נתונים מראים שרשת Lightning של ביטקוין פתרה את בעיית המדרגיות

זהו מאמר מערכת של סטניסלב קוזלובסקי, מהנדס תוכנה וחוקר מאקרו-כלכלי.

ביטקוינים רבים שמעו על "חוסר המדרגיות" של ביטקוין - זוהי אחת הביקורות הנפוצות ביותר שמושמעות נגד הפרויקט הן על ידי מתחרים גרגרנים של מטבעות קריפטוגרפיים והן על ידי גורמים ממסדיים מכהנים.

כמה ותיקים אולי זוכרים את מלחמות הבלוק סייז הלוהטות והשנוונות בשנים 2015 עד 2017, אשר, בסיועם של מקורבים בתעשייה, נועדו ברוב המקרים להפוך את הביטקוין להרחיב עסקאות רבות יותר על ידי הגדלת גודל הבלוק המקסימלי ועל ידי כך, היו כמעט תקדים. שינה את הביטקוין קורס עתידי לנצח.

שני הנושאים הללו יתבררו בסופו של דבר כמושארים בצד הלא נכון של ההיסטוריה. ביצירה זו, אנו הולכים להראות כיצד רשת Lightning מטפלת בבעיות המדרגיות של ביטקוין וללא ספק מוכיחה שההחלטה על הבלוק הקטן הייתה בסופו של דבר הנכונה.

מגבלות ואפשרויות של שכבת בסיס

לפני שנבין מה פותרת רשת Lightning, עלינו להבין תחילה מה הבעיה הטבועה. במילים פשוטות: אתה לא יכול לשנות את קנה המידה של בלוקצ'יין כדי לאמת את כל העסקאות בעולם בצורה מבוזרת.

בלוקצ'יין סובלים ממגבלה אינהרנטית אשר מאלצת אותם להחליף בין שלוש איכויות - איכות אחת של המערכת שלהם צריכה ללכת על השתיים האחרות. כפי שמוצג בתמונה לעיל, בלוקצ'יין יכול להיות רק שתיים משלוש התכונות הללו בצורה מהימנה:

• מבוזר: לא נשלט על ידי אף מפלגה בודדת או מספר קטן של אליטות
• ניתן להרחבה: קנה מידה למספר מספיק של עסקאות
• מאובטח: לא קל לתקוף ולשבור את האינווריאציות שלו

ראוי לציין שכל המאפיינים הללו יושבים על ספקטרום נפרד ומורכב. למשל, אתה לא הופך ל"בטוח" מעל סף מסוים, זה מאוד תלוי על מקרה השימוש ומאפיינים רבים ושונים.

ביטקוין איטי מסיבה כלשהי. הוא בחר במפורש לייעל את קטעי ה"אבטחה" וה"ביזור" של הטרילמה, והותיר את ה"סקלביליות" (עסקאות בשנייה) בצד.

ההבנה העיקרית היא שבדומה למערכת האינטרנט והפיננסית של היום, אופטימלי יותר לכלול את כל המערכת של שכבות נפרדות, כאשר כל שכבה מבצעת אופטימיזציה לדברים שונים ומשמשת אותם.

ביטקוין, שכבת הבסיס, הוא ספר חשבונות ציבורי משוכפל גלובלי - כל עסקה משודרת לכל משתתף ברשת. ברור שאי אפשר להרחיב פנקס כזה באופן מעשי כדי להכיל את שיעור העסקאות הגדל בעולם כולו. מלבד היותו בלתי מעשי ופוגע בפרטיות, החסרונות שלו עולים בהרבה על היתרונות הבלתי משמעותיים שלו.

בזמנו, הייתה מלחמת אזרחים גדולה בין הקהילה המקוונת במה שביטקוין צריך לעשות כדי להגדיל את יכולת תפוקת העסקאות שלו. יש מחלוקת גדולה ומקוממת בסיפור הזה והוא במידה רבה מה שעיצב את הביטקוין להישאר מה שהוא היום - תנועה עממית, מלמטה למעלה שבה האנשים הממוצעים (פלבס), במצטבר אחד עם השני, מכתיבים את חוקי הרשת.

"מלחמת הבלוקסייז" מאת ג'ונתן ביאר ממחיש את הקרב בין תומכי הרשת המבוזרת שרוצים את הטוב ביותר עבור כדאיות הרשת לטווח הארוך, לבין החמדנות והתעמולה המונצחים על ידי שחקנים ותאגידים גדולים כדי לקדם את אג'נדות השגת הכוח ושאיפות הרווח שלהם.

