Цього року спостерігалося значне зростання попиту на обмежений простір, доступний у блоках біткойнів, що призвело до підвищення комісії за ланцюгові транзакції. Значна частина попиту на транзакції з розкриттям написів. Вміст цих написів розкривається як частина свідкових даних1 транзакції біткойн. Ці дані свідків1 дисконтуються до однієї чверті вартості інших даних транзакцій. Чому ми даємо знижку на ці написи? Чи варто скинути знижку на свідків?

Чому деякі байти дешевші за інші?

Гроші загалом і біткойн зокрема діють на основі людських стимулів. Біткойн вирівнює стимули майнерів і транзакторів за допомогою використання рідного біткойн-токена для оплати майнерам за включення певних транзакцій у створювані ними блоки. Те саме не можна сказати ні про узгодження стимулів виконавців вузлів з майнерами та транзакторами, ні про узгодження стимулів між відправниками та одержувачами.

На сьогоднішній день було внесено 3 основні покращення у вирівнювання стимулів для біткойнів:

1. Обмеження розміру блоку

2. Перенесення вартості складних сценаріїв від відправника до одержувача (P2SH)

3. Вирівнювання вартості даних між виконавцями вузлів і транзакторами (SegWit)

ОБМЕЖЕННЯ РОЗМІРУ БЛОКУ

Транзактори хочуть здійснювати багато транзакцій, а майнери хочуть збирати багато комісій за транзакції; але виконавці вузлів повинні передавати, перевіряти та зберігати всі ці дані транзакцій, і вони не отримують за це компенсації, як майнери. На початку історії біткойна Сатоші працював над вирішенням цієї проблеми, додавши фіксований ліміт розміру блоку (забезпечуваний вузлами). Обмеження становило 1 мільйон байтів на блок і встановлювало верхню межу обсягу даних, які вузли повинні завантажити та перевірити. У той час Сатоші написав: «[ми] можемо поетапно внести зміни пізніше, якщо ми наблизимося до того, що вони нам знадобляться». Пізніше, посилаючись на патч для збільшення ліміту, він зазначив: «Не використовуйте цей патч, він зробить вас несумісними з мережею», тобто збільшення ліміту розміру блоку є зміною хардфорка і вимагає більше координації навіть ніж м'яка вилка. У наступні роки біткойн навмисно уникав таких несумісних змін хардфорку, що також означало збереження ліміту розміру блоку в 1 мільйон байтів.

ПЕРЕНЕСЕННЯ ВИТРАТ СКЛАДНОГО СЦЕНАРІЮ ВІД ВІДПРАВНИКА ДО ОТРИМАЧА

Оскільки біткойн захищено сценаріями блокування, його завжди можна було заблокувати за допомогою розширених сценаріїв, включаючи multisig. Згідно з початковим дизайном, відправник транзакції біткойн розміщував повний сценарій блокування одержувача у своїй транзакції та сплачував будь-які збори, щоб цей сценарій блокування був включений у блок. Розробники зрозуміли, що зі збільшенням комісії відправники можуть вагатися платити користувачам більших сценаріїв блокування через вищу вартість оплати цим користувачам. Ці складні сценарії блокування також створили проблему для кодування в адреси та обміну через механізми з низькою пропускною здатністю, такі як QR-код.

Щоб вирішити цю проблему, до біткойна було додано P2SH як софтфорк. Згідно з правилами цього форка, замість того, щоб розміщувати весь сценарій блокування одержувача у вихідних даних транзакції, відправник просто включає його хеш. Коли одержувач неминуче витрачає цей вихід, він включає повний сценарій у транзакцію витрачання, який перевіряється на хеш сценарію, за яким монета заблокована, перед перевіркою. Завдяки цій зміні сценарій погашення будь-якого розміру міг бути представлений сценарієм блокування фіксованої довжини, і відправники більше не мали потреби (або можливості) розрізняти одержувачів на основі їхніх умов витрат.

ВИРІВНЮВАННЯ ВАРТОСТІ ДАНИХ МІЖ ВУЗЛАМИ І ТРАНЗАКТОРАМИ

Найфундаментальніша перевірка, яку вузли виконують під час транзакцій біткойнів, полягає в тому, що біткойни, які вони намагаються витратити, насправді існують. Для цього кожен вузол підтримує індекс кожної одиниці витрачених біткойнів (вихід невитрачених транзакцій, UTXO). Чим більший цей індекс, тим більша вартість роботи вузла та перевірки майбутніх транзакцій2. Як наслідок, транзакція, яка збільшує розмір цього індексу (має більше виходів, ніж вхідних даних), з часом коштує дорожче, ніж транзакція з такою ж кількістю байтів, яка зменшує розмір індексу.

