데이터는 Bitcoin의 번개 네트워크가 확장성 문제를 해결했음을 보여줍니다.

이것은 소프트웨어 엔지니어이자 거시 경제 연구원인 Stanislav Kozlovski의 의견 사설입니다.

많은 비트코인 ​​사용자들은 비트코인의 "확장성 부족"에 대해 들어봤을 것입니다. 이것은 탐욕스러운 암호화폐 경쟁자와 기존 설립 행위자 모두가 프로젝트에 대해 제기하는 가장 일반적인 비판 중 하나입니다.

일부 노인들은 2015년부터 2017년까지 열띤 논쟁의 여지가 있는 블록 크기 전쟁을 기억할 수 있습니다. 이 전쟁은 업계 내부자의 도움을 받아 최대 블록 크기를 늘려 비트코인을 더 많은 거래로 확장하는 것을 가장 얄팍하게 목표로 했습니다. 변경된 비트코인 미래 코스 영원히.

이 두 가지 문제는 궁극적으로 역사의 잘못된 편에 남게 될 것입니다. 이 글에서 우리는 라이트닝 네트워크가 어떻게 비트코인의 확장성 문제를 해결하고 작은 블록 결정이 궁극적으로 옳았다는 것을 의심할 여지 없이 증명할 것입니다.

기본 계층 제한 및 선택

라이트닝 네트워크가 무엇을 해결하는지 이해하기 전에 먼저 내재된 문제가 무엇인지 이해해야 합니다. 간단히 말해서: 분산된 방식으로 전 세계의 트랜잭션을 검증하기 위해 블록체인을 확장할 수 없습니다.

블록체인은 세 가지 품질 사이에서 절충해야 하는 고유한 한계를 가지고 있습니다. 시스템의 한 가지 품질은 다른 두 가지 품질을 위해 가야 합니다. 위의 그림과 같이 블록체인은 다음 세 가지 특성 중 두 가지만 안정적으로 가질 수 있습니다.

• 탈중앙화: 어떤 단일 정당이나 소수의 엘리트에 의해 통제되지 않음
• 확장성: 충분한 수의 트랜잭션으로 확장
• 보안: 불변성을 공격하고 파괴하기 쉽지 않음

이러한 모든 특성이 별도의 복잡한 스펙트럼에 있다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 예를 들어 특정 임계값 이상에서는 "안전"하지 않으며 매우 의존적입니다. 사용 사례 및 다양한 특성에 대해.

비트코인이 느린 이유가 있습니다. 트릴레마의 "보안" 및 "탈중앙화" 섹션을 최적화하기 위해 명시적으로 선택했으며 "확장성"(초당 트랜잭션)은 옆에 두었습니다.

중요한 깨달음은 오늘날의 인터넷 및 금융 시스템과 마찬가지로 각 계층이 서로 다른 용도로 최적화되고 사용되는 개별 계층의 전체 시스템을 구성하는 것이 더 최적이라는 것입니다.

기본 계층인 비트코인은 전 세계적으로 복제되는 공개 원장입니다. 모든 거래는 네트워크의 모든 참여자에게 방송됩니다. 전 세계적으로 증가하는 트랜잭션 속도를 수용하기 위해 그러한 원장을 실질적으로 확장할 수 없다는 것은 분명합니다. 비실용적이고 프라이버시를 침해하는 것 외에도 단점은 사소한 이점보다 훨씬 큽니다.

과거에는 비트코인이 거래 처리량을 늘리기 위해 무엇을 해야 하는지에 대해 온라인 커뮤니티 사이에 큰 내전이 있었습니다. 있다 이 이야기의 주요하고 격분한 논쟁 그리고 대부분 비트코인이 오늘날의 상태를 유지하도록 만든 것입니다. 풀뿌리 상향식 운동입니다. 평균적인 사람들 (plebs)는 서로 결합하여 네트워크의 규칙을 지시합니다.

"블록 사이즈 전쟁” 조나단 비어(Jonathan Bier)는 네트워크의 장기적인 생존 가능성을 위해 최선을 원하는 탈중앙화 네트워크 지지자들과 자신들의 권력 획득 및 이익 추구 의제를 추진하기 위해 주요 플레이어와 기업이 영속시키는 탐욕과 선전 사이의 전투를 보여줍니다.