בקיצור, הביטקוין חולץ למזלג כושל בשם "ביטקוין מזומן".

הבחור הקטן ניצח בסופו של דבר - ביטקוין לא מיהר שום בחירות עיצוב רעות שיבואו לסכן את הביזור, האבטחה שלו או התנגדות לצנזורה. ההחלטה התקבלה למעשה להרחיב את הביטקוין בשכבות, תוך הצגת שכבות שניות שעובדות בנפרד מהביטקוין ומחסנות את מצבן לרשת הראשית, האיטית יותר אך מאובטחת יותר.

בניגוד גמור, המזלג הבלתי מוצלח בעליל Bitcoin Cash הקריב את כל התקוות לביזור על ידי הגדלת גודל הבלוק שלו ל מגה 32, פי 32 יותר מביטקוין, עבור מקסימום של 50 תשלומים לשנייה על שרשרת הבסיס.

גודל חסום

לכל בלוק ביטקוין יש מכסה על הגודל שלו וזה מציין את הגבול העליון של כמה עסקאות יכולות להתקיים בתוך הבלוק. אם הביקוש גדל כדי לעלות על כמות העסקאות שיכולות להיות לחסום, החסימה מתמלאת והעסקאות נותרות ללא אישור ב- mempool. משתמשים מתחילים להציע מחיר גבוה יותר זה מזה באמצעות עמלת העסקאות המתכווננת על מנת שהעסקה שלהם תיכלל על ידי הכורים, אשר מתמריצים לבחור את העסקאות המשתלמת ביותר.

פתרון נאיבי לכך יהיה פשוט להגדיל את מגבלת גודל הבלוק - כלומר לאפשר לכלול יותר עסקאות בבלוק. תופעות הלוואי השליליות של זה עדינות מספיק שאפילו אינטלקטואלים כמו אילון מאסק עושה את הטעות של להציע את זה.

להגדלת גודל הבלוק יש השפעות מסדר שני שמקטינות את הביזור של הרשת. ככל שגודל הבלוק גדל, העלות להפעלת צומת ברשת עולה.

בביטקוין, כל צומת צריך לאחסן ולאמת כל עסקה. יתרה מכך, העסקה האמורה צריכה להיות מופצת לעמיתים של הצומת, מה שמכפיל את דרישות רוחב הפס של הרשת לתמיכה בעסקאות נוספות. ככל שיותר עסקאות, כך גדלות דרישות העיבוד (CPU) והאחסון (דיסק) של הרשת עבור כל צומת. מכיוון שהפעלת צומת אינה מניבה יתרונות כספיים, התמריץ להפעיל אחד פוחת באופן לא פרופורציונלי ככל שהוא יקר יותר.

אם להתייחס למספרים, אם ביטקוין יגיע אי פעם לרמות שיא הקיבולת לכאורה של ויזה (24,000 עסקאות לשנייה) צומת יצטרך 48 מגה בייט לשנייה רק כדי לקבל את העסקאות דרך הרשת. להלן מפה המציגה את מהירות האינטרנט הממוצעת בעולם:

כפי שאתה יכול לראות, חלק עצום מהמהירות הממוצעת בעולם יוציא אותם מהיכולת להפעיל צומת בתנאים אלה. שימו לב שהמהירות הממוצעת מרמזת שרבים אפילו נמוכים מהסף האמור. בנוסף, זה לא מסביר את העובדה שלמשתמש יהיו שימושים אחרים ברוחב הפס שלו - מעט אנשים חסרי אנוכיות יקדישו 50% מרוחב הפס האינטרנט שלהם לצומת ביטקוין.

חשוב מכך, כמות הנתונים שזה ייצור לא תאפשר לאף אחד לאחסן אותם בפועל - זה יביא ל-518 גיגה-בייט של נתונים ביום, או 190 טרה-בייט של נתונים בשנה.

יתר על כן, יצירת צומת חדש תדרוש אחד להוריד את כל הפטאבייטים האלה של נתונים ולאמת כל חתימה - שתיהן יגרמו לכך שלצומת חדש ייקח זמן רב (שנים) להופיע.

וכדי להחמיר את המצב, 24,000 עסקאות בשנייה אינן מהוות רשת תשלומים גלובלית ייחודית כשלעצמה. ויזה היא לא רשת התשלומים היחידה בעולם, והעולם הולך ומקושר מדי יום.

Lightning Network 101

רשת ברק היא א רשת נפרדת בשכבה השנייה שעובד על גבי רשת הביטקוין הראשית. במילים פשוטות, זה מקבץ עסקאות ביטקוין.

