Nœuds complets et taille de bloc: l’importance de maintenir les coûts de validation bas dans Bitcoin

Éducation Bitcoin

Les nœuds complets sont la pierre angulaire du consensus de Bitcoin, car la validation des transactions est le composant sous-jacent qui donne aux transactions l’authenticité et, par conséquent, la valeur. Sans surprise, réduire les coûts (c’est-à-dire le stockage des données, la bande passante, etc.) associés à l’exécution de ces nœuds de validation a un avantage dans la communauté Bitcoin..

La réduction des coûts d’exploitation de nœuds complets équivaut à une meilleure décentralisation, à un réseau plus robuste et à tous les avantages qui accompagnent la résistance à la censure – à savoir la politique monétaire fixe de Bitcoin. Les bitcoins sont superposés aux validateurs de nœuds complets consensus social sur ce qui constitue le bitcoin, et ce sont les nœuds complets réels qui renforcent les règles de consensus programmables et sociales du protocole de bitcoin.

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Le débat sur les coûts de validation des nœuds a pris plusieurs formes, en particulier le débat apparemment interminable sur la taille des blocs.

Dans l’un des plus prestigieux décisions de compromis, qui a été interprétée subjectivement depuis le départ de Satoshi, la communauté centrale de Bitcoin a maintenu une position conservatrice et strictement liée à la taille des blocs. Des opinions divergentes ont finalement conduit à la scission de Bitcoin Cash de Bitcoin, puis de Bitcoin SV de Bitcoin Cash.

Naturellement, l’objectif de nombreux développeurs et contributeurs de base de bitcoin a été de maintenir les coûts de validation des nœuds complets à un faible niveau. Les sujets vont de la réduction de la charge de stockage des nœuds (c.-à-d. L’élagage des données) à l’amélioration de l’efficacité de la bande passante. Pourquoi?

La viabilité et la durabilité à long terme de Bitcoin, en particulier dans sa résistance au changement arbitraire de sa politique monétaire fixe, dépendent fortement d’un écosystème florissant de validateurs de nœuds complets.

Le débat sur la taille des blocs

De nombreux projets altcoin – dont beaucoup sont des fourchettes de bitcoin – détaillent les changements techniques, souvent des blocs de plus grande taille. Des blocs plus volumineux permettent de contenir plus de données dans chaque cycle de consensus (c’est-à-dire 10 minutes en bitcoin) mais le fait au prix de validateurs de nœuds complets, via une plus grande taille de blockchain et plus d’espace de stockage requis, et un marché de frais potentiellement inexistant suite à la centralisation des mineurs.

De même, les blocs plus volumineux contiennent plus de données, ce qui les expose à des périodes de propagation plus longues et à des retards qui peuvent ouvrir la porte à de nombreux vecteurs d’attaque de la couche réseau.

L’un des points à retenir les plus saillants des blocs plus grands et potentiellement non plafonnés est qu’ils deviennent des supports de stockage de données arbitraires – une menace pour le modèle de sécurité de Bitcoin. Les blocs de Bitcoin contiennent des données de transaction, avec une petite secte confinée aux données aléatoires à l’aide de la fonction OP_RETURN, qui a été un point de friction en soi.

En permettant le stockage arbitraire de données dans la blockchain Bitcoin, en dehors des transactions, Bitcoin peut devenir la cible de parties plus malveillantes. Par exemple, si de grands volumes d’informations politiques clandestines sont publiés dans des blocs de bitcoins plus grands, qui sont dangereux pour un régime autoritaire, l’incitation à attaquer le bitcoin est considérablement accrue..

À l’inverse, l’argument en faveur de blocs plus grands tend à mettre en évidence les avantages de l’évolutivité en chaîne, car le bitcoin nécessite une mise à l’échelle à des couches supérieures au protocole. Cependant, le réseau de foudre de Bitcoin rend progressivement cette perspective erronée à travers un prisme à long terme.

La communauté Bitcoin a par conséquent mis l’accent sur le lissage des coûts de validation au niveau du protocole. Bien qu’il existe de nombreuses propositions en cours pour améliorer le bitcoin en dehors des coûts de validation, des progrès significatifs et la reconnaissance de l’effort en cours prévalent dans la communauté..

