Bitcoin 2020 után: fenntartható-e hosszú távon a proof-of-work konszenzus?
Egy Nemzetközi Fizetések Bankja (BIS) által publikált jelentés arra a következtetésre jutott, hogy a bitcoin likviditása drámaian eshet a csökkenő blokkjutalom és az alacsony kereskedői elterjedtség hatására, ha nem vált konszenzus modellt. A Rootstock (RSK) egy Lightning hálózathoz hasonló oldallánc, ami egy bitcoinhoz kötött érmét és okos szerződés funkciót fejleszt a Bitcoin biztonsági rétegére és célja, hogy egy nagy áteresztőképességű pénzt fejlesszen ki, mellyel a bitcoin releváns maradhat fizetőeszközként és jövedelmező a bányászok számára.
A BIS jelentése, a Beyond the Doomsday Economics of proof-of-work in cryptocurrencies két alapvető limitációját emeli ki a PoW alapú bitcoinnál.
Az egyik a bányászjutalom, melynek a hálózat biztonsága érdekében minden esetben magas arányt kell képviselnie a tranzakciós volumenhez képest. Ha egy támadó monetáris előnyt érvényesítene a bányászokkal szemben, azaz magasabb blokkjutalomban vagy tranzakciós díjban részesülne vagy dupla költés tudna végrehajtani, akkor magasabb lenne a kockázat vagy a tranzakciós időnél vagy a költségeknél.
„A dupla költés nagyon jövedelmező. Sőt, egy támadó jóval nagyobb bitcoin bevételt realizálhatna mint, egy tisztességes bányász.” __ Nemzetközi Fizetések Bankja __
A második korlát, hogy blokkjutalom nélkül a hálózat nem képes elegendő tranzakciós díjat generálni a hálózati biztonság fenntartása érdekében, ami egyben hozzájárul azon kollektív gazdasági viselkedéshez, hogy a bányászok olyan alacsonyra állítják a tranzakciós költségeket, amilyen alacsonyra csak tudják.
„A rendszer vagy kapacitásán belül működik és a felhasználók motivációja a tranzakciós díjak meghatározására nagyon alacsony, vagy a rendszer túlterheltté válik.” __ Nemzetközi Fizetések Bankja __
A proof-of-work konszenzus likviditásválságot okozhat
A 2020-as bitcoin blokkjutalom felezés után fennáll a veszélye, hogy ilyen alacsony BTC tranzakciós díjak mellett a jövedelmezőség csökkenése fékezi a bányászokat, hogy tovább bányásszanak és sokan dönthetnek úgy, hogy inkább lekapcsolnak a hálózatról addig, míg az árfolyamok emelkedésnek nem indulnak. A bányászok a csökkenő hasrátával veszélyeztetik a hálózat biztonságát, ami így fogékonnyá válik az 51%-os támadásokra, és ezzel a bitcoin árfolyamát is padlóra küldhetik.
A BTC bányászjutalom felezés dichotómiája, hogy vagy a tranzakciós díjaknak kell emelkedniük, hogy így kerüljenek kompenzálásra a kieső blokkjutalom miatt, ami egyben azt jelentheti, hogy a bitcoin mint fizetőeszköz nem terjedhet el (Lightning vagy más 2. rétegű megoldás figyelembevétele nélkül) és emiatt kizárólag nagy értékű utalásokkor éri meg használni, vagy a kriptónak lesz egy alternatív felhasználási területe.
Mialatt a Lightning hálózat a jelenlegi PoW keretein belül igyekszik több relevanciát és hasznosságot kölcsönözni a bitcoinnak mint fizetőeszköz, a végső megoldás a PoW-ról egy másik konszenzus mechanizmusra való áttérés lehet, mivel a jelenlegi rendszer nem lesz képes elegendő tranzakciós díjat generálni az utalások biztonságának fenntartásához.
„Egyszerű számítások alapján amint a blokkjutalom nullára csökken, akár hónapokba is beletelhet mielőtt egy bitcoin utalás konfirmálásra kerül, hacsak nem kerülnek új technológiák bevezetésére az utalások véglegesítéséhez.”__ Nemzetközi Fizetések Bankja __
Reális a Bitcoin 51%-os támadás veszélye
A BIS szerint a bányászeszközök költségeinek csökkenése, a nem jövedelmező bányászok távozása a hálózatról és az olcsó kibérelhető hasherő-többlet révén reális veszély van az 51%-os támadásokra.
