Кризисная ситуация в сети Биткоин с подтверждением транзакций

06.03.2016 В последние дни февраля экосистема главной мировой криптовалюты Bitcoin столкнулась с давно ожидаемыми проблемами: стало сложно проводить транзакции с нормальным и низким размером комиссии.
 
Это связано с тем, что в добытых 29 февраля блоках отсутствует свободное место для отправления дополнительных транзакций.
 
Эти неполадки напоминают команде экосистемы о давно нарастающей проблеме – необходимости разрабатывать и внедрять реальные способы масштабирования сети, так как вскоре может быть утрачен контроль над сетью.

Проблемы с отправками транзакций Биткоина

 
По заявленному протоколу, для транзакций с нормативными размерами комиссионных, перебои в доставке должны быть минимальными. Добыча биткоинов настраивается по такому алгоритму, что платные транзакции, со стандартным и выше размером комиссии включаются в соседние блоки незамедлительно. И, напротив, транзакции с низкой комиссией или без нее ждут подтверждения некоторое время, пока найдется место для включения их в близлежащие блоки.
 
Конец февраля принес ситуацию, когда подтверждение задерживалось и транзакциям с усредненными и большими по размеру комиссионными. Это приводит экосистему Биткоин в тупиковое состояние. 1 марта возникли обстоятельства, когда трансакция с размером комиссии в 0,001 биткоин, что равняется 0,43 доллара США, не смогла получить незамедлительное подтверждение о нескольких очередных блоках с биткоин-сети.
 
В пиковый период загрузки подтверждение приходило только на транзакции с мегакомиссионными, размером 0,0044 биткоин = 1,9 доллара США за килобайт. Эта ситуация в сети Биткоин проявилась впервые без вмешательства посторонних сил.
 
Споры, возникающие по поводу размеров блоков, провоцируют повышение комиссий за транзакции, отвечающие за перемещение финансов по сети, чем сильно вредят экосистеме.
 
Ситуация, когда непредсказуемо возникает задержка подтверждения и комиссия за шаблонную транзакцию вырастает до 2 долларов, недопустима, так как Биткоин теряет свои позиции и клиенты переключаются на другие криптовалюты или платежные системы. Ведь обычный банковский перевод в такой ситуации ведет себя более предсказуемо.
 
Ситуация ухудшается с каждым днем. У команды экосистемы Биткоин нет решений, способных решительно и полностью ее улучшить. Облачные пулы, обслуживающих сеть, заполняются неподтвержденными трансакциями, и количество их превышает все допустимые нормы. Данная ситуация некоторыми объясняется ростом популярности криптовалюты, но такая популярность ухудшает имидж системы и возникновение задержек подтверждения вредит клиентам.
 
Возникшую ситуацию нельзя объявить результатом очередного стресс-теста сети Bitcoin, как это было трижды в минувшем году, так как отсутствуют любые признаки, указывающие на искусственную проверку.
 
Есть мнение, что ситуация спровоцирована запуском проекта Биткоин ХТ. Сторонниками проекта потрачено огромную сумму, равняющуюся сотням биткоинов, чтобы доказать, что сети необходимо срочное улучшение. Но ответственность, за проведение стресс-теста не взял на себя никто.
 
1 марта появился твитт Алекса Петрова из Bitfury о DDoS атаке на сеть Биткоин, без приведения фактов, подтверждающих это. Это не было похоже на широкомасштабные атаки, которые проводились в минувшем году. Проведение DDoS-aтаки может заблокировать ресурс и задержать проведение трансакций с высокими комиссионными, но для ее проведения требуется большое количество денежных средств.
 
Можно заподозрить в создании нынешней ситуации один из пулов, участники, которого могли предполагать вернуть истраченные на атаку средства за счет увеличения комиссионных. Но для ведущих пулов данная ситуация неприемлема, у них нет заинтересованности в такой ситуации.

Анализ сбоя в сети 29 февраля

 
В чем причина кризисного состояния сети, возникшего 29 февраля, которая привела к десятикратному увеличению размера комиссии за подтверждение трансакций, хотя и кратковременно. В этот день были намайнены 133 блоков, из них:

• 8 блоков содержащие 10 Кб трансакций, относящиеся к SPV- блокам. Данного вида блоки имеют упрощенную схему майнинга, включают в себя собственные трансакции майнеров и coinbase транзакцию, подтверждающую добычу 25 биткоинов. Транзакция coinbase содержится в каждом блоке, и является заработком майнера.
• 7 блоков заполненных на 750 Кб, это блоки с запрограммированным лимитом, применяемые некоторыми пулами для ускоренного обрабатывания и отправки его по сети.
• 118 блоков размером больше 930 Кб, из них большинство имело размер свыше 998 Кб.

