationen wie Erlay in Einklang zu bringen.

Mike Owergreen Administrator
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