간단히 말해 비트코인은 "Bitcoin Cash"라는 실패한 포크로 포크되었습니다.

작은 녀석이 결국 승리했습니다 — 비트코인은 탈중앙화, 보안 또는 검열 저항. 레이어를 통해 비트코인을 효과적으로 확장하여 비트코인과 별도로 작동하는 두 번째 레이어를 도입하고 그들의 상태를 느리지만 더 안전한 기본 네트워크로 체크포인트하기로 결정했습니다.

완전히 대조적으로, 명백히 실패한 포크 Bitcoin Cash는 블록 크기를 32의 메가 바이트, 비트코인의 32배, 최대 초당 50회 지불 기본 체인에.

블록 크기

각 비트코인 ​​블록에는 크기에 대한 제한이 있으며 이는 블록 내에 얼마나 많은 트랜잭션이 존재할 수 있는지에 대한 상한선을 나타냅니다. 수요가 증가하여 블록이 가질 수 있는 거래량을 초과하면 블록이 가득 차게 되고 거래는 확인되지 않은 상태로 남게 됩니다. 멤 풀. 사용자는 조정 가능한 거래 수수료를 통해 서로를 앞지르기 시작하여 가장 높은 지불 거래를 선택하도록 인센티브를 받는 채굴자가 자신의 거래를 포함하도록 합니다.

이에 대한 순진한 해결책은 단순히 블록 크기 제한을 늘리는 것입니다. 즉, 더 많은 트랜잭션이 블록에 포함될 수 있도록 허용하는 것입니다. 이것의 부정적인 부작용은 지식인조차도 미묘합니다. Elon Musk가 실수를 한 것처럼 그것을 제안하는 것.

블록 크기를 늘리면 네트워크의 탈중앙화를 줄이는 XNUMX차 효과가 있습니다. 블록 크기가 커짐에 따라 네트워크에서 노드를 실행하는 비용이 증가합니다.

비트코인에서 각 노드는 각 거래를 저장하고 검증해야 합니다. 또한, 상기 거래는 더 많은 거래를 지원하기 위해 네트워크의 대역폭 요구 사항을 배가시키는 노드의 동료에게 전파되어야 합니다. 트랜잭션이 많을수록 각 노드에 대한 네트워크의 처리(CPU) 및 스토리지(디스크) 요구 사항이 커집니다. 노드를 실행하면 금전적 이점이 없기 때문에 비용이 많이 들수록 노드를 실행하는 인센티브가 불균형하게 줄어듭니다.

숫자로 표현하자면 비트코인이 Visa의 최고 용량 수준으로 확장된다면(초당 24,000 트랜잭션) 노드는 초당 48MB가 필요합니다. 네트워크를 통해 거래를 받기만 하면 됩니다. 다음은 전 세계 평균 인터넷 속도를 보여주는 지도입니다.

보시다시피, 세계 평균 속도의 상당 부분이 이러한 조건에서 노드를 실행하는 능력에서 제외됩니다. 평균 속도는 많은 속도가 상기 임계값보다 훨씬 낮다는 것을 의미합니다. 또한 사용자가 대역폭을 다른 용도로 사용할 수 있다는 사실을 설명하지 않습니다. 이타적인 사람은 인터넷 대역폭의 50%를 비트코인 ​​노드에 바칠 것입니다.

더 중요한 것은 이것이 생성하는 데이터의 양으로 인해 누구도 실제로 저장하는 것이 불가능하다는 것입니다. 즉, 하루에 518GB의 데이터 또는 연간 190테라바이트의 데이터가 생성됩니다.

또한 새 노드를 가동하려면 이러한 모든 페타바이트 데이터를 다운로드하고 각 서명을 확인해야 합니다. 두 가지 모두 새 노드를 가동하는 데 오랜 시간(수년)이 걸립니다.

설상가상으로 초당 24,000건의 거래는 그 자체로 진정으로 독특한 글로벌 결제 네트워크를 만들지 못합니다. Visa는 전 세계에서 유일한 결제 네트워크가 아니며 세계는 날이 갈수록 점점 더 상호 연결되고 있습니다.