1. – teljes hashráta, 2. – bányászeszközök árai, 3. – a nagyméretű támadások költsége | Forrás: Nemzetközi Fizetések Bankja
A hálózathoz szükséges hasherő a biztonságos hálózati működéshez a hálózat felhasználóitól eredő tranzakciós kereslet deriváltja és így a hashráta tandemben fluktuál a tranzakciós kereslettel és a blokkméret indukálja ezt. Minél közelebb van az 1 MB limithez vagy meghaladja, annál nagyobb a kereslet.
1. – BTC átlagos blokkméret 2. – kék: tranzakciós kereslet piros: tranzakciós kínálat 3. – blokkméret
A bányászok különböző függőben lévő tranzakciókkal találkoznak és azokat konfirmálják, melyek maximalizálják a tranzakciós díjaikat és így jön ki az átlagos tranzakciós költség. Mindaddig, amíg a blokkokban van szabad hely, a bányászok marginális költsége, hogy felvegyen egy blokkba egy tranzakciót, egyenlő a nullával és a bányászok az összes tranzakciót felveszik a blokkba amíg a tranzakciós díj nem nulla.
A közös láncok tragédiája
Az alacsony tranzakciós díjak vs. bányászok probléma középpontjában a potyautas dilemma áll, mivel a proof-of-work mechanizmusban az összes tranzakciót biztosítani kell egy blokkban, az alapján, amennyit az egyedi tranzakciókhoz díjként hozzácsatolnak a felhasználók annak érdekében, hogy megfelelően ösztönözzék a bányászokat. Végső soron a felhasználók (fizetők) érdeke, hogy egy tisztességes díjat állítsanak be a bányászoknak annak érdekében, hogy berakják a tranzakciójukat a következő blokkba és csökkentsék a konfirmációs idejüket, de mivel a tranzakciós díjakat egyenként határozzák meg és ezért az egyéni ösztönző, hogy minimalizálják a tranzakciós díjaikat és akár potyautasként a jóval magasabb tranzakciós díjat fizetők érdekeit semmibe véve szintén benn legyenek egy blokkban, prevalensen jelen van.
Mikor az újonnan kibányászott blokk a maximális protokoll által meghatározott 1 MB méretű, akkor a rendszer túlterheltté válik és a tranzakciók felhalmozódnak. Van egy pozitív kapcsolat is a tranzakciós idők és díjak között, mivel a tranzakciós díjak csak akkor emelkednek amikor többletigény jelentkezik a felhasználók részéről, azaz, mikor a blokkok elérik az 1 MB maximális kapacitást.
1. ábra -> átlagos díj tranzakciónként 2. ábra -> A függőben lévő bitcoin tranzakciók feldolgozásának 7-napos mozgóátlaga
Annak érdekében, hogy megakadályozható legyen a likviditás „elillanása”, a papír arra a megoldásra jut, hogy a Bitcoinnak és más kriptóknak fel kell hagyniuk a proof-of-work fenntarthatatlan konszenzus mechanizmusával, mivel a blokkjutalom nélkül annak nincs értelme és helyette át kell térnie a proof-of-stake vagy delegált proof-of-stake megoldásra.
Rootstock – Bitcoin skálázás Ethereum módra
A felezés elé vágva és megkímélni, hogy több százmillió bányászhardver használhatatlanná váljon mivel a bányászok nem tudnak elegendő jövedelmet termelni, több projekt is, kezdve a Lightning hálózattól, a Liquid oldalláncokig egészen a Segwit-ig bezárólag mind arra törekszik, hogy több funkcionalitást adjon a bitcoinnak.
Az egyik kevésbé ismert oldallánc, melyről kevesebb szó esik a Rootstock (RSK), melynek 2018-végén volt az ICO-ja. A projekt egy eltérő módszert, az Ethereuméhoz hasonlóan kívánja skálázni a bitcoint azzal, hogy implementálja az okos szerződéseket és a proof-of-stake konszenzust a Bitcoin protokollon. Az RSK-t nem bányásszák, hanem együttesen bányásszák a bitcoinnal közösen egy ‘egyesített bányászat’ során. Az egyesített bányászat segítségével a bányászok párhuzamosan tudnak más érméket is bányászni anélkül, hogy extra költségük keletkezne.
A Rootstock egy számlaalapú főkönyvet használ, hasonlóan az Ethereumhoz a bitcoin UTXO modelljével szemben.
