Санкт-Петербург
C
» » Как новый протокол Erlay может ускорить работу сети биткоинов

Как новый протокол Erlay может ускорить работу сети биткоинов

Новый протокол Erlay может ускорить работу сети Bitcoin 

Пользователи биткоинов более защищены, при использовании полных биткоин-узлов, и вся сеть по аналогии более безопасна. Чтобы стимулировать это требования к ресурсам, скорости для запуска полного узла должны быть низкими, включая требуемую пропускную способность. 

Erlay - это новое предложение, которое может помочь снизить требования к пропускной способности. Он был разработан исследователями Университета Британской Колумбии: Глебом Науменко, Александрой Федоровой и Иваном Бесчастных; Инженер Blockstream Питер Уилль; и независимым вкладчиком Bitcoin Core Грегори Максвеллом.

В этом предложении рекомендуется подход, который позволит более эффективно передавать идентификаторы транзакций, тем самым сокращая количество сообщений, передаваемых между узлами, при одновременной поддержке передачи новых транзакций на все узлы. 

В чем сложность: 
Когда транслируется новая транзакция биткоина, она должна быть отправлена на все узлы в одноранговой сети. Технически это происходит в два этапа. Во-первых, после получения транзакции узел отправляет идентификатор транзакции - идентификатор транзакции - всем партнерам, с которыми он связан (кроме той, с которой он получил транзакцию). Все эти одноранговые узлы затем проверяют этот идентификатор транзакции, чтобы узнать, получили ли они уже эту транзакцию от другого однорангового узла. Если нет, они запрашивают всю транзакцию у узла, который отправил идентификатор транзакции. Затем процесс повторяется: этот узел отправляет идентификатор транзакции всем своим партнерам.

Поскольку узлы совместно используют идентификаторы транзакций даже с одноранговыми узлами, которые уже отправили транзакцию, существует множество избыточных сообщений, совместно используемых в сети Биткоин. Эта избыточность потребляет много пропускной способности. Примечательно, что 50 процентов пропускной способности, необходимой для работы узла Биткоин, в настоящее время используется для объявления транзакций. Еще 45 процентов полосы пропускания необходимо для передачи фактического тела транзакции, а 5 процентов - для различных других сообщений, таких как информация заголовка блока. По оценкам исследовательской работы Erlay, 44 процента всего трафика между узлами биткоинов составляют избыточные сообщения. 

Операционные узлы, которые требуют большой полосы пропускания, могут быть недоступны для многих пользователей и могут препятствовать их работе на полных узлах.

Безопасность Биткоина 

Безопасность Биткоина частично зависит от уровня связи между узлами в сети. Если это соединение слишком низкое - если узлы не соединяются с достаточным количеством одноранговых узлов - это открывает дверь для «атак eclipse». Это атаки, в которых злоумышленник контролирует множество IP-адресов и использует их для подключения к определенному узлу Bitcoin. Если все, что видит этот узел, являются узлами, управляемыми одним и тем же человеком, то злоумышленник может создать «альтернативную цепочку биткоинов», только для этого узла. Это открывает двери для ряда атак.

В своих работах Науменко, Федорова, Бесчастных, Уилле и Максвелл утверждают, что текущее соединение между узлами сети Биткоин слишком низкое, чтобы обеспечить адекватный уровень безопасности в цепочке блоков криптовалюты. Аналогичный вывод был сделан в статье исследователей Итана Хейлмана, Элисон Кендлер, Авива Зохара и Шарона Голдберга из Бостонского университета и Еврейского университета / MSR Israel. 

Проблема может быть решена путем увеличения числа соединений между биткоин-узлами в сети. Однако в нынешнем виде это также значительно увеличит пропускную способность, требуемую для каждого узла: использование полосы пропускания в настоящее время линейно увеличивается, если узлы хотят подключиться к большему количеству узлов

Новый протокол 

Для решения проблем, связанных с текущим протоколом ретрансляции транзакций Биткоина, Науменко и др. предложили использовать Erlay, новый тип протокола транзакций. Согласно проведенному ими исследованию, Erlay может существенно сократить объем необходимой полосы пропускания (примерно на 40 процентов) для поддержания текущих уровней связи между узлами биткоинов. 

Протокол Erlay уменьшает количество сообщений, передаваемых между узлами Биткоин, используя решение под названием «Minisketch», которое ранее было предложено Науменко, Уилле и Максвеллом. В дополнение к идентификаторам транзакций, биткоин-узлы делятся «Эскизами» транзакций друг с другом. 

Это делается в два этапа. На первом этапе узлы будут совместно использовать новые идентификаторы транзакций со своими одноранговыми узлами, (как обычно). Тем не менее, они выберут максимум восемь одноранговых узлов для совместного использования — даже если у них есть связи с большим количеством одноранговых узлов. На втором этапе узлы вместо этого запрашивают "эскиз" у своих одноранговых узлов.

Такой эскиз содержит идентификаторы для всех транзакций, которые принял узел (со времени последней сверки), но в компактной форме. Используя эскизы, узел может выяснить, какие транзакции у него нет, что у его однорангового узла есть. Затем он может запрашивать только те транзакции от тех одноранговых узлов, которые не отображаются в их эскизе. Этот подход потребляет гораздо меньше пропускной способности, чем совместное использование всех идентификаторов транзакций. 

В качестве дополнительного преимущества это решение во многих случаях обеспечит большую конфиденциальность. Поскольку идентификаторы транзакций изначально не используются всеми подключенными узлами, «шпионским узлам» становится сложнее отслеживать сеть и отслеживать, где произошла конкретная транзакция.

Следует отметить, что одним из недостатков сравнения различных эскизов и обнаружения недостающих транзакций является то, что транзакция занимает относительно много времени (около 2 секунд дольше), чтобы найти свой путь через всю сеть. Тем не менее, сеть Биткоин составляет в среднем 10-минутное время блока, что говорит о том, что этот подход стоит компромисса, поскольку он может существенно сократить количество сообщений, которые принимаются каждым узлом. 

Сети биткоинов 

Согласно спецификациям прототипа, Erlay состоит всего из 584 строк кода и не содержит каких-либо несовместимых изменений в существующем протоколе Биткоин. 

Науменко намерен подготовить предложение по улучшению сети Биткоин для Erlay после того, как разработчики приложений, тестировщики программного обеспечения и исследователи рассмотрят спецификацию протокола и эффективно утвердят его, не выдвигая никаких возражений. В настоящее время протокол Erlay рассматривается сообществом, и в обозримом будущем он может быть интегрирован в протокол биткоинов. 

ICOSU.COM
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.

Ваше имя: *
Ваш e-mail: *
Код: Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код: