Научный анализ инфраструктуры Bitcoin и Ethereum показал большую централизацию сетей
С 2015 по 2017 годы группа учёных из Корнеллского университета, израильского Техниона и организации Инициатива за криптовалюты и контракты (IC3) проводила длительное исследование состояния инфраструктуры сетей различных криптовалют, включая Bitcoin и Ethereum. Они изучали параметры работы тысяч узлов — и сейчас опубликовали первые результаты своей работы. Главным выводом стало то, что сети вовсе не так децентрализованы, как можно было подумать. Ни о каком равномерном распределении вычислительных ресурсов и полосы пропускания и речи не идёт.
В принципе, и так все знали, что существование истинной P2P-системы было бы возможно только если бы каждый майнер работал как индивидуальный узел в сети. Но в реальности сейчас вычисления идут в пулах, которые выполняют роль своеобразных «супернодов». Получается, что три-четыре узла контролируют 50–60% вычислений в сети (четыре у Bitcoin, три у Ethereum).
Это чисто централизованная структура, где «власть» сконцентрирована в руках нескольких игроков, а вовсе не децентрализованная система, какая задумывалась основателем Bitcoin Сатоши Накамото. Нужно отметить, что этот очевидный факт вовсе не является подтверждением смелого тезиса Натальи Касперской, что «биткоин — разработка американских спецслужб с целью быстрого финансирования разведок США, Англии, Канады в разных странах», а создатель биткоина Сатоши Накамото — это псевдоним «группы американских криптографов».
Научное исследование просто подтверждает известный факт концентрации вычислений в пулах — впервые эту проблему исследовали столь досконально по научной методологии.
Вот ещё несколько интересных фактов, которые выявило исследование.
Сеть Bitcoin недоиспользуется
Пропускная способность узлов Bitcoin больше, чем у Ethereum, а за последний год средний медианный канал увеличил пропускную способность на 70%.
Это означает, что максимальный размер блоков можно увеличить без влияния на уровень децентрализации. То есть если всех устраивал уровень децентрализации в 2016 году, то при увеличении размера блока на 70% такой же уровень сохранится в 2017 году. При этом вырастет количество обрабатываемых транзакций в такой же пропорции.
Противники увеличения размера блоков говорят, что это увеличит нагрузку на CPU и использование дискового пространства. Но учёные считают, что этот аргумент не выдерживает критики, потому что стоимость данных ресурсов сейчас снизилась до ничтожной величины. Например, диск на 1 терабайт в 2016 году стоил $85, а сейчас $70.
Авторы говорят, что аргументы против увеличения размера блоков носят исключительно «политический» характер, а с технической точки зрения ничего не мешает сделать это.
Сеть Ethereum лучше распределена по миру, чем Bitcoin
В сети Bitcoin узлы сильнее кластеризованы, как географически, так и по сетевым задержкам.
Гистограммы P2P-задержек в Bitcoin (a) и Etherium (b), а также CDF географических расстояний между узлами
Разница не такая уж и большая и значительная, это просто любопытный факт. Исследователи обращают внимание ещё и на то, что в сети Etherium больше узлов, чем в Bitcoin.
Причиной они считают то, что большее количество узлов Bitcoin располагаются в дата-центрах (56%), чем у Etherium (28%). Исследователи обращают внимание, что перемещение узлов в дата-центры — опасный симптом. Одна из гипотез — маскировка реального количества узлов и подготовка к атаке Сивиллы для влияния на общественное мнение. Атака заключается в том, что жертва в одноранговой сети подключается только к узлам, контролируемым злоумышленником, с понятными последствиями.
Ethereum бесполезно тратит вычислительные ресурсы
Сеть Etherium больше хэшей тратит на потерянные блоки (uncles), чем Bitcoin (здесь такие блоки называются orphans).
Это означает, что Ethereum мог бы извлечь значительную пользу от релейных схем вроде Falcon и FIBRE, какие используются в Bitcoin. Это позволит уменьшить процент потерянных блоков.
Ethereum более благосклонен к слабым майнерам
В идеально справедливой системе у майнеров будет меньше причин объединяться в пулы, потому что система не будет давать предпочтение крупным майнерам перед малыми.
Исследовали определили уровень «честности» для крупных и мелких майнеров как частное от деления блоков, которые майнер отдал в цепочку, на потерянные блоки.
Общий уровень «честности» в обеих системах сравним, но в системе Bitcoin наблюдается гораздо более сильное разнообразие в честности для малых узлов. То есть здесь работа малых узлов гораздо более непредсказуема, чем в Ethereum. Очевидно, это связано с более высокой частотой блоков в Ethereum.
Miner Index. Распределение «честности» в системах Bitcoin и Etherium
Научная статья опубликована 11 января 2018 года на сайте препринтов arXiv.org (arXiv:1801.03998v1).