כדי לגשת אליו, אתה צריך להפעיל צומת משלך או להשתמש בצומת של מישהו אחר. לרשת יש שני מושגים שכדאי להבין למטרות כאן:

• A צומת ברק: תוכנה נפרדת המתקשרת זו עם זו ומהווה רשת עמית לעמית חדשה.
• ערוצים: חיבור שנפתח בין שניים צמתי ברק, המאפשר לזרום תשלומים ביניהם.

ערוץ הוא ממש עסקת שכבת בסיס ביטקוין, המעגנת את הערוץ לשרשרת המאובטחת.

ברגע ששני צמתים פותחים ערוץ אחד לשני, התשלומים מתחילים לזרום ביניהם. כל תשלום עוקב משנה את מצב הערוץ, מבטל באופן קריפטוגרפי את הישן ומצביע על החדש בזיכרון ובדיסק של שני הצמתים, אבל באופן קריטי, לא לשרשרת הבסיס.

ערוצים יכולים ולדעתי באופן אידיאלי צריכים להישאר פתוחים לאורך זמן (למשל שנה או יותר). אם הצמתים יחליטו אי פעם לסגור את הערוץ שלהם, היתרה האחרונה שלהם לאחר כל התשלומים מחוץ לרשת תוחזר לארנק המקורי שלהם. זה מאובטח מבחינה קריפטוגרפית על ידי חוזים מגובבים בזמן נעולים (HTLC) וחתימות דיגיטליות, אשר לא נפרט למטרות מאמר זה.

זה מאפשר לאחד מיליארדי תשלומים לשתי עסקאות בשרשרת - אחת לפתיחת הערוץ ואחת לסגירתו. לאחר השלמת תשלום, אין עוררין על היתרה העדכנית ביותר בין כל הצדדים (בהנחה שצמתים מאחסנים באופן מיותר את נקודות הבידוק של הערוץ שלהם).

באופן קריטי, לא צריך להיות מחובר ישירות לגורם אחר כדי לשלם להם - ערוצים יכולים לשמש צמתים אחרים ברשת כדי להגדיל את הנגישות שלהם. במילים אחרות, אם אליס מחוברת לבוב ובוב מחובר לקרוליין, אליס וקרוליין יכולות לשלם זו לזו בצורה חלקה דרך בוב.

מדרגיות ברק

כפי שנוכיח כעת, רשת Lightning כבר מתארכת לתמוך ב-16,264 עסקאות בשנייה היום ולכן פותרת את בעיית המדרגיות תוך שמירה על כל היתרונות שיש לביטקוין להציע - חוסר הרשאות, מחסור, ריבונות משתמשים, ניידות, אימות, ביזור ועמידות לצנזורה.

כדי שתשלום יעבור דרך הרשת, הוא בדרך כלל צריך לעבור דרך מספר ערוצי תשלום. כדי לענות על כמה תשלומים הרשת יכולה לבצע בשנייה, עלינו להבין בכמה תשלומים ערוץ ממוצע תומך.

הסטטיסטיקה מראה שהתשלום הממוצע עובר סביב שלושה ערוצים.

אל האני מספרי אמת מידה אנו נשתמש עבור ניתוח זה בעלי קיבולת תפוקה לכל צומת, לא לכל ערוץ. לכן, נניח באופן לא מדויק שלכל צומת יש רק ערוץ אחד. אומרים שצומת ברירת המחדל של LND מסוגל לבצע 33 תשלומים בשנייה עם מכונה הגונה (8 vCPUs, 32 GB זיכרון) לפי המדד.

עם 16,266 צמתים ברשת (נכון לנובמבר 2022), בהנחה שכל תשלום צריך לעבור שלושה ערוצים (ארבעה צמתים), הרשת אמורה להיות מסוגלת להשיג כ-134,194 תשלומים בשנייה.

כלומר, כל תשלום צריך לעבור דרך קבוצה של ארבעה צמתים, ויש 4,066 קבוצות ייחודיות כאלה ברשת. בהנחה שכל צומת יכול לבצע 33 תשלומים בשנייה, נכפיל 4,066 ב-33 כדי להגיע ל-134,194.

עכשיו, כדי להיות מציאותיים: לא כל צומת מפעיל מכונה כמו זו שבמדד השוואות - רבים כן פשוט רץ על Raspberry Pi. למרבה המזל, לא צריך הרבה כדי להיות מסוגל לנצח את מערכות התשלום הנוכחיות.

