Veriler, Bitcoin'in Lightning Ağının Ölçeklenebilirlik Sorununu Çözdüğünü Gösteriyor

Bu, bir yazılım mühendisi ve makroekonomik araştırmacı olan Stanislav Kozlovski'nin kaleme aldığı bir başyazıdır.

Birçok Bitcoinci, Bitcoin'in "ölçeklenebilirlik eksikliğini" duymuştur - bu, hem obur kripto para birimi rakipleri hem de yerleşik kuruluş aktörleri tarafından projeye yöneltilen en yaygın eleştirilerden biridir.

Bazı eskiler, 2015'ten 2017'ye kadar hararetli, tartışmalarla dolu Blok Boyutu Savaşlarını hatırlayabilirler. Bitcoin'i değiştirdi sonsuza kadar gelecek kurs.

Bu konuların her ikisi de eninde sonunda tarihin yanlış tarafında bırakılacaktır. Bu parçada, Lightning Network'ün Bitcoin'in ölçeklenebilirlik sorunlarını nasıl ele aldığını ve şüphesiz küçük blok kararının nihayetinde doğru karar olduğunu nasıl kanıtladığını göstereceğiz.

Temel Katman Sınırlamaları ve Seçenekleri

Lightning Network'ün neyi çözdüğünü anlamadan önce, doğal sorunun ne olduğunu anlamalıyız. Basitçe söylemek gerekirse: Tüm dünyadaki işlemleri merkezi olmayan bir şekilde doğrulamak için bir blok zincirini ölçekleyemezsiniz.

Blok zincirleri, onları üç nitelik arasında değiş tokuş yapmaya zorlayan doğal bir sınırlamadan muzdariptir - sistemlerinin bir kalitesi diğer ikisi için gitmek zorundadır. Yukarıda gösterildiği gibi, bir blok zinciri güvenilir bir şekilde bu üç nitelikten yalnızca ikisine sahip olabilir:

• Merkezi olmayan: herhangi bir tek parti veya az sayıda elit tarafından kontrol edilmeyen
• Ölçeklenebilir: yeterli sayıda işleme ölçeklendirilebilir
• Güvenli: değişmezlerine saldırmak ve onları kırmak kolay değil

Tüm bu özelliklerin ayrı, karmaşık spektrumlarda oturduğunu belirtmekte fayda var. Örneğin, belirli bir eşiğin üzerinde “güvenli” olmazsınız, çok bağımlıdır. kullanım durumunda ve birçok farklı özellikte.

Bitcoin bir nedenden dolayı yavaş. "Ölçeklenebilirliği" (saniye başına işlem sayısı) bir kenarda bırakarak, üçlemenin "güvenlik" ve "merkeziyetsizlik" bölümlerini açıkça optimize etmeyi seçti.

Temel fark şu ki, günümüzün internet ve finansal sistemi gibi, her katmanın farklı şeyler için optimize edildiği ve kullanıldığı ayrı katmanlardan oluşan tüm sistemi kapsamanın daha uygun olduğu.

Temel katman olan Bitcoin, küresel olarak çoğaltılan bir genel defterdir - her işlem ağdaki her katılımcıya yayınlanır. Böyle bir defterin tüm dünyada artan işlem oranını karşılamak için pratik olarak ölçeklenemeyeceği açıktır. Pratik olmaması ve mahremiyete zarar vermesinin yanı sıra, dezavantajları önemsiz faydalarından çok daha fazladır.

Eskiden, çevrimiçi topluluk arasında Bitcoin'in işlem hacmi kapasitesini artırmak için ne yapması gerektiği konusunda büyük bir iç savaş vardı. Var bu hikayede büyük, çileden çıkaran tartışma ve büyük ölçüde Bitcoin'i bugün olduğu gibi kalması için şekillendiren şeydir - tabandan, aşağıdan yukarıya bir hareket ortalama insanlar (plebler), birbirleriyle toplu olarak, ağın kurallarını belirler.

"Blocksize SavaşıJonathan Bier'in yazdığı ”, ağın uzun vadeli yaşayabilirliği için en iyisini isteyen merkezi olmayan ağ destekçileri ile büyük oyuncular ve şirketler tarafından kendi güç kazanma ve kâr peşinde koşma gündemlerini ilerletmek için sürdürülen açgözlülük ve propaganda arasındaki savaşı gösteriyor.

Uzun lafın kısası, Bitcoin, "Bitcoin Cash" adlı başarısız bir çatala çatallandı.