Найбільша частина більшості сценаріїв розблокування біткойнів – це криптографічні підписи. Ці підписи приблизно вдвічі більші за їхні відповідні відкриті ключі, що робить сценарії розблокування (навіть без P2SH) більшими за сценарії блокування.

Значно вища вартість споживання порівняно зі створенням UTXO створює конфлікт стимулів між виконавцями вузлів і транзакторами. Транзактори не мають стимулів витрачати свої невеликі UTXO (особливо у часи з високими комісіями), натомість віддають перевагу витрачати великі UTXO та створювати більше UTXO дрібних змін. Тим часом виконавці вузлів сплачують вартість накопичення невеликих UTXO у вигляді вищих витрат на перевірку всіх транзакцій.

Як би дивно це не здавалося, перевірка того, що кожен UTXO, витрачений транзакцією в історичному блокчейні , має свій сценарій блокування, задоволений відповідним сценарієм розблокування, є значно менш фундаментальною. Щодо цього, біткойн-вузол, на якому за замовчуванням працює ядро біткойн 26.x, не перевірятиме повне виконання сценарію блокування для транзакцій до блоку 804000 (19 серпня 2023 р.).

Усе вищезазначене означає, що різні частини блокчейну складають різні витрати на біткойн-вузли. Дані, необхідні для визначення наслідків кожної транзакції, повинні перевірятися кожним вузлом, що синхронізується з блоку генезису3, вихідні дані транзакцій, як правило, є дорожчими, ніж вхідні дані транзакцій у довгостроковій перспективі (особливо якщо вони довго живуть), і велика частина свідкових даних навіть не перевіряється, за винятком останніх транзакцій.

ВВЕДІТЬ Окремого свідка

Софт-форк відокремленого свідка (SegWit) є найамбітнішою зміною, внесеною до біткойна на сьогоднішній день. Найбільшою мотивацією для змін було вирішення давньої проблеми пластичностіTXID4 5 у біткойнах. Щоб виправити цю податливість, сценарій розблокування замінюється новоствореним «свідком». Видаляючи дані авторизації (які часто можуть бути змінені третіми особами без зміни ефектів транзакції) з TXID, стають можливими протоколи (такі як Lightning), які залежать від незмінних TXID.

Оскільки дані авторизації винесено з оригінальної структури транзакції, вони більше не враховуються в обмеженні блоку в 1 мільйон байтів. Потрібен новий ліміт. У той час обговорювалося багато підходів до обмеження відокремлених свідкових даних: окремий байтовий ліміт6, загальний ліміт < 1 мільйона байтів7 або зважений комбінований ліміт. Зрештою було вибрано зважений об’єднаний ліміт із розділеними даними свідків, зваженими на рівні 1 одиниці, даними транзакцій, зваженими на рівні 4 одиниць, і обмеженням ваги на 4 мільйони блоків. Для розрахунку комісії кожна одиниця ваги розглядається як 1/4 віртуального байта (vByte).

Чому ці ваги? Давайте подивимося на вартість входів і виходів транзакцій з відокремленим свідком і без нього:

Перше, на що слід звернути увагу в цій таблиці, це те, що типи сценаріїв-свідків (P2WPKH, P2WSH) мають майже однакову кількість вхідних і вихідних байтів (котрі стягуються по повному vByte кожен). Користувач сценарію-свідка потім стягує 1/4 vByte за дані, які авторизують витрати, значна частина яких не перевіряється для будь-яких транзакцій, крім останніх, і жодна з них не має поточних витрат в індексі UTXO. Інша річ, яку тут варто відзначити, це те, як вартість використання більш безпечного мультипідпису 2 із 3 порівняно з одним підписом зменшується зі 147 vBytes до 36,25 vBytes.

КОРІНЬ ТА НАПИС ЗМІНЮЮТЬ ВСЕ (АБО НІЧОГО)

Як я вже говорив на початку, біткойн базується на людських стимулах, і тут ми можемо побачити, як зміни були внесені в біткойн протягом багатьох років, щоб покращити вирівнювання стимулів між сторонами, які використовують мережу.

Сам Taproot є «просто» альтернативним способом блокування біткойнів за допомогою окремого свідка. Це суттєво не змінює ці стимули. Однією зі змін, які прийшли разом із Taproot, було зняття певних обмежень на розмір сценарію. Це було зроблено, щоб зменшити складність розробки інструментів аналізу для сценаріїв біткойн, а також як підтвердження відносної вартості різних типів даних. Видалення цих обмежень зробило надписи простішими, ніж вони були до Taproot, але принципово не змінило структуру стимулів у мережі.

