داده ها نشان می دهد که شبکه لایتنینگ بیت کوین مشکل مقیاس پذیری را حل کرده است

این یک سرمقاله نظری توسط استانیسلاو کوزلوفسکی، مهندس نرم افزار و محقق اقتصاد کلان است.

بسیاری از بیت‌کوین‌ها درباره «عدم مقیاس‌پذیری» بیت‌کوین شنیده‌اند – این یکی از رایج‌ترین انتقاداتی است که هم از سوی رقبای پرخور ارز دیجیتال و هم بازیگران مستقر علیه این پروژه انجام می‌شود.

برخی از قدیمی‌ها ممکن است جنگ‌های داغ و بحث‌برانگیز بلاک‌سایز سال‌های 2015 تا 2017 را به یاد بیاورند که با کمک خودی‌های صنعت، بیشتر هدفشان این بود که با افزایش حداکثر اندازه بلاک، بیت‌کوین را به تراکنش‌های بیشتری تبدیل کنند و با انجام این کار، تقریباً سابقه‌ای ایجاد کردند. بیت کوین را تغییر داد دوره آینده برای همیشه.

هر دوی این مسائل در نهایت در سمت اشتباه تاریخ رها خواهند شد. در این مقاله، ما می خواهیم نشان دهیم که چگونه شبکه لایتنینگ به مشکلات مقیاس پذیری بیت کوین رسیدگی می کند و بدون شک ثابت می کند که تصمیم بلوک کوچک در نهایت تصمیم درستی بوده است.

محدودیت ها و انتخاب های لایه پایه

قبل از اینکه بفهمیم شبکه لایتنینگ چه چیزی را حل می کند، ابتدا باید بفهمیم مشکل ذاتی چیست. به زبان ساده: شما نمی توانید یک بلاک چین را برای اعتبارسنجی کل معاملات جهان به روشی غیرمتمرکز مقیاس کنید.

بلاک چین ها از یک محدودیت ذاتی رنج می برند که آنها را مجبور می کند بین سه کیفیت معاوضه کنند – یک کیفیت سیستم آنها باید به سمت دو کیفیت دیگر برود. همانطور که در تصویر بالا نشان داده شده است، یک بلاک چین تنها می تواند دو ویژگی از این سه ویژگی را داشته باشد:

• غیر متمرکز: تحت کنترل هیچ حزب واحد یا تعداد کمی از نخبگان نیست
• مقیاس پذیر: مقیاس به تعداد کافی تراکنش
• ایمن: حمله و شکستن غیرقابل تغییر آن آسان نیست

شایان ذکر است که همه این ویژگی ها در طیف های جداگانه و پیچیده ای قرار دارند. به عنوان مثال، شما بیش از یک آستانه خاص "امن" نمی شوید، آن بسیار وابسته است در مورد استفاده و بسیاری از ویژگی های مختلف.

بیت کوین به دلایلی کند است. صراحتاً بخش‌های «امنیت» و «غیرمتمرکز» سه‌گانه را بهینه‌سازی کرد و «مقیاس‌پذیری» (تراکنش‌ها در هر ثانیه) را در حاشیه گذاشت.

درک کلیدی این است که دقیقاً مانند اینترنت و سیستم مالی امروزی، بهینه‌تر است که کل سیستم از لایه‌های جداگانه تشکیل شود، جایی که هر لایه برای چیزهای مختلف بهینه می‌شود و برای موارد مختلف استفاده می‌شود.

بیت کوین، لایه پایه، یک دفتر کل عمومی تکرار شده در سطح جهانی است – هر تراکنش برای هر شرکت کننده در شبکه پخش می شود. بدیهی است که عملاً نمی توان چنین دفتری را برای تطبیق با نرخ تراکنش رو به رشد کل جهان تنظیم کرد. جدا از غیرعملی بودن و آسیب رساندن به حریم خصوصی، معایب آن بسیار بیشتر از مزایای ناچیز آن است.