번개 네트워크 101

라이트닝 네트워크는 별도의 두 번째 계층 네트워크 메인 비트코인 ​​네트워크 위에서 작동합니다. 간단히 말해 비트코인 ​​거래를 일괄 처리합니다.

액세스하려면 자신의 노드를 실행하거나 다른 사람의 노드를 사용해야 합니다. 네트워크에는 여기에서 이해해야 할 두 가지 개념이 있습니다.

• A 번개 노드: 서로 통신하며 새로운 Peer-to-Peer 네트워크를 구성하는 별도의 소프트웨어.
• 채널: 둘 사이에 열린 연결 번개 노드, 그들 사이에 지불이 흐르도록 허용합니다.

채널은 문자 그대로 비트코인 ​​기본 레이어 트랜잭션으로 채널을 보안 체인에 고정합니다.

두 노드가 서로 간에 채널을 열면 지불이 그들 사이에서 흐르기 시작합니다. 각 후속 결제는 채널의 상태를 수정하여 암호학적으로 이전 상태를 취소하고 두 노드의 메모리와 디스크에서 새 상태를 체크포인트하지만 기본 체인에는 영향을 미치지 않습니다.

채널은 이상적으로는 오랫동안(예: XNUMX년 이상) 열려 있어야 합니다. 노드가 채널을 폐쇄하기로 결정한 경우 모든 오프 체인 지불 후 최신 잔액이 원래 지갑으로 복원됩니다. 이것은 해시된 시간 잠금 계약(HTLC)과 디지털 서명에 의해 암호로 보호되며 이 문서의 목적을 위해 자세히 다루지 않습니다.

이를 통해 수십억 건의 지불을 두 개의 온체인 트랜잭션으로 일괄 처리할 수 있습니다. 하나는 채널을 열고 다른 하나는 채널을 닫는 것입니다. 결제가 완료되면 모든 당사자 간의 최신 잔액이 얼마인지는 논쟁의 여지가 없습니다(노드가 채널 체크포인트를 중복 저장한다고 가정).

중요한 것은 비용을 지불하기 위해 다른 당사자와 직접 연결할 필요가 없다는 것입니다. 도달 가능성을 높이기 위해 네트워크의 다른 노드에서 채널을 사용할 수 있습니다. 즉, Alice가 Bob에 연결되고 Bob이 Caroline에 연결되면 Alice와 Caroline은 Bob을 통해 원활하게 서로 지불할 수 있습니다.

번개 확장성

이제 증명하겠지만, 라이트닝 네트워크는 이미 오늘날 초당 16,264건의 트랜잭션을 지원하도록 확장되어 비트코인이 제공하는 모든 이점(무허가성, 희소성, 사용자 주권, 이식성, 검증 가능성, 탈중앙화 및 검열 저항)을 유지하면서 확장성 문제를 해결합니다.

결제가 네트워크를 통해 진행되려면 일반적으로 여러 결제 채널을 거쳐야 합니다. 네트워크가 XNUMX초에 얼마나 많은 지불을 할 수 있는지 답하려면 평균적인 채널이 얼마나 많은 지불을 지원하는지 이해해야 합니다.

통계에 따르면 평균 지불액은 세 개의 채널.

XNUMXD덴탈의 벤치마크 수치 이 분석에는 채널당이 아닌 노드당 처리량 용량이 있습니다. 따라서 각 노드에 채널이 하나만 있다고 부정확하게 가정합니다. 벤치마크에 따르면 기본 LND 노드는 괜찮은 머신(vCPU 33개, 메모리 8GB)으로 초당 32회 결제가 가능하다고 합니다.

와 네트워크의 16,266개 노드 (2022년 134,194월 기준) 각 지불이 XNUMX개의 채널(XNUMX개의 노드)을 거쳐야 한다고 가정하면 네트워크는 초당 약 XNUMX개의 지불을 달성할 수 있어야 합니다.

즉, 각 지불은 4,066개의 노드 그룹을 거쳐야 하며 네트워크에는 33개의 고유한 그룹이 있습니다. 각 노드가 초당 4,066회 지불할 수 있다고 가정하면 33에 134,194을 곱하여 XNUMX에 도달합니다.