Sonunda küçük adam kazandı - Bitcoin, ademi merkeziyetçiliğinden, güvenliğinden ödün verecek herhangi bir kötü tasarım seçiminde acele etmedi. sansür direnci. Bitcoin'i katmanlar aracılığıyla ölçeklendirme kararı, Bitcoin'den ayrı çalışan ve durumlarını ana, daha yavaş ama daha güvenli ağa kontrol eden ikinci katmanlar getirerek etkili bir şekilde verildi.

Tam tersine, açıkça başarısız olan çatal Bitcoin Cash, blok boyutunu artırarak tüm ademi merkeziyetçilik umutlarını feda etti. 32 megabayt, Bitcoin'den 32 kat daha fazla, en fazla Saniyede 50 ödeme temel zincir üzerinde.

Blok boyutu

Her Bitcoin bloğunun boyutunda bir üst sınır vardır ve bu, bir bloğun içinde kaç tane işlemin bulunabileceğinin üst sınırını gösterir. Talep, bir bloğun sahip olabileceği işlem miktarını aşacak şekilde büyürse, blok dolar ve işlemler onaylanmadan kalır. mempool. Kullanıcılar, işlemlerinin en yüksek ödeme yapan işlemleri seçmeye teşvik edilen madenciler tarafından dahil edilmesi için ayarlanabilir işlem ücreti aracılığıyla birbirlerinden daha yüksek teklif vermeye başlar.

Buna safça bir çözüm, basitçe blok boyutu sınırını artırmak, yani bir bloğa daha fazla işlemin dahil edilmesine izin vermek olacaktır. Bunun olumsuz yan etkileri, entelektüellerin bile Elon Musk gibi hata yap önermekten.

Blok boyutunu artırmanın, ağın ademi merkeziyetçiliğini azaltan ikinci dereceden etkileri vardır. Blok boyutu büyüdükçe, ağda bir düğüm çalıştırmanın maliyeti artar.

Bitcoin'de, her düğüm her işlemi depolamalı ve doğrulamalıdır. Ayrıca, söz konusu işlemin, daha fazla işlemi desteklemek için ağın bant genişliği gereksinimlerini artıran düğümün eş birimlerine yayılması gerekir. Ne kadar çok işlem olursa, her düğüm için ağın işleme (CPU) ve depolama (disk) gereksinimleri o kadar artar. Bir düğümü çalıştırmanın finansal bir faydası olmadığından, bir düğümü çalıştırma teşviki, maliyeti ne kadar yüksek olursa, orantısız bir şekilde o kadar azalır.

Sayılarla ifade etmek gerekirse, eğer Bitcoin Visa'nın sözde en yüksek kapasite seviyelerine ölçeklenecekse (Saniyede 24,000 işlem) bir düğümün saniyede 48 megabayta ihtiyacı olacaktır sadece ağ üzerinden işlemleri almak için. Aşağıdakiler, dünyadaki ortalama internet hızını gösteren bir haritadır:

Sizin de görebileceğiniz gibi, dünyanın ortalama hızının büyük bir kısmı, onları bu koşullar altında düğüm çalıştırma becerisinden mahrum bırakır. Ortalama hızın, birçoğunun söz konusu eşikten bile daha düşük olduğu anlamına geldiğini unutmayın. Ek olarak, bir kullanıcının bant genişliği için başka kullanımları olacağı gerçeğini hesaba katmaz - çok az özverili insan internet bant genişliğinin %50'sini bir Bitcoin düğümü için ayırır.

Daha da önemlisi, bunun üreteceği veri miktarı, herhangi birinin onu pratikte depolamasını imkansız hale getirecekti - bu, günde 518 gigabayt veri veya yılda 190 terabayt veriyle sonuçlanacaktı.

Ayrıca, yeni bir düğümü döndürmek, birinin tüm bu petabaytlarca veriyi indirmesini ve her bir imzayı doğrulamasını gerektirir - her ikisi de yeni bir düğümün dönmesinin uzun zaman (yıllar) almasını sağlar.

Daha da kötüsü, saniyede 24,000 işlem, kendi başına gerçekten benzersiz bir küresel ödeme ağı anlamına gelmez. Visa, dünyadaki tek ödeme ağı değil ve dünya her geçen gün daha da birbirine bağlı hale geliyor.

Yıldırım Ağı 101

Yıldırım Ağı bir ayrı, ikinci katman ağ ana Bitcoin ağının üstünde çalışır. Basitçe söylemek gerekirse, Bitcoin işlemlerini gruplandırır.