ברק נגד. תשלומים מסורתיים

קשה למצוא מספרים אותנטיים לגבי קיבולת השיא של מערכות תשלומים מסורתיות, ולכן נסתמך על שיעור התשלום הממוצע שלהן לאורך שנת הכספים 2021. נשווה את זה ליכולת התיאורטית של Lightning, כי לעומת זאת, השגת שיעור התשלומים הממוצע ב-Lightning היא בלתי אפשרית בשל האופי הפרטי שלו, וגם אינה חושפת יכולת כי הביקוש לתשלומי Lightning עדיין נמוך יחסית. השוואה זו תיתן לנו מושג כמה תשלומים צריך צומת תאורה להיות מסוגל לנתב כדי להתחרות על פיננסים מסורתיים.

ראה ויזה 165 מיליארד תשלומים ב-2021, PayPal ראתה 19.3 מיליארד תשלומים על פני כל הפלטפורמה שלה ומסור FedWire 204 מיליון. בהתאמה, אלה מסתכמים ב-7,372, 612 ו-6.5 תשלומים לשנייה בממוצע לשנת 2021. אם להתייחס לפרספקטיבה, ביטקוין עשה זאת. 2.44 תשלומים לשנייה בשנת 2021 ומתרחב עד לשבעה בשנייה לכל היותר.

המספרים מבטיחים - נדרש כל צומת ברק כדי להיות מסוגל לעשות בדיוק ארבעה תשלומים בשנייה על מנת לנצח לפחות פעמיים את רשתות התשלומים הנוכחיות. בקצב הזה, 4,066 קבוצות ייחודיות של ארבעה צמתים יכולות להשיג 16,264 תשלומים בשנייה - פי 2.2 מזה של המתחרה הגדולה ביותר, ויזה.

כדי להחמיר את המצב עבור רשתות תשלום מסורתיות, עמלת עסקאות Lightning הממוצעת היא פי 13 פחות זה של ויזה - 0.1% לְעוּמַת 1.29%.

כדאי לזכור שתמיד אפשר להמשיך להרחיב את רשת Lightning על ידי יצירת צמתים חדשים. מכיוון שהוא עמית לעמית, יכולת ההרחבה שלו בלתי מוגבלת תיאורטית כל עוד צמתים ברשת גדלים.

יתרה מכך, המדד הנ"ל של Bottlepay מוכיח שאין חוסמים טכניים אמיתיים להטמעות של צומת Lightning שיגיעו בסופו של דבר ל-1,000 תשלומים בשנייה. במספר כזה, של הרשת נוֹכְחִי התפוקה תהיה קרובה יותר לארבעה מיליון בשנייה, שלא לדבר על מה זה יהיה עם עלייה במספר הצמתים.

ולבסוף, כדאי לזכור ש-Lightning Network היא עדיין תוכנה מאוד לא בשלה ויש לה כמות לא מבוטלת של אופטימיזציות עתידיות שצריך לעשות, הן בפרוטוקול והן בהטמעות שלו. משאבים מבחינת מפתחים הם האילוץ היחיד לטווח הקצר להגברת המדרגיות, שבצדק הגיע למקום השני בעניינים חשובים יותר כמו אמינות.

כדי לתת תחושה של ההתקדמות שם, River Financial שיתף לאחרונה ששיעור הצלחת התשלומים שלו הוא 98.7% בגודל ממוצע של 46 דולר, וזה טוב להפליא מאשר הנתונים המוקדמים ביותר הזמינים לציבור שהוא יכול למצוא מ-2018, שבו עסקאות של $5 נכשלו 48% מהמקרים.

סיכום

ביצירה זו, חשפנו את כל החסרונות השליליים של קנה המידה של הבלוקצ'יין של ביטקוין באמצעות הגדלת גודל הבלוק של שכבת הבסיס, בעיקר פגיעה חמורה בביזור שלה ובסופו של דבר נכשל בהשגת מטרתה להגיע למדרגיות העצומה הדרושה לדרישות של רשת תשלומים גלובלית יש וימשיך להיות יותר ויותר בעתיד.

הראינו שרשת Lightning, כפתרון השכבה השנייה, פותרת בצורה האלגנטית ביותר את בעיית המדרגיות על ידי שמירה על כל היתרונות של ביטקוין ובו בזמן מרחיבה אותו הרבה מעבר למה שמבטיחים כל פתרונות שכבת בסיס.

זהו פוסט אורח מאת סטניסלב קוזלובסקי. הדעות המובעות הן לגמרי שלהם ואינן משקפות בהכרח את הדעות של BTC Inc או Bitcoin Magazine.