Maintenir un stockage plus léger et des charges de bande passante de nœud

Comparé au bitcoin, Ethereum a un énorme problème de stockage de données entre ses mains, illustré par le projet de «loyer de l’état”Système pour Ethereum 2.0. Les nœuds complets d’Ethereum sont si grands, puisqu’il s’agit d’une plate-forme de contrats intelligents, que les développeurs d’Ethereum les appellent “gros nœuds effrayants,»Ce qui rend l’exécution de la validation complète des nœuds complets d’un coût prohibitif pour la grande majorité des utilisateurs.

Bitcoin ne fait pas face à un problème de stockage de nœud de validation aussi démesuré qu’Ethereum, mais néanmoins, il présente des problèmes à long terme.

Le maintien des tailles de bloc plafonnées est un début, mais le débat sur une forme d’élagage de la blockchain ou de validation compactée est susceptible d’attirer plus d’attention dans les années à venir. La taille de la blockchain de Bitcoin augmente de manière linéaire, de sorte que sa taille future est facilement projetée et se situe actuellement autour environ 227 Go.

D’autres propositions, plus récentes, visant à réduire les coûts et à améliorer la connectivité et la sécurité des nœuds de validation se présentent sous la forme de Proposition Erlay à partir de mai plus tôt cette année. Publié par d’éminents développeurs de base de bitcoins Gregory Maxwell, Pieter Wiulle, entre autres, l’article expose une méthode pour réduire les coûts de bande passante, ce qui permettrait simultanément plus de connexions sans le compromis d’augmentations parallèles de la consommation de bande passante..

Selon le papier:

«Nous proposons un nouveau protocole de diffusion des transactions, Erlay, qui non seulement réduit la consommation de bande passante de 40% en supposant la connectivité actuelle, mais maintient également l’utilisation de la bande passante presque constante à mesure que la connectivité augmente. En revanche, le protocole existant augmente la consommation de bande passante de manière linéaire avec le nombre de connexions. En permettant plus de connexions à petit prix, Erlay améliore la sécurité du réseau Bitcoin. Et, comme nous le démontrons, Erlay renforce également le réseau contre les attaques qui tentent de connaître le nœud d’origine d’une transaction. »

Les avantages de sécurité d’Erlay sont essentiels à comprendre. En modifiant le protocole de diffusion de transaction, le nombre de pairs de nœuds à validation complète peut être augmenté (par exemple, jusqu’à 32) sans augmentation parallèle des coûts de bande passante. Le résultat est une connectivité plus résiliente / robuste entre les nœuds de validation, ce qui engendre des avantages immédiats contre des vulnérabilités telles que Attaques Eclipse qui ciblent des nœuds complets spécifiques.

De plus, selon l’article:

«La moitié de la bande passante totale nécessaire pour faire fonctionner un nœud Bitcoin est actuellement utilisée pour simplement annoncer des transactions. Contrairement au relais par blocs, la diffusion des transactions a reçu peu d’attention dans les travaux antérieurs. »

Des coûts de bande passante constants rendent l’exécution d’un nœud complet beaucoup plus viable et vitale sur les ordinateurs grand public.

Conformément à l’amélioration de la sécurité, un autre effet collatéral d’Erlay est la capacité d’atténuer les tentatives de désanonymisation des utilisateurs en localisant l’emplacement IP des diffusions de transactions. D’autres initiatives, comme Dandelion, cherchent également à contourner cette cartographie des transactions, et alors que les chercheurs en sécurité commencent à découvrir plus de vulnérabilités au niveau de la couche réseau de Bitcoin (par exemple., Détournement BGP), il est important que le rôle joué par les coûts de connectivité des nœuds complets prenne une place prépondérante dans les futures considérations de conception de Bitcoin.

Les coûts de validation de Bitcoin sont un élément essentiel de son modèle de sécurité global, à la fois du point de vue des attaques au niveau du réseau et du maintien d’un réseau décentralisé et résistant à la censure qui empêche sa politique monétaire fixe de changer arbitrairement – sans doute sa proposition de valeur cardinale.

Les efforts pour découvrir les vulnérabilités au niveau du nœud complet sont en cours, et il semble que les initiatives de la communauté Bitcoin sont sur le point de faire correspondre ces efforts avec des innovations comme Erlay..

Mike Owergreen Administrator
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