Erişmek için kendi düğümünüzü çalıştırmanız veya başkasınınkini kullanmanız gerekir. Ağın buradaki amaçlar için anlaşılmaya değer iki kavramı vardır:

• A Yıldırım düğümü: birbiriyle iletişim kuran ve yeni bir eşler arası ağ oluşturan ayrı yazılım.
• Kanallar: ikisi arasında açılan bir bağlantı Yıldırım düğümleri, ödemelerin aralarında akmasına izin verir.

Kanal, kelimenin tam anlamıyla, kanalı güvenli zincire bağlayan bir Bitcoin temel katman işlemidir.

İki düğüm birbirleri arasında bir kanal açtıktan sonra, ödemeler aralarında akmaya başlar. Sonraki her ödeme, kanalın durumunu değiştirir, eskisini kriptografik olarak iptal eder ve yenisini her iki düğümün belleğinde ve diskinde kontrol eder, ancak kritik olarak temel zincire değil.

Kanallar uzun süre (örneğin, bir yıl veya daha fazla) açık kalabilir ve bence ideal olarak kalmalıdır. Düğümler kanallarını kapatmaya karar verirse, tüm zincir dışı ödemelerden sonraki son bakiyeleri orijinal cüzdanlarına geri yüklenir. Bu, karma zaman kilitli sözleşmeler (HTLC) ve bu makalenin amaçları doğrultusunda ayrıntısına girmeyeceğimiz dijital imzalar tarafından kriptografik olarak güvence altına alınmıştır.

Bu, milyarlarca ödemeyi, biri kanalı açmak ve diğeri kapatmak için olmak üzere iki zincirleme işlemde gruplandırmaya izin verir. Bir ödeme tamamlandıktan sonra, tüm taraflar arasındaki en son bakiyenin ne olduğu tartışılmazdır (düğümlerin kanal kontrol noktalarını fazladan depoladığını varsayarsak).

Kritik olarak, birinin ödeme yapmak için başka bir tarafa doğrudan bağlı olması gerekmez - kanallar, erişilebilirliklerini artırmak için ağdaki diğer düğümler tarafından kullanılabilir. Başka bir deyişle, Alice Bob'a bağlıysa ve Bob Caroline'a bağlıysa, Alice ve Caroline birbirlerine Bob aracılığıyla sorunsuz bir şekilde ödeme yapabilirler.

Yıldırım Ölçeklenebilirliği

Şimdi kanıtlayacağımız gibi, Lightning Network halihazırda saniyede 16,264 işlemi destekleyecek şekilde ölçekleniyor ve bu nedenle ölçeklenebilirlik sorununu çözerken Bitcoin'in sunduğu izinsizlik, kıtlık, kullanıcı bağımsızlığı, taşınabilirlik, doğrulanabilirlik, ademi merkeziyetçilik ve sansür direnci gibi tüm faydaları koruyor.

Bir ödemenin ağ üzerinden yapılabilmesi için genellikle birden fazla ödeme kanalından geçmesi gerekir. Ağın bir saniyede kaç ödeme yapabileceğini cevaplamak için ortalama bir kanalın kaç tane desteklediğini anlamamız gerekir.

İstatistikler, ortalama ödemenin yaklaşık olarak geçtiğini gösteriyor üç kanal.

The kıyaslama numaraları Bu analiz için kanal başına değil, düğüm başına işlem kapasitesine sahip kullanacağız. Bu nedenle, her düğümün yalnızca bir kanalı olduğunu yanlış bir şekilde varsayacağız. Kıyaslamaya göre varsayılan LND düğümünün iyi bir makine (33 vCPU, 8 GB bellek) ile saniyede 32 ödeme yapabileceği söyleniyor.

İle Ağda 16,266 düğüm (Kasım 2022 itibariyle), her ödemenin üç kanaldan (dört düğüm) geçmesi gerektiği varsayıldığında, ağ saniyede yaklaşık 134,194 ödeme gerçekleştirebilmelidir.

Yani, her ödemenin dört düğümden oluşan bir gruptan geçmesi gerekir ve ağda bu tür 4,066 benzersiz grup vardır. Her düğümün saniyede 33 ödeme yapabileceğini varsayarsak, 4,066'yı 33 ile çarparak 134,194'e ulaşırız.

Şimdi, gerçekçi olmak gerekirse: Her düğüm, karşılaştırmalı değerlendirmedeki gibi bir makine çalıştırmıyor — birçoğu çalışıyor sadece koşmak Raspberry Pi'de. Neyse ki, mevcut ödeme sistemlerini yenebilmek çok fazla zaman almıyor.