در آن روز، جنگ داخلی بزرگی بین جامعه آنلاین در جریان بود که بیت کوین برای افزایش ظرفیت تراکنش باید چه کاری انجام دهد. وجود دارد بحث و جدل بزرگ در این داستان و تا حد زیادی همان چیزی است که بیت کوین را شکل داد تا آنچه که امروز است باقی بماند - یک جنبش مردمی، از پایین به بالا که در آن مردم متوسط (plebs)، در مجموع با یکدیگر، قوانین شبکه را دیکته می کنند.

"جنگ Blocksize” نوشته جاناتان بیر نبرد بین حامیان شبکه غیرمتمرکز را نشان می دهد که خواهان بهترین چیز برای دوام درازمدت شبکه هستند و حرص و آز و تبلیغاتی که توسط بازیگران و شرکت های بزرگ برای پیشبرد برنامه های کسب قدرت و منفعت خود ادامه می دهند.

به طور خلاصه، بیت کوین به یک فورک شکست خورده به نام «بیت کوین کش» تبدیل شد.

پسر کوچولو در نهایت برنده شد - بیت کوین در انتخاب طراحی بدی که می تواند تمرکززدایی، امنیت یا آن را به خطر بیندازد عجله نکرد. مقاومت در برابر سانسور. این تصمیم عملاً برای مقیاس‌بندی بیت‌کوین از طریق لایه‌ها، معرفی لایه‌های دوم که جدا از بیت‌کوین کار می‌کنند و وضعیت خود را به شبکه اصلی، کندتر اما امن‌تر کنترل می‌کنند، گرفته شد.

در مقابل، فورک آشکارا ناموفق بیت کوین کش با افزایش اندازه بلوک خود، تمام امیدهای تمرکززدایی را قربانی کرد. 32 مگابایت, 32 برابر بیشتر از بیت کوین، فقط برای حداکثر 50 پرداخت در ثانیه روی زنجیره پایه

اندازه بلوک

هر بلوک بیت کوین دارای یک سقف در اندازه خود است و این نشان دهنده حد بالایی است که تعداد تراکنش ها می تواند در داخل یک بلوک وجود داشته باشد. اگر تقاضا از مقدار تراکنش هایی که یک بلوک می تواند داشته باشد بیشتر شود، بلوک پر می شود و تراکنش ها در بلوک تایید نشده باقی می مانند. mempool. کاربران شروع به پیشی گرفتن از یکدیگر از طریق کارمزد قابل تنظیم تراکنش می کنند تا تراکنش آنها توسط ماینرها لحاظ شود، آنها تشویق می شوند تراکنش های پردرآمد را انتخاب کنند.

یک راه حل ساده برای این امر این است که به سادگی محدودیت اندازه بلوک را افزایش دهیم - یعنی اجازه دهیم تراکنش های بیشتری در یک بلوک گنجانده شود. عوارض جانبی منفی این امر به اندازه کافی ظریف است که حتی روشنفکران مثل ایلان ماسک اشتباه کرد از پیشنهاد آن

افزایش اندازه بلوک اثرات مرتبه دومی دارد که عدم تمرکز شبکه را کاهش می دهد. با افزایش اندازه بلوک، هزینه اجرای یک گره در شبکه افزایش می یابد.

در بیت کوین، هر گره باید هر تراکنش را ذخیره و اعتبار سنجی کند. علاوه بر این، تراکنش مذکور باید به همتایان گره منتشر شود، که این امر پهنای باند مورد نیاز شبکه را برای پشتیبانی از تراکنش‌های بیشتر چند برابر می‌کند. هر چه تراکنش ها بیشتر باشد، نیازهای پردازش (CPU) و ذخیره سازی (دیسک) شبکه برای هر گره بیشتر می شود. از آنجایی که اجرای یک گره هیچ سود مالی ندارد، انگیزه اجرای یک گره به طور نامتناسبی هر چه پرهزینه تر باشد کاهش می یابد.

