Масштабирование сети Bitcoin – на каком этапе мы находимся?

31 августа, 2020 / Технологии

биткоин масштабирование

Сеть Bitcoin обладает привлекательным набором уникальных свойств: безопасность, дефицитность, геонезависимость и децентрализованность, однако она также имеет свои недостатки в виде низкой масштабируемости. В периоды высокой активности данное ограничение приводит к высоким комиссиям за транзакции и перегрузке сети. Для решения этой проблемы были активированы ряд решений.

Предлагаемые решения

Обработка транзакций в оффчейнах – популярное предложение для решения проблем масштабируемости. Несколько проектов стремятся снять давление со стороны блокчейна Bitcoin, среди которых наибольшим успехом пользуются Lightning Network и Liquid Network от Blockstream.

offchain биткоин

Ниже представлен краткий обзор последних достижений в данном направлении.

Liquid Network

Liquid Network была запущена Blockstream в 2018 году как частичное решение проблемы масштабирования сети Bitcoin. Liquid Network – это сайдчейн, цель которого – предоставить быстрые и конфиденциальные транзакции между торговыми платформами. Транзакции в Liquid Network проводятся в считанные минуты с небольшими комиссиями и высокой конфиденциальностью.

Liquid привязывает BTC к блокчейну Bitcoin, используемые в сайдчейнах Liquid в качестве токенов L-BTC, обеспеченных 1: 1 BTC. Консорциум, включающий Blockstream, несколько крупных бирж и аппаратных кошельков, хранит ключи к адресам. Любой может запустить полную ноду в сети Liquid Network, но только члены консорциума имеют право создавать новые блоки.

Liquid нацелен на трейдеров, обеспечивающих доход за счет арбитража между биржами. Краткосрочные отклонения цен на торговых платформах часто корректируются в течение нескольких минут, и, благодаря Liquid Network, трейдеры эффективнее использовать временные расхождения в ценах.

После запуска L-BTC количество BTC, заблокированных на адресах Liquid, росло медленными темпами. Однако, в декабре 2019 года произошел явный сдвиг тенденции и уже 1 января 2020 года количество L-BTC подскочило в шесть раз с 97 L-BTC до 600 L-BTC. Резкий рост продолжился, и с 1 января предложение L-BTC увеличилось более чем на 400 процентов до 2476 L-BTC в обращении, что указывает на то, что Liquid Network находится в состоянии принятия S-образной кривой с притоком трейдеров, которые ценят технологию Liquid.

l-btc

Lightning Network

Lightning Network работает поверх блокчейна, как протокол второго уровня. Решение обеспечивает мгновенные оффчейн (микро) транзакции, делая их экономически целесообразными за счет снижения комиссий.

Как протокол второго уровня структура Lightning отличается от других решений вне сети. В то время как другие решения работают на сайдчейне, т.е. сети, в которой BTC «выводятся» из блокчейна в другую систему, Lightning управляет действительными транзакциями, но за пределами базового блокчейна, в совершенно новой инфраструктуре.

Lightning основана на сети платежных каналов, позволяющей участникам передавать стоимость другим участникам через систему маршрутизации без необходимости публиковать транзакцию в блокчейне. Изначально участники вносят определенную сумму в платежный канал, транзакцию финансирования, которая находится в блокчейне. Это позволяет участнику получить доступ к сети Lightning.

Переводы BTC в Lightning можно направлять между несколькими каналами, что позволяет осуществлять дешевые и почти мгновенные переводы. За отказ от сотрудничества в сети Lightning Network применяется система стимулов, предотвращающая плохое поведение участников.

Платежные каналы в сети Lightning Network основаны на местном консенсусе, что позволяет открывать частные каналы между сторонами, которые не транслируются публично. Из-за этого сложно измерить точное принятие и активность в сети Lightning, но результаты BitMEX Research показывают, что 28% каналов сети Lightning являются частными (по состоянию на 28 января 2020 года).