Тепер до суті справи. Написи розкриваються в свідку, тому вони стягуються лише 1/4 vByte за байт даних напису. Це зловживання знижкою для свідків? Правда полягає в тому, що дані записів є одними з найдешевших даних для перевірки вузлами в мережі. Структура сценарію, яка використовується в написах, явно пропускає виконання даних напису, тому єдиною перевіркою, яка виконується на ньому, є єдина перевірка хешу (переконується, що розкритий напис є тим, що користувач, який вписує, планував розкрити). Ці дані хешуються один раз, а потім більше ніколи не переглядаються вузлами. Він має дуже низьку обчислювальну вартість (на порядок менше, ніж еквівалентний сценарій multisig).

Але написи підвищують комісії та витісняють інших користувачів.

Так! Завдяки поточному програмному забезпеченню, доступному для взаємодії з мережею біткойн, користувачі, які записуються, мають більший економічний стимул робити свої написи, ніж багато людей, щоб здійснювати інші транзакції.

Це різко пояснює цінність збільшення економічної щільності транзакцій біткойнів. Lightning Network робить величезний крок у цьому напрямку, дозволяючи об’єднувати сотні, тисячі або мільйони економічних транзакцій в одну транзакцію біткойн. Чим більша економічна щільність кожного байта в транзакції, тим менша плата за цю економічну діяльність. Оскільки економічна щільність транзакцій біткойнів зростає, інші варіанти використання блокового простору були і будуть знижуватися9.

Варто зазначити, що якщо протоколи мультипідпису поза ланцюгом, такі як MuSig2 або FROST, або підписи адаптера стануть поширеними; може бути сенс зменшити або скасувати знижку для свідка. Ці протоколи можуть уможливити представлення умов великих витрат одним підписом. Це, у поєднанні з ефективним використанням ключового шляху Taproot, може знизити вартість введення з майже довільно складними умовами лише до 105 байт.

ВИСНОВОК

Реакція на високі комісії, викликані написами, така ж, як і на будь-який інший сценарій, який передбачається, що небо падає в історії біткойнів: терпляче будуйте, терпляче будуйте. Ми можемо багато зробити, щоб підвищити економічну щільність транзакцій біткойнів, від створення кращих гаманців Lightning до Ark до дискретних контрактів журналів і далі. Видалення свідкової знижки (передчасне), відкат taproot або подібні контрпродуктивні дії лише зменшать економічну щільність поточних транзакцій біткойнів і погіршать ситуацію.

Залишайтеся скромними, накопичуйте сати та будуйте.

ВИНОСКИ

1. Термін «свідок» був прийнятий у біткойн із криптографічного жаргону, де він відноситься до даних, необхідних для ефективної перевірки криптографічної заяви. BIP141 визначає це як будь-які «дані, необхідні для перевірки дійсності транзакції, але не потрібні для визначення наслідків транзакції». Криптографи, можливо, взяли цей термін із виробничих знаків-свідків, які використовуються для ефективної перевірки вирівнювання компонентів.
2. Проект Utreexo має на меті змінити це для підмножини біткойн-вузлів, дозволивши їм ефективно накопичувати корені включення UTXO, а потім отримувати шляхи включення разом із витратами цих UTXO. Якщо це стане поширеним способом використання біткойнів, це перенесе вартість більшої кількості UTXO з вузлів на власників цих UTXO.
3. Проект ZeroSync має на меті змінити це для деяких вузлів у деяких контекстах.
4. Ідентифікатор транзакції: зворотний порядок подвійних байтів SHA256 транзакції мережевого формату перед segwit.
5. Кілька дійсних транзакцій з однаковими входами та виходами мають різні txids, якщо вони підписані різними способами або їхні підписи змінено третьою стороною.
6. Може бути будь-яким значенням без хардфорка, оскільки старі вузли не знають відокремлених даних-свідків.
7. 1 мільйон або менше для підтримки сумісності та запобігання хардфорку.
8. Припускається використання компактних відкритих ключів і 71-байтових підписів DER з низьким R/S.
9. Хтось пам'ятає Satoshi Dice?

Це гостьовий пост Брендона Блека. Висловлені думки повністю належать їм і не обов’язково збігаються з думками BTC Inc або Bitcoin Magazine.

Відмова від відповідальності:

1. Цю статтю передруковано з [bitcoinmagazine]. Усі авторські права належать оригінальному автору [БРЕНДОНУ БЛЕКУ]. Якщо є заперечення щодо цього передруку, будь ласка, зв’яжіться з командою Gate Learn , і вони негайно розглянуть це.
2. Відмова від відповідальності: погляди та думки, висловлені в цій статті, належать виключно автору та не є жодною інвестиційною порадою.
3. Переклади статті на інші мови виконує команда Gate Learn. Якщо не зазначено вище, копіювання, розповсюдження або плагіат перекладених статей заборонено.