Ограничение Биткоин транзакций

[Alex03]

Наверняка вы не раз слышали о том, что в текущем виде Биткойн-сеть в состоянии проводить до 7 транзакций в секунду. Многие сторонники Биткойна обеспокоены таким положением дел, небезосновательно считая, что это может послужить ограничивающим развитие сети фактором.

Если сравнивать с классическими платежными сетями, такими как Mastercard или Visa, то контраст очень разителен. Например, по состоянию на апрель 2012 года через платежную сеть Visa за секунду проходило 24 000 транзакций. Еще больше удручает то, что сеть Биткойн в её текущем состоянии, похоже не способна даже на заявленные 7 транзакций в секунду, и вот почему.

Биткойн транзакции за день

Перед тем как начать наши размышления о процессе обработке транзакций в Биткойн сети, нам необходимо взглянуть на то, как разворачивался этот процесс в целом с течением времени. Взгляните на ежедневную статистику количества транзакций за последние 4 года:

 

Как и с другими метриками Биткойн-сети, здесь есть свои взлёты и падения, но в целом, на длительном промежутке времени тренд направлен вверх. Конечно это не экспоненциальный рост, который мы можем наблюдать на графике скорости хеширования сети, но трудно спорить с тем фактом, что количество транзакций неуклонно растет. Чем дальше мы смещаемся вправо, тем более беспорядочным выглядит график, однако, это обманчивое впечатление: растут абсолютные величины, а процентное их выражение остаётся на прежнем уровне. Именно это заставляет график выглядеть более «шумным». Убедиться в этом довольно легко — просто взгляните на тот же график в логарифмическом масштабе:

 

С такого ракурса рост уже не выглядит столь впечатляющим, но можно подметить, что суточные колебания практически не меняются.

Что еще здесь можно заметить? Например то, что количество среднесуточных транзакций на данный момент не превышает 80 тысяч (графики и цифры были актуальны на конец 2014 года. Однако, с тех пор изменения не столь радикальны. Общая мысль и выводы статьи не изменились), а значит составляет чуть меньше 1 транзакции в секунду. На первый взгляд может показаться, что мы далеки от текущих ограничений Биткойн-сети…

Небольшое отступление: Биткойн «устаёт» по воскресеньям?

Заметили ли вы, что шум на графике за последний год выглядит уж очень «размеренным»? Приблизив масштаб мы видим, насколько он последователен:

Горизонтальные линии разметки коррелируют с воскресными днями. По каким-то причинам сеть Биткойн используется ощутимо меньше (примерно на 20%) по воскресеньям. Остаётся только строить догадки чем это обусловлено (прим. переводчика: лично мне довольно логичным кажется предположить, что в воскресные дни в мире в целом наблюдается спад деловой активности. Биткойн-мир не исключение. У большинства людей в этот день выходной). Тенденция наблюдается на всем временном промежутке начиная с 2013 года. При этом она стала гораздо более выраженной в 2014 году (прим. переводчика: это еще один факт говорящий в пользу теории «спада деловой активности». Биткойн из увлечения гиков постепенно перерастает в более зрелый инструмент финансового мира, которому свойственно жить как раз по такому «деловому» расписанию).

Статистика блоков

Мы уже посмотрели на количество транзакций, обрабатываемых сетью, но существует еще одна очень важная метрика: размер блока. Итак, как же менялся средний размер блока с течением времени?

 теперь в логарифмической шкале:

Что-то тут не сходится!

Черная линия тренда далека от совершенства, но для грубой оценки она сгодится. А показывает она то, что средний размер блока прошел путь от примерно 0,11 до 0,275 мегабайт за последние 16 месяцев. Это почти двух-кратный рост за последние 12 месяцев. Проблема в том, что вместо 7-кратного запаса по размеру блока, который по логике вещей должен у нас оставаться до достижения теоретического предела в 7 транзакций секунду, у нас на самом деле осталось только около 3,5 — кратный запас (1/0.275).