После запуска тестовой версии Lightning уже в марте 2019 года сеть достигла 40 000 открытых общедоступных каналов с пиковым объемом 1100 BTC. Но с марта 2019 года произошло чистое сокращение публичных платежных каналов, и емкость Lightning Network упала на 27 % до 800 BTC в месяцы после пика. Сейчас ситуация снова начинает меняться, поскольку количество активных публичных каналов растет, а емкость сети снова приближается к 1000 BTC.

ln

Токенизированные BTC

В то время как Liquid и Lightning созданы как решения для масштабирования BTC, на фоне роста децентрализованных финансов (DeFi) возникло совершенно другое направление.

Токенизация Bitcoin в качестве токена ERC-20 нужна, чтобы включить функциональные возможности, изначально не поддерживаемые в блокчейне Bitcoin, например, совместимость с экосистемой Ethereum DeFi.

Истинная ценность токенизированных BTC на Ethereum – это интеграция смарт-контрактов, которым можно торговать на децентрализованных биржах и использовать в качестве залога на кредитных платформах DeFi. Свойства Bitcoin делают их полезными в системе DeFi, особенно в секторе кредитования, в качестве обеспечения кредитов.

Wrapped BTC (wBTC) – крупнейший BTC-токен на Ethereum, в протоколе которого заблокировано 11 136 BTC. Токен wBTC полностью централизован, а хранение осуществляется BitGo, но токены свободно перемещаются в блокчейне Ethereum. Токены можно покупать, продавать и передавать бесплатно, и BitGo не может вмешиваться в эти транзакции. Доступны и другие решения с использованием различных реализаций хранения. Одним из них является токен sBTC на основе Synthetix, использующий привязку Bitcoin на основе ценовых потоков, предоставленных оракулом.

Данные Nansen показывают, что 15 236 BTC заблокированы в токенизированных протоколах Bitcoin в сети Ethereum. Это в 4 раза больше, чем у Liquid и Lightning. После стремительного притока инноваций DeFi в этом году предложение токенизированных BTC с начала года выросло на 1372 процента.

btc on eth

Отметим, что существует несколько других решений боковой цепи помимо упомянутых в этом сообщении в блоге, таких как боковая цепь RSK BTC и Binance BTCB, которые в наши дни также испытывают повышенную популярность.

Решения по устранению проблем масштабирования

На сегодняшний день было предложено ни одно решение по улучшению масштабируемости Bitcoin. Некоторые из решений спровоцировали горячие дебаты в криптосообществе, которые закончились враждебными дискуссиями и хард-форками. Самый известный хард-форк – это Bitcoin Cash. В Bitcoin Cash реализованы блоки большего размера. Более быстрый график генерации блоков также рассматривается как потенциальный обходной путь, позволяющий избежать перегрузки блокчейна.

Эти решения несут в себе компромисс, поскольку реальным слабым местом, создающим перегрузки в блокчейне, является поддержание надлежащего децентрализованного консенсуса. Увеличивая размер блока или сокращая время между каждым блоком, узлам, проверяющим транзакции, потребуется больше вычислительных ресурсов и доступа, что потенциально приведет к ограничениям, касающимся того, какие ноды будут в состоянии ускорить транзакцию, что, в свою очередь, приводит к для повышения централизации блокчейна, поскольку меньшее количество узлов может проверять транзакции.

Менее радикальные изменения в протоколе были реализованы в виде софт-форков. Segregated Witness (далее SegWit) является наиболее ярким примером успешно реализованного программного форка протокола, в котором данные подписи удаляются из транзакций, освобождая место или емкость для добавления дополнительных транзакций в цепочку. Поскольку на данные цифровой подписи обычно приходится около 65 процентов пространства в транзакции, с SegWit потенциальный лимит в 1 МБ увеличивается до немногим менее 4 МБ. SegWit получил широкое распространение с момента активации в августе 2017 года, и в настоящее время с помощью данного решения отправляются около 50% всех транзакций.

Еще один способ уменьшения перегрузки блокчейна и комиссий – это пакетирование транзакций. Пакетная обработка – это процесс добавления нескольких транзакций в одну. Данный метод широко использовался биржами во время безумного 2017 года.

Актуально