이제 현실적으로 모든 노드가 벤치마크에서와 같은 시스템을 실행하는 것은 아닙니다. 단순히 실행 라즈베리 파이에서. 고맙게도 현재 지불 시스템을 이길 수 있는 데 많은 시간이 걸리지 않습니다.

번개 대. 전통적인 지불

기존 결제 시스템의 최대 용량에 대한 정확한 수치를 찾는 것은 어렵기 때문에 2021 회계연도 내내 평균 결제율에 의존할 것입니다. Lightning의 이론적 용량과 비교할 것입니다. 반대로 Lightning에서 평균 결제율을 얻는 것은 비공개 특성으로 인해 불가능하고 Lightning 결제에 대한 수요가 여전히 상대적으로 낮기 때문에 기능을 드러내지 않기 때문입니다. 이 비교를 통해 기존 금융에서 이기기 위해 조명 노드가 라우팅할 수 있어야 하는 지불 금액에 대한 아이디어를 얻을 수 있습니다.

비자 톱 165년 2021억 결제, 페이팔은 보았다 19.3억 결제 전체 플랫폼과 FedWire에서 본 204 만. 각각 7,372년에는 초당 평균 612, 6.5 및 2021회 지불에 해당합니다. 초당 2.44회 지불 2021년에 초당 최대 XNUMX개까지 확장됩니다.

숫자는 유망합니다. 각 Lightning 노드가 다음을 수행할 수 있어야 합니다. 초당 XNUMX회 지불 현재 지불 네트워크를 최소 두 번 이기기 위해. 이 속도에서 4,066개의 고유한 16,264노드 그룹은 초당 2.2건의 지불을 달성할 수 있습니다. 이는 가장 큰 경쟁사인 Visa의 XNUMX배입니다.

기존 결제 네트워크의 설상가상으로 평균 라이트닝 거래 수수료는 13 배 적음 Visa의 — 0.1% 반면 1.29%.

새 노드를 생성하여 항상 Lightning 네트워크를 계속 확장할 수 있다는 점을 기억할 가치가 있습니다. 피어 투 피어이기 때문에 네트워크의 노드가 성장하는 한 이론적으로 확장성은 무제한입니다.

또한 앞서 언급한 Bottlepay의 벤치마크는 Lightning 노드 구현이 결국 초당 1,000회 지불에 도달하는 데 실제적인 기술적 차단제가 없다는 사실을 보여줍니다. 그러한 숫자에서 네트워크의 current 처리량은 노드 수가 증가함에 따라 어떻게 될지는 말할 것도 없고 초당 XNUMX백만에 가까울 것입니다.

마지막으로, Lightning Network는 여전히 매우 미성숙한 소프트웨어이며 프로토콜과 그 구현 모두에서 향후 상당한 양의 최적화를 수행해야 한다는 점을 기억할 가치가 있습니다. 개발자 측면에서 리소스는 확장성 증가에 대한 유일한 단기적 제약이며, 신뢰성.

진행 상황을 알리기 위해 리버 파이낸셜은 최근 공유 평균 98.7달러 기준 결제 성공률이 46%로 2018년부터 찾을 수 있는 가장 초기의 공개 데이터, 5달러 거래가 48%의 시간 동안 실패했습니다.

결론

이 기사에서 우리는 기본 계층의 블록 크기를 증가시켜 비트코인 ​​블록체인을 확장하는 모든 부정적인 단점을 노출시켰습니다. 특히 분산화를 심각하게 손상시키고 궁극적으로 글로벌 결제 네트워크 수요에 필요한 막대한 확장성에 도달하려는 목표를 달성하지 못했습니다. 가지고 있고 앞으로도 계속 가질 것입니다.

우리는 라이트닝 네트워크가 두 번째 계층 솔루션으로서 비트코인의 모든 이점을 보존하는 동시에 기본 계층 솔루션이 약속하는 것 이상으로 확장함으로써 확장성 문제를 가장 우아하게 해결한다는 것을 보여주었습니다.

이것은 Stanislav Kozlovski의 게스트 게시물입니다. 표현된 의견은 전적으로 자신의 의견이며 반드시 BTC Inc 또는 Bitcoin Magazine의 의견을 반영하지는 않습니다.