Topic: Решаем проблему с размером блока (Read 5018 times)

Нет. Это не так. Последний год майнерами перебирается примерно 70-73 бита, в зависимости от текущей сложности. В поле Nonce заголовка блока 32 бита, остальные примерно 40 бит перебираются в так называемом extraNonce - оно находится в coinbase-транзакции,  это произвольные биты поля "in":"coinbase". Так как coinbase-транзакция должна быть первой в блоке, чтобы изменить эти 40 бит необходимо изменить и hashMerkleRoot. Сразу стоит заметить, что в случае увеличения сложности сети Биткойна (difficulty), количество перебираемых бит будет также увеличиваться за счёт coinbase-транзакции, т.е. соотношение extraNonce/Nonce ещё более увеличится.

Представим дерево Меркля с основанием внизу и корнем вверху, а coinbase-транзакцию в нём крайней нижней слева. Получится треугольник в случае полного заполнения транзакциями дерева (а это  оптимальный вариант для максимального количества транзакций в дереве).  Мы знаем, что хэши берутся не только от всех транзакций, но и от вершин дерева (узлов). Все хэши двойные, причём первый хэш вершины ещё и двухраундовый, в итоге получается, что ресурсные затраты на одну вершину дерева Меркля почти равны трём раундам SHA-256 - трём хэшам грубо говоря. Но нас интересуют не все хэши вершин, а только те, что находятся вдоль левого ребра нашего треугольника дерева. Потому как остальные вершины не изменяются.  С увеличением количества транзакций в блоке число транзакций растёт как квадратичная функция от числа степеней вершин (грубо говоря "этажей" дерева). А вот количество вершин вдоль левого ребра нашего дерева, т.е. тех вершин, которые будут изменятся при переборе coinbase - меняется как линейная функция. Именно поэтому при небольших размерах блока увеличение числа его транзакций не изменяет существенно затраты при майнинге - квадратичная функция "растёт" гораздо  быстрее линейной. Но при значительном увеличении транзакций в блоке этот линейный рост всё-таки даст о себе знать - майнить огромные блоки будет сложнее, затратнее более "легких" блоков, разница будет ощутимой.

Есть ещё один момент - в случае применения современных алгоритмов криптоанализа для оптимизации майнинга можно повысить его эффективность на 10%-15% по сравнению с классическим брутфорсом, но для применения таких алгоритмов потребуется использовать не последовательный (независимый) перебор extraNonce и Nonce как при брутфорсе, а всю логическую цепочку всех хэшей, т.е. все хеши, начиная от coinbase-транзакции. Такие криптоатаки на решение блока дадут ещё большее преимущество для  легких блоков с небольшим количеством транзакций.

Поэтому неограниченное увеличение размеров блока может привести к появлению двух тенденций - с одной стороны, майнеры будут пытаться увеличить количество транзакций и вознаграждение за счёт их комиссий, ведь их можно будет поместить в блок очень много. С другой стороны, часть майнеров может использовать преимущество майнинга лёгких блоков и ограничиться только вознаграждением за решение блока. Баланс наступит тогда, когда награда за блок станет равной или меньше суммы комиссий. Но это может произойти не скоро, уйдут годы, а запаса этих лет в современном конкурентном мире нет. Специалисты давно знают об этой проблеме, но стараются не афишировать во избежание паники на рынке. Именно эта проблема является основной причиной нежелания части сообщества увеличивать размер блока, хотя объясняется она обычно другими причинами. Тут можно подойти к главной проблеме Биткойна - отсутствии мотивации у майнеров включать в блок все транзакции с небольшой (умеренной) комиссией пока вознаграждение за решение блока больше. Но невключение в блок множества транзакций повлечет падение интереса к Биткойну на рынке, ведь транзакции - это основная функция криптовалюты. Проблема отсутствия мотивации майнеров включать все транзакции - это родовая травма Биткойна, вылечить её может только время до уменьшения награды за блок (но времени то нет), или какое-то разумное решение сообщества. Все остальные проблемы Биткойна не так существенны и могут решиться проще. Излишний алармизм конечно не нужен по этому поводу, пока размер блока ограничен - всё более-менее стабильно и под контролем. Но и игнорировать проблему нельзя, если вы хотите сделать Биткойн лучше, сделать его саморегулирующимся как вы пишете - нужно учесть всё.

Каждый раз, когда я обдумываю эту идею, у меня возникает одна и та же мысль. А как они будут договариваться?
Если размер блока не ограничен, то всегда найдется такой майнер, который просто возьмет и включит все доступные транзакции в свой блок. Таким образом, остальные должны это учитывать, и им уже не выгодно устанавливать эту оптимальную комиссию.

Скорее всего, в реальных условиях будет складываться более сложная рыночная ситуация. Некоторые майнеры, которые находится на грани выживания, могут включать в свои блоки все доступные транзакции. Другие будут стремиться увеличивать комиссию. В результате пользователи должны искать компромисс между дешевизной и скоростью обработки.

Если же большинство майнеров путем голосования (как в unlimited) смогут ограничивать размер блока, то они таким образом, смогут избежать конкуренции и устанавливать оптимальный для себя размер комиссии. В итоге, пользователям должно быть выгоднее, когда блок не ограничен, и майнеры конкурируют друг с другом.

Получается, что лучшее для пользователей. Но, в любом случае, исходя из технических возможностей, необходимо как-то ограничивать заполнение блокчейна спамом, поэтому просто так увеличивать блок нельзя. А бороться со спамом можно либо путем установки минимальной комиссии, либо ограничив размер блока так, чтобы дешевые транзакции просто не влезали в блок.