Yıldırım Vs. Geleneksel Ödemeler

Geleneksel ödeme sistemlerinin en yüksek kapasitesi hakkında gerçek rakamlar bulmak zordur, bu nedenle 2021 mali yılı boyunca ortalama ödeme oranlarına güveneceğiz. Bunu Lightning'in teorik kapasitesiyle karşılaştıracağız, çünkü tersine, Lightning'de ortalama ödeme oranını elde etmek, özel yapısı nedeniyle imkansızdır ve Lightning ödemelerine olan talep hala nispeten düşük olduğu için yeteneği ortaya çıkarmaz. Bu karşılaştırma bize, bir Lighting düğümünün geleneksel finansla rekabet edebilmek için kaç ödemeyi yönlendirebilmesi gerektiğine dair bir fikir verecektir.

vize gördüm 165'de 2021 milyar ödeme, PayPal gördüm 19.3 milyar ödeme tüm platformunda ve FedWire gördü 204 milyon. Sırasıyla, bunlar 7,372 için saniyede ortalama 612, 6.5 ve 2021 ödeme tutarındadır. Saniyede 2.44 ödeme 2021'de ve saniyede maksimum yediye kadar ölçeklenir.

Rakamlar ümit vericidir - her bir Lightning düğümünün tam olarak bunu yapabilmesi gerekir. saniyede dört ödeme mevcut ödeme ağlarını en az iki kat geçmek için. Bu oranda, 4,066 benzersiz dört düğümlü grup, saniyede 16,264 ödeme elde edebilir; bu, en büyük rakibi olan Visa'nın 2.2 katıdır.

Geleneksel ödeme ağları için işleri daha da kötüleştirmek için, ortalama Lightning işlem ücreti 13 kat daha az Visa'nınki — %0.1 nazaran %1.29.

Yeni düğümler oluşturarak Lightning Network'ü her zaman ölçeklendirmeye devam edebileceğinizi hatırlamakta fayda var. Eşler arası olduğu için, ağdaki düğümler büyüdükçe ölçeklenebilirliği teorik olarak sınırsızdır.

Ayrıca, Bottlepay tarafından yukarıda belirtilen kıyaslama, Lightning düğümü uygulamalarının sonunda saniyede 1,000 ödemeye ulaşması için gerçek bir teknik engelleyici bulunmadığını ortaya koymaktadır. Böyle bir sayıda, ağın akım Verim, düğüm sayısındaki artışla ne olacağı bir yana, saniyede dört milyona yakın olacaktır.

Ve son olarak, Lightning Network'ün hala çok olgunlaşmamış bir yazılım olduğunu ve hem protokolde hem de uygulamalarında gelecekte yapılması gereken makul miktarda optimizasyona sahip olduğunu hatırlamakta fayda var. Geliştiriciler açısından kaynaklar, ölçeklenebilirliği artırmanın önündeki tek kısa vadeli kısıtlamadır ve haklı olarak daha önemli konulardan sonra ikinci sırada yer almıştır. güvenilirlik.

Oradaki ilerleme hakkında bir fikir vermek için, River Financial yakın zamanda paylaştı ödeme başarı oranının %98.7 olduğunu ve ortalama 46 ABD doları büyüklüğünde olduğunu ve bunun şaşırtıcı derecede daha iyi olduğunu 2018'den bulabildiği en eski halka açık veriler5 $ işlemlerinin zamanın %48'inde başarısız olduğu.

Sonuç

Bu parçada, temel katmanın blok boyutunu artırarak Bitcoin blok zincirini ölçeklendirmenin tüm olumsuz dezavantajlarını açığa çıkardık, en önemlisi de merkezsizleşmesinden ciddi şekilde ödün verdi ve nihayetinde küresel bir ödeme ağının talepleri için gereken muazzam ölçeklenebilirliğe ulaşma hedefine ulaşamadık. sahip olmuştur ve gelecekte de artarak devam edecektir.

Lightning Network'ün ikinci katman bir çözüm olarak hem Bitcoin'in tüm faydalarını koruyarak hem de herhangi bir temel katman çözümünün vaat ettiğinden çok daha fazlasını ölçeklendirerek ölçeklenebilirlik sorununu en zarif şekilde çözdüğünü gösterdik.

Bu, Stanislav Kozlovski'nin konuk gönderisidir. İfade edilen görüşler tamamen kendilerine aittir ve BTC Inc veya Bitcoin Magazine'in görüşlerini yansıtması gerekmez.