Az Ethereum ütemterve szerint hamarosan harmadolódik a blokkjutalma, legalábbis azután, miután kijavítják a fellépett bugot. A Constantinople hálózatfrissítés harmadolásának célja, hogy az Ethereumot elmozdítsák a proof-of-work bányászati modellről a proof-of-stake felé. Ez egy fokozatos folyamat lesz, de a lényege, hogy a bányászatot pénzügyileg veszteségessé tegyék azzal, hogy szimultán megemelik az Ethash proof-of-work algoritmus nehézségét is.
A Bitcoin bányászat jövedelmezőségének fenntartása
Ahogy azt már az Ethereum Classic 51% százalékos támadása idején megfigyelhettük, a Bitcoin biztonságosságának csökkenése (vagy bármely más alté) negatívan befolyásolja az árfolyamát. Az RSK célja, hogy hozzáadott értéket adjon a bitcoin bányászoknak azzal, hogy bevezeti az okos szerződéseket és a skálázhatóságot a blokkláncára.
Az RSK bitcoinhoz rögzített árfolyama
A Rootstock érmét minden egyes bitcoinnal együtt kerül kibányászásra amelynek az árfolyama a BTC-hez van rögzítve és az RSK blokkláncán létezik, mint egyfajta ‘smart bitcoin’. A hálózati konszenzus úgy működik, hogy a bitcoin bányászok egy hasherővel szavaznak (1 szavazatot jelent), mialatt az RSK a proof-of-stake-kel (1 db szavazat) szavaz, de közben a biztonsági protokoll ugyanaz, mint a bitcoiné, azaz, SHA-256 bányász algoritmus. Az eredmény a magasabb tranzakciós output (kezdetben 300 tranzakció másodpercenként), szinte azonnali konfirmáció és okos szerződés funkcionalitás, és mindez a bitcoin biztonsági hálózatával.
Az RSK tranzakciós gyorsasága és költsége, 2016-os adatok
A koncepció lényege, hogy a bányászok továbbra is ösztönözve legyenek a bányászatra a felezés után és megálljt parancsoljanak a hashráta csökkenésnek extra hasznosság és skálázhatóság bekapcsolásával a bitcoinnál, mint fizetőeszköznél.
A bitcoin 10 perces konfirmációs ideje mögött is megvan a logika: hogy legyen idő minden tranzakciót a hálózat teljes egészére, vagy legalább nagy részére kiközvetíteni és hitelesítenie a peereknek. Ez teszi lehetővé a nagyfokú decentralizációt, de a lassú tranzakció kibocsátást. Nakamoto fehér könyvében le van írva, a magasabb várakozási idő exponenciálisan növeli a hálózati biztonságot mivel az új blokkok generálása szintén proof-of-work alapú és a hosszabb várakozási idők így drágábbak lesznek.
A bányászok közvetítik szét a tranzakciókat mialatt a csomópontok tárolják a hasheket a blokkokhoz, amik fokozatosan telnek meg tranzakciókkal. Az RSK ezzel szemben másmilyen konszenzus protokollt alkalmaz a bitcoinon, a DECOR+ és FastBlock5 -öt, és elviekben a blokkok hitelesítési idejét akár 10 másodpercre is leviheti, és mindezt egy központosított bányászatra való ösztönző nélkül.
Összefoglaló
A sokak által propagált bitcoin aranystandardra 2020 után különösen megnő a valószínűség annak fényében, hogy a piaci értéke arra az egyensúlyi modellre épül, hogy a blokklánc frissítésének költése megegyezik a jutalommal.
Az egyik módja annak, hogy a költség/jutalom arányában frissítsük és biztosítsuk a főkönyvet az, ha részben intézményesítjük vagy koordináljuk az irányítását ahelyett, hogy 100%-ban decentralizált maradjon. Ez védelmet nyújtana a dupla költés ellen mivel garantált visszafordítások lennének a hard forkok elkerülése végett, ami az Ethereum DAO támadásánál volt megfigyelhető.
Az okos szerződés funkcionalitás hozzáadása a konszenzus protokollhoz hasonlóan a PoS vagy DPoS megoldásokhoz ugyan egy praktikus megoldás lehetne a skálázás érdekében, de ezzel a bitcoin távolabb kerülne az értékőrző szerepétől és az EOS vagy Ethereum hálózatára redukálná azt. A Rootstock lehetne mindkettőre egy megoldás.
De az egyik legnagyobb előnye a bitcoinnak az autóiparral vagy például a repülőgépiparral szemben, hogy a kód formálható.