Мне кажется, что ограниение по величине комиссии наболее простой и естественный путь. Тем более, что это позволяет отказаться от ограничения на размер блока, и создает условия для конкуренции майнеров.

Мне кажется, с этого нужно начинать. Отписался в теме.

Единственное преимущество, которое может получить майнер "легкого" блока в том, что он быстрее распространяется по сети. Таким образом у него меньше риск получить orphan блок. А сложность самого майнинга не зависит от кол-ва транзакций или размера блока, так как майнеры подбирают хэш от хэша всех транзакций (merkle tree root), изменяя только одно число в заголовке - nonce. А root-хэш от merkle tree, который строится из хэшей самих транзакций, во время майнинга пересчитывается очень редко.

Да, майнеры находятся в равных условиях, не спорю, никто им не навязывает неравенства. Но вы говорите о предпочтительном увеличении размеров блока до 16 Мб и, как я понял, без ограничений и больших.  В том то и дело, что блоки в среднем не должны получаться одного размера. В смысле не обязаны. Это никак не регулируется в Биткойне. И это проблема. Пока они более-менее одинаковы, да, из-за относительно небольших размеров блока, разница в майнинге несущественная. Но когда будут блоки по 16 Мб и выше - у некоторых майнеров появится соблазн быстренько смайнить более "легкий" блок. И получить вероятностное преимущество в решении блока, так как награда за блок пока превосходит все комиссии транзакций.

Такое вероятностное преимущество при майнинге возрастает с увеличением размера блока выше нескольких мегабайт, также оно возрастает и с увеличением количества транзакций в блоке. Чем больше разница между наибольшим блоком и "легким" блоком, тем выше это преимущество. Пока оно незначительное.  При наличии существенной разницы в размерах блока и количества транзакций, также это преимущество будет ещё более возрастать при увеличении сложности ("Difficulty") системы Биткойн.

Размер блока - имеете в виду максимальный или размер конкретного блока? Наверно максимальный.
Почему у одних майнеров будут огромные блоки, а у других существенно меньше?
Блоки в среднем должны получаться одного размера.
Если майнер с огромным блоком будет проигрывать, он просто не будет делать огромные блоки.

И каким образом майнеры с меньшим блоком получают преимущество? С spv-майнингом этой проблемы уже нет. Насколько знаю.

p/s/ Майнеры находятся в равных условиях с точки зрения протокола Биткоина. Поэтому от величины максимального размера блока никто не получает никаких преимуществ. Это простой закон и он действует.

Не всё так просто к сожалению. Размер блока, если он очень большой, влияет на производительность майнинга. При огромных блоках у одной части майнеров, другие майнеры, у которых размер блока будет существенно меньше, могут получить преимущество при майнинге и иметь выше вероятность получить вознаграждение за блок, которое пока что, и в ближайшие годы, выше суммы комиссий с транзакций.

Ну Вы тут напроектировали. Позвольте показать проблему немножко с другой стороны. Возможно, Вам не понравится, но может, какие-то идеи окажутся полезными.

Майнеры могут устанавливать размер комиссии, начиная с которой они берут транзакции. Также они заинтересованы получить максимальную прибыль.
Представим график, по оси X - размер комиссии, по оси Y - доход майнера.

Если комиссия равна 0, майнер не получает ничего.
Если комиссия огромная, то тоже ничего, желающих не будет. График выглядит в виде дуги с концами на линии X.
Если потихоньку устанавливать  комиссию от 0 все выше и выше, то сначала прибыль майнера будет расти, но в какой-то момент будет обратно падать. Таким образом, есть размер комиссии, при котором прибыль майнера максимальная. Назовем это оптимальной комиссией.
И майнеры, чтобы получить максимальную прибыль, должны устанавливать именно эту оптимальную комиссию. Или, по крайней мере, близко к ней.

Самое интересное в этой зависимости - это то, что здесь никаким образом не фигурирует размер блока.
 
Теперь что будет, если подключить размер блока.
Если у нас большой размер блока, то майнер может включить туда все транзакции с оптимальной комиссией. Блоки будут меньше максимального размера. Майнер получает максимальную прибыль. Все транзакции попадают в блок, очередей нет.
Ничего плохого нет, можно сказать, что размер блока в этом случае не оказывает никакого влияния. Если достаточно, например, 4мб, то будет максимальный размер 4, 8 или 16, уже не играет никакой роли.

Если же у нас размер блока такой, что майнер не может включить туда все транзакции с оптимальной комиссией. Тогда он вынужден из этих транзакций выбрать с более высокой комиссией. Что по сути означает, что майнер делают размер комиссии более высокой. То есть выше оптимальной. А это означает, что майнер теряет свою прибыль. К тому же часть транзакций не попадают в блок, создается очередь.

Из всего этого следует простой вывод: Директивная установка размера блока может  только навредить.
Все попытки через установку размера блока влиять на майнеров, на размер комиссии, на размер очередей могут принести только отрицательные последствия.

Или другими словами -  максимально возможный размер блока, исходя из технологических возможностей системы - это самое ЛУЧШЕЕ решение.

p/s/ Идеи не мои. Была статья то ли годовой, то ли полугодовой давности. Автора не помню.

Нет проблем.
У меня есть мой первый, полуготовый коин - https://bitcointalksearch.org/topic/--1724780
Есть вопрос - http://ss-iq.blogspot.ru/2016/10/blog-post_20.html , который каким то образов нужно решить.
Доделываем этот коин, исправляя какие-нибудь помарки, неточности и всё что потребуется