Более конкретизированную информацию можно найти, обратившись на форум в сообщениях пользователей. Можно провести собственную аналитику.
Имеющаяся информация показывает, что сеть биткоин находится на пределе своих возможностей по заполнению блоков. При этом увеличенный размер комиссионных не дает гарантии, что, криптовалюта будет доставлена клиенту быстро и в минимальный срок.
Сбой 29 февраля можно объяснить с помощью математического алгоритма. Между блоками установлена дистанция в 10 минут и за сутки можно добыть 144 блока. Но, с ростом вычислительной мощности майнинга добыча блока ускоряется и вместо стандартных 144 блоков их майнится большее количество. Например, увеличение производительности на 10 %, увеличивает добычу на 14 блоков (144+14=158). Сначала года, сложность росла, и увеличение добытых блоков привело к увеличению пропускной способности сети на все те же 10 %.
29 февраля по неизвестной причине производительность добычи майнеров неожиданно снизилась, и вместо 144 блоков сеть выдала только 133. Фактическое снижение добычи блоков и выросшее количество трансакций привели сеть в кризисное состояние.

Установка программных лимитов майнерами

 
Неудовлетворительная отдача сети провоцируется самими майнерами. Так как они ограничивают объемы трансакций. Блоки рассчитаны на объем в 1 Мб транзакций, но майнеры помещают в них 750-950 Кб. Это позволяет им иметь небольшое конкурентное преимущество. Возникший кризис заставил многие пулы отказаться от таких лимитов или поднять их размер.
На день написания статьи лимитирование в пулах выглядит следующим образом:

• DiscusFish/F2Pool (26%) – лимита нет, пустые блоки присутствуют;
• AntPool (23%)- 750-935 Кб, в последние дни до 20 % пустых блоков.
• BTCC (15%) - 990 Кб, пустые блоки присутствуют;
• Bitfury (11%) - 999 Кб ;
• BitClub Network (4-5%)- 999 Кб или отсутствует.
• KNCMiner (4-5%) - 935 Кб, пустые блоки присутствуют;
• BW Pool (4-5%)- 950 Кб, пустые блоки присутствуют;
• Slush (4-5%) - 999 Кб;
• Kano CKPool - 990 Кб;
• Solo CKPool - 999 Кб;
• GHash.IO - 750 Кб;
• Telco 214 - 750 Кб;
• Eligius - 930 Кб, пустые блоки присутствуют;
• BitMinter - 990 Кб.
•  

Дальнейшее углубление кризиса

 
От 1 марта большинством пулов увеличен лимит или вообще снят. Это говорит о том, что наполняемость их достигла своего расчетного лимита и имеется минимальный запас свободного места для проведения трансакций. Следовательно, минимальное увеличение их объема и некоторые случайные обстоятельства в добыче блоков могут критически влиять на производительность сети Binkoin.
 
При этом увеличиваются расходы на сопровождение операций, и возрастают риски, влияющие на сроки доставки биткоинов всем клиентам сети.
 
Кризисная ситуация реально существует и вызывается не придуманными причинами, которые легко устранимы и она сама по себе не исчезнет. Клиенты сети встречаются с кризисными явлениями и видят развитие проблемы по застрявшим денежным трансакциям и своим пустым биткоин-кошелькам.
 
Следовательно, перед коллективом авторов сети стоит первоочередная задача: ускорить наработки и поиск решений возникшей проблемы, или для Биткоина начнутся тяжелые времена и экосистему ждет потеря репутации и как следствие отток пользователей в другие системы. Решение технических проблем следует начинать уже сейчас.

Проблема SegWit и блок 2 Мб – будет ли решение?

 
Введение в действие SegWit и применение блоков размером 2 Мб решило бы возникший кризис с транзакциями в данный момент. Но, на какой временной период будет хватать увеличения производительности сети в 2-3 раза, никто не берется прогнозировать. Увеличение популярности биткоина может в недалеком будущем спровоцировать очередной кризис доставки трансакций увеличенными блоками.
Bitcoin Core в последнем релизе предложил выполнять повторную отправку транзакций с повышенной комиссией для пользователей, кто желает срочно получить перевод. Это частично решит проблему, но приводит к потере положения о минитранзакциях, которые считаются главным преимуществом криптовалюты. Но это только начало поиска решения возникшей проблемы. Пользователи сети Биткоин заинтересованы в поиске долгосрочного решения и разработчикам следует решить ее в первую очередь.