Что-то явное масштабируется не так как мы того ожидали. Давайте взглянем на средний размер блока по сравнению с количеством транзакций в день:

Как видно, эти два показателя довольно хорошо коррелируют, правда есть некоторое опережение динамики размера блока по сравнению с количеством транзакций. Это указывает нам на то, что размер средней транзакции со временем растет. И это не должно нас слишком удивлять, ведь в целом мы ожидаем роста и развития сети. Сейчас мы видим рост количества сделок с мультиподписями, а также рост количества сделок с большим числом «входов» и «выходов», что вкупе приводит к росту размера средней транзакции. Все это ставит теоретически прогнозируемый предел в 7 транзакций в секунду в довольно шаткое положение.

Реальная пропускная способность Биткойна

Учитывая, знание о среднем количестве сделок в день и средний размер блока, можно вычислить реальный предел количества транзакций для Биткойн сети при её текущих настройках:

Тоже самое в логарифмической шкале:

Из графиков четко видно, что последний момент, когда сеть была способна обработать 7 транзакций в секунду давно миновал нас в 2011 году. На сегодняшний день большой удачей будет достигнуть пропускную способность в 3,2 транзакции в секунду. Это означает, что сеть уже сейчас работает на 30% своей мощности! Были также и всплески активности, когда нагрузка на сеть достигала 40% её возможностей.

Для большинства инженеров это может звучать как сигнал тревоги. Мы ведь говорим не о пиковой нагрузке равной 40%, а о средней. Как только средняя нагрузка на сравнительно короткое время начнет достигать 100%, это начнет влиять на скорость записи сделок в блокчейн, к тому же, 10 минутный промежуток на запись нового блока также является средней, а не гарантируемой величиной.

Заключение

Существует одно интересное следствие из нашего анализа и вывода о том, что вскоре мы можем столкнуться с «переполнением» блоков: такая перегруженность сети будет стимулировать майнеров обрабатывать сделки с более высокими комиссионными, нежели просто проводить все доступные транзакции. Таким образом, дефицит блоков может оказаться той характеристикой, которая поможет майнерам начать зарабатывать существенный доход не с награды за блоки, а с комиссионных пользователей. Но это уже совсем другая история…

 

http://hashingit.com/analysis/33-7-transactions-per-second

http://bitnovosti.com/2015/03/27/7-transactions-per-sec/

Edited 27 Mar 2015, 15:55 by Alex03

[GustoElPeyote]

Интересно было прочесть. А как это повлияет на курс? У кого какие мысли?

[gaalx]

Спасибо. Месяцев 2-3 была похожая информация. Любая техническая проблема - это благо для объекта и следующая ступенька в развитии. Единообразие расслабляет. Посмотрим как комьюнити отреагирует на событие. 

[Lexis77]

это может послужить ограничивающим развитие сети фактором.

очень не очень.... 

[Vlad555]

Alex03 сказал(а)

Таким образом, дефицит блоков может оказаться той характеристикой, которая поможет майнерам начать зарабатывать существенный доход не с награды за блоки, а с комиссионных пользователей. Но это уже совсем другая история…

 

Вознаграждение не решает проблему ограничения пропускной способности.

Битку нужен харфорк. Или в музей древностей.

 

В Stellar и Ripple транзакции осуществляются в течение нескольких секунд, насколько я помню из личного опыта их использования. А вот долгострой, но тем не менее уже готовящийся к выходу альт eMunie по словам разработчика вполне себе масштабируется до скоростей VISA и Mastercard. Последние тесты показали, что при 10 узлах сети средняя скорость транзакций составляет 30-35 в сек., далее линейный рост: при 1000 узлах — в теории 20,000 тр./с   http://bitnovosti.com/2015/03/27/7-transactions-per-sec/comment-page-1/#comment-57109

[SLAVON]

Объясните непонятливому - почему это количество обрабатываемых транзакций уменьшилось? почему 7 вдруг превратилось в 3? скорость растет, размер блока растет влияние мультиподписей в этом случае не должно быть существенным

[thecore]

"такая перегруженность сети будет стимулировать майнеров обрабатывать сделки с более высокими комиссионными, нежели просто проводить все доступные транзакции."

И что?

Есть такое понятие как приоритет, в котором в том числе учитывается время с момента создания транзакции.

Даже без комиссии транзакция рано или поздно пройдет. Да, с задержкой, но пройдет.

Вообще проблемы в этой статье с кучей графиков кажутся высосанными из пальца. Какая-то "средняя температура по больнице"

[Format.C^]

 

 

Вообще проблемы в этой статье с кучей графиков кажутся высосанными из пальца.

Проблемы как таковой пока ещё нет. Автор обращает внимание на возможное возникновение проблем в будущем. Учитывая неповоротливость Bitcoin Foundation, это не выглядит надуманным.

[thecore]

А они уже про это подумали, с полгода назад.

https://blog.bitcoinfoundation.org/a-scalability-roadmap/

И, честно говоря, доверия больше неповоротливому человеку, core-контрибутору в Биткоин, чем какому-то шустрому дяденьке с графиками.

[br0nevik]

 

 

И, честно говоря, доверия больше неповоротливому человеку, core-контрибутору в Биткоин, чем какому-то шустрому дяденьке с графиками.

У вас первая стадия. Отрицание.

 

На самом деле ничего не мешает сделать блок порядка 100 Мб раз в минуту. Это масштабирует производительность в обработке транзакций в 1000 раз от сегодняшних значений. НО, будет генерировать 150 Гигабайт транзакций в день и убьет в сети все ноды класса "обычный десктоп". Грубо говоря, надо будет иметь стойку, чтобы вообще в принципе гонять полную ноду биткойна. И тут мы подходим ко второй проблеме: строительство и содержание стоек стоит денег. То есть в сети должна быть какая-то экстракция помимо майнинга, и скорее всего это будут комиссии. Условно, хочешь пользоваться транзакциями биткойна - ставь легкий кошель, но изволь отстегивать на обслуживание тому парню, который держит полную ноду и проверяет за тебя 100Мб транзакций в минуту, каждую до нулевого блока.

 

В общем, проблема интересная, готовлю отчет на эту тему.

[thecore]

Ну при чем тут первая стадия - отрицание.

Я проще отношусь.

Есть- пиздоболы, они могут делать свои исследования, вывести суперстатистику, показать кривые Тангенса и Гюйсенса и доказать обычной массе(лежащей на диване) что они правы.

Есть- вторая катетория. У биткоин есть архитекторы. Эти люди совсем не глупы, они конечно понимают ограничения текущего подхода, но движутся в направлении, чтобы учитывать это.

Ну вот неохота распинаться, Вы книжку Just for fun читали?

Если читали- может вспомните- ЭТО НЕ БУДЕТ РАБОТАТЬ. Сказал профессор, который обосрался.

А если не читали- прочитайте.

[Tomcat_MkII]

Баянище...

[Vlad555]

Ахритекторы че-нить придумают когда жареный петух клюнет. Сейчас штиль в крипт-океане.

Ну не могут же они похерить всю систему с асиками, биржами и собственными усилиями и вложениями в это дело.

[Tomcat_MkII]

Проблема на самом деле уже давно в работе и разработчики не такие олухи.

http://gavintech.blogspot.ru/2015/01/twenty-megabytes-testing-results.html

Просто некоторые эээ... не слишком разборчивые ресурсы для собственной раскрутки  вытаскивают пачками прошлогодние баяны и старательно на них пиликают, создавая бурю в стакане воды.

Тем кто хочет быть в курсе, советую внимательнее выбирать источники, а лучше всего следить самому.