اگر بخواهیم بیت کوین تا حد اوج ظرفیت ادعایی ویزا مقیاس شود، اگر بخواهیم آن را به اعداد بیان کنیم (24,000 تراکنش در ثانیه) یک گره به 48 مگابایت در ثانیه نیاز دارد فقط برای دریافت تراکنش ها از طریق شبکه نقشه زیر میانگین سرعت اینترنت در جهان را نشان می دهد:

همانطور که می بینید، بخش عظیمی از سرعت متوسط ​​جهان آنها را از توانایی اجرای یک گره تحت این شرایط محروم می کند. توجه داشته باشید که سرعت متوسط ​​حاکی از آن است که بسیاری از آنها حتی کمتر از آستانه گفته شده هستند. علاوه بر این، این واقعیت را در نظر نمی گیرد که یک کاربر از پهنای باند خود استفاده های دیگری خواهد داشت - تعداد کمی از افراد فداکار 50 درصد از پهنای باند اینترنت خود را برای یک گره بیت کوین اختصاص می دهند.

مهمتر از آن، مقدار داده ای که این تولید می کند، ذخیره عملی آن را برای هیچ کس غیرممکن می کند - منجر به تولید 518 گیگابایت داده در روز یا 190 ترابایت داده در سال می شود.

علاوه بر این، چرخش یک گره جدید مستلزم آن است که فرد تمام این پتابایت داده را دانلود کند و هر امضا را تأیید کند - هر دوی این موارد باعث می شود چرخش یک گره جدید زمان زیادی (سالها) طول بکشد.

و بدتر از آن، 24,000 تراکنش در ثانیه به خودی خود یک شبکه پرداخت جهانی واقعا منحصر به فرد را ایجاد نمی کند. ویزا تنها شبکه پرداخت در جهان نیست و جهان هر روز بیشتر به هم متصل می شود.

لایتنینگ شبکه 101

شبکه رعد و برق یک است شبکه لایه دوم جداگانه که در بالای شبکه اصلی بیت کوین کار می کند. به زبان ساده تراکنش های بیت کوین را دسته بندی می کند.

برای دسترسی به آن، باید گره خود را اجرا کنید یا از گره شخص دیگری استفاده کنید. شبکه دو مفهوم دارد که برای اهداف اینجا قابل درک است:

• A گره صاعقه: نرم افزار مجزایی که با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و شبکه همتا به نظیر جدیدی را تشکیل می دهند.
• کانال ها: ارتباطی که بین دو باز می شود گره های صاعقه، اجازه می دهد تا پرداخت ها بین آنها جریان یابد.

یک کانال به معنای واقعی کلمه یک تراکنش لایه پایه بیت کوین است که کانال را به زنجیره امن متصل می کند.

هنگامی که دو گره یک کانال را بین یکدیگر باز می کنند، پرداخت ها بین آنها جریان می یابد. هر پرداخت بعدی وضعیت کانال را تغییر می‌دهد، از نظر رمزنگاری وضعیت قبلی را باطل می‌کند و وضعیت جدید را در حافظه و دیسک هر دو گره بررسی می‌کند، اما به طور بحرانی، نه به زنجیره پایه.

کانال ها می توانند و به نظر من در حالت ایده آل باید برای مدت طولانی باز بمانند (مثلاً یک سال یا بیشتر). اگر نودها تصمیم بگیرند کانال خود را ببندند، آخرین موجودی آنها پس از تمام پرداخت های خارج از زنجیره به کیف پول اصلی آنها باز می گردد. این از نظر رمزنگاری توسط قراردادهای قفل شده درهم شده (HTLC) و امضاهای دیجیتالی ایمن شده است که برای اهداف این مقاله به جزئیات آنها نمی پردازیم.

این به فرد امکان می دهد میلیاردها پرداخت را در دو تراکنش زنجیره ای دسته بندی کند - یکی برای باز کردن کانال و دیگری برای بستن آن. پس از تکمیل پرداخت، غیرقابل انکار است که آخرین موجودی بین همه طرفین چقدر است (با فرض اینکه گره ها به طور اضافی نقاط بازرسی کانال خود را ذخیره می کنند).

به طور بحرانی، برای پرداخت به آنها نیازی نیست مستقیماً به طرف دیگری متصل شود - کانال ها می توانند توسط گره های دیگر در شبکه استفاده شوند تا دسترسی آنها را افزایش دهند. به عبارت دیگر، اگر آلیس به باب و باب به کارولین وصل شود، آلیس و کارولین می توانند به طور یکپارچه از طریق باب به یکدیگر پرداخت کنند.

مقیاس پذیری رعد و برق

همانطور که اکنون ثابت خواهیم کرد، شبکه لایتنینگ در حال حاضر برای پشتیبانی از 16,264 تراکنش در ثانیه مقیاس می‌شود و بنابراین مشکل مقیاس‌پذیری را حل می‌کند و در عین حال تمام مزایایی را که بیت‌کوین ارائه می‌دهد حفظ می‌کند - عدم مجوز، کمیاب، حاکمیت کاربر، قابل حمل بودن، قابلیت تأیید، عدم تمرکز و مقاومت در برابر سانسور.

برای اینکه پرداخت از طریق شبکه راه پیدا کند، معمولاً باید از چندین کانال پرداخت عبور کند. برای پاسخ به اینکه شبکه می‌تواند در یک ثانیه چند پرداخت انجام دهد، باید بفهمیم که یک کانال متوسط ​​چند تا را پشتیبانی می‌کند.

آمارها نشان می‌دهد که میانگین پرداخت‌ها در حدود است سه کانال.

La اعداد معیار ما برای این تجزیه و تحلیل از ظرفیت خروجی هر گره استفاده خواهیم کرد، نه برای هر کانال. بنابراین، به اشتباه فرض می‌کنیم که هر گره فقط یک کانال دارد. گفته می شود گره LND پیش فرض می تواند 33 پرداخت در ثانیه را با یک ماشین مناسب (8 vCPU، 32 گیگابایت حافظه) طبق معیار انجام دهد.

با 16,266 گره در شبکه (از نوامبر 2022)، با فرض اینکه هر پرداخت باید از طریق سه کانال (چهار گره) انجام شود، شبکه باید بتواند در هر ثانیه حدود 134,194 پرداخت را انجام دهد.

یعنی هر پرداخت باید از طریق یک گروه چهار گره انجام شود و 4,066 گروه منحصر به فرد در شبکه وجود دارد. با فرض اینکه هر گره بتواند 33 پرداخت در ثانیه انجام دهد، 4,066 را در 33 ضرب می کنیم تا به 134,194 برسیم.

اکنون، برای واقع‌بینانه بودن: هر گره‌ای ماشینی مانند آنچه در بنچمارک است اجرا نمی‌کند – بسیاری از آن‌ها هستند به سادگی در حال اجرا روی رزبری پای خوشبختانه، برای اینکه بتوانید سیستم های پرداخت فعلی را شکست دهید، کار زیادی لازم نیست.

صاعقه در مقابل پرداخت های سنتی

یافتن اعداد معتبر در مورد حداکثر ظرفیت سیستم‌های پرداخت سنتی دشوار است، بنابراین ما به میانگین نرخ پرداخت آنها در طول سال مالی 2021 تکیه خواهیم کرد. ما آن را با ظرفیت تئوری لایتنینگ مقایسه خواهیم کرد، زیرا برعکس، دریافت میانگین نرخ پرداخت ها در لایتنینگ به دلیل خصوصی بودن آن غیرممکن است و همچنین توانایی را آشکار نمی کند زیرا تقاضا برای پرداخت های لایتنینگ هنوز نسبتاً کم است. این مقایسه به ما ایده ای می دهد که یک گره Lighting به چند پرداخت نیاز دارد تا بتواند مسیریابی کند تا بتواند از نظر مالی سنتی رقابت کند.

