Одним из нынешних недостатков использования сети Биткойн для платежных транзакций является проблема масштабируемости сети.

  • Когда транзакции проверяются в сети Биткойн, теоретически каждый узел в децентрализованной системе должен проверять каждую транзакцию;
  • Сеть Биткойн может обрабатывать только определенное количество транзакций в установленный период времени, например, за блок;
  • В самом базовом определении масштабируемость — это способность сети обрабатывать растущее количество транзакций;
  • В более подробном контексте факторы масштабируемости включают пропускную способность, время транзакции, задержку и безопасность;

Проверка транзакций

Как известно, транзакции в сети Биткойн проверяются в процессе, называемом майнингом. Компьютеры майнеров собирают транзакции, которые были отправлены в блоки. Затем узлы соревнуются, чтобы стать первым узлом для решения сложной криптографической головоломки. Цель состоит в том, чтобы первым майнером проверить новый блок. Блок принимается в цепочку блоков только в том случае, если все транзакции в этом блоке действительны и еще не были потрачены.

Как говорит Сатоши Накамото в своем техническом документе о Биткойне, блоки генерируются примерно каждые десять минут — это известно как «время блока» в сети Биткойн. Это примерное время, необходимое для добычи блока. Размер блока обычно составляет около 1 МБ. Если майнинг блока в сети Биткойн занимает больше времени, уровень «сложности» будет снижен, если же майнинг займет меньше времени, сложность блока увеличится. Регулировка сложности происходит примерно каждые 2016 блоков (примерно каждые две недели).

Объемы транзакций

В настоящее время общая стоимость, перемещаемая в сети Биткойн, ежегодно увеличивается, как и количество обработанных транзакций. Поскольку каждая транзакция должна быть не менее 250 байт — сеть Биткойн может обрабатывать до 7 транзакций в секунду (tps), если время блока составляет десять минут. Ethereum обрабатывает около 15 транзакций в секунду, а Ripple — самый быстрый, способный обрабатывать около 1500 транзакций в секунду.

Почему возникает проблема масштабируемости?

Во-первых, чтобы поддерживать скорость принятия криптовалют для повседневных транзакций, для начала сеть должна продемонстрировать свою способность обрабатывать определенное количество транзакций без проблем с обработкой и задержек, вне всяких сомнений.

Во-вторых, сеть должна обеспечивать уверенность в том, что в будущем она сможет обрабатывать растущее количество транзакций. Это то, что означает «масштабирование» сети — увеличение размера, пропускной способности и, следовательно, безопасности. С другой стороны, сеть должна предоставлять майнерам достаточно наград за транзакции, чтобы поддерживать их вовлеченность и конкурентоспособность.

По сравнению с традиционными поставщиками платежей, такими как VISA или PayPal, транзакционные возможности криптовалют, таких как Биткойн и Эфириум, очень низкие. Мировой лидер в области цифровых платежей VISA утверждает, что может обрабатывать более 65 000 транзакционных сообщений в секунду и фактически обрабатывает в среднем 150 миллионов транзакций каждый день. Напротив, платежная сеть PayPal «всего» обрабатывает 193 транзакции в секунду, или около 5 миллионов транзакций в день.

Таким образом, скорость и безопасность сети — два основных фактора, определяющих репутацию платежной сети. Следовательно, существующая инфраструктура сетей криптовалюты должна быть расширена подходящим образом, чтобы абсорбировать растущие объемы транзакций вместе с растущим числом пользователей.

Решение проблемы масштабируемости

В 2017 году сообщество Биткоин активировало систему SegWit в качестве софт-форка для протокола Биткойн, чтобы обеспечить решения второго уровня для масштабирования.

Еще одно решение для масштабирования, направленное на уменьшение объема данных в блокчейне, — это Lightning Network, платежный протокол второго уровня, работающий поверх Биткойна на основе сети двунаправленных платежных каналов, что облегчает повседневные транзакции без взимания необоснованных комиссий.

После того, как транзакции Биткойн приблизились к сетевым ограничениям в конце 2017 года, возникли две основные концепции масштабирования сети. Сторонники одной группы хотели сосредоточиться на увеличении предела размера блока, а другая — на масштабировании вне сети путем добавления дополнительных протоколов на более высоких уровнях, что в некоторой степени похоже на существующую структуру Интернета.