اره ویزا 165 میلیارد پرداخت در سال 2021، اره پی پال 19.3 میلیارد پرداخت در سراسر پلتفرم خود و FedWire دید 204 میلیون. برای سال 7,372 به ترتیب به 612، 6.5 و 2021 پرداخت در ثانیه می رسد. 2.44 پرداخت در ثانیه در سال 2021 و حداکثر تا هفت در ثانیه مقیاس می شود.

اعداد امیدوارکننده هستند - هر گره لایتنینگ لازم است تا بتواند درست انجام دهد چهار پرداخت در ثانیه به منظور شکست دادن شبکه های پرداخت فعلی حداقل دو برابر. با این نرخ، 4,066 گروه چهار گره منحصر به فرد می توانند به 16,264 پرداخت در ثانیه دست یابند - 2.2 برابر بیشتر از بزرگترین رقیب، Visa.

برای بدتر شدن اوضاع برای شبکه‌های پرداخت سنتی، متوسط ​​کارمزد تراکنش لایتنینگ است 13 برابر کمتر ویزا - ٪۱۰۰ در مقایسه با ٪۱۰۰.

شایان ذکر است که همیشه می توان با ایجاد گره های جدید به مقیاس شبکه لایتنینگ ادامه داد. از آنجایی که همتا به همتا است، تا زمانی که گره‌ها در شبکه رشد کنند، مقیاس‌پذیری آن از لحاظ نظری نامحدود است.

علاوه بر این، معیار ذکر شده توسط Bottlepay نشان می دهد که هیچ مسدود کننده فنی واقعی برای پیاده سازی گره لایتنینگ وجود ندارد تا در نهایت به 1,000 پرداخت در ثانیه برسد. در چنین تعداد، شبکه است جاری توان عملیاتی نزدیک به چهار میلیون در ثانیه خواهد بود، البته با افزایش تعداد گره ها چه مقدار خواهد بود.

و در آخر، شایان ذکر است که شبکه لایتنینگ هنوز نرم افزار بسیار نابالغی است و مقدار مناسبی از بهینه سازی های آینده، هم در پروتکل و هم در پیاده سازی های آن، باید انجام شود. منابع از نظر توسعه‌دهندگان تنها محدودیت کوتاه‌مدت برای افزایش مقیاس‌پذیری است، که به حق در رتبه دوم پس از موارد مهم‌تری قرار گرفته است. قابلیت اطمینان.

برای ایجاد حس پیشرفت در آنجا، River Financial اخیراً به اشتراک گذاشته شده است که نرخ موفقیت پرداخت آن 98.7٪ در اندازه متوسط ​​46 دلار است که به طرز شگفت انگیزی بهتر از اولین داده های در دسترس عمومی که می تواند از سال 2018 پیدا کند، که در آن تراکنش های 5 دلاری در 48٪ مواقع با شکست مواجه می شدند.

نتیجه

در این مقاله، ما تمام ایرادات منفی مقیاس‌پذیری بلاک چین بیت‌کوین را از طریق افزایش اندازه بلاک لایه پایه، به ویژه به شدت به خطر انداختن تمرکززدایی آن و در نهایت ناتوانی در دستیابی به هدف خود برای رسیدن به مقیاس‌پذیری عظیم مورد نیاز برای خواسته‌های یک شبکه پرداخت جهانی، آشکار کردیم. داشته و در آینده نیز به طور فزاینده ای خواهد داشت.

ما نشان دادیم که شبکه لایتنینگ به‌عنوان راه‌حل لایه دوم، مشکل مقیاس‌پذیری را با حفظ تمام مزایای بیت‌کوین حل می‌کند و در عین حال آن را فراتر از آنچه که هر راه‌حل لایه پایه وعده می‌دهد، مقیاس می‌دهد.

این یک پست مهمان از استانیسلاو کوزلوفسکی است. نظرات بیان شده کاملاً متعلق به خود آنها است و لزوماً نظرات BTC Inc یا مجله Bitcoin را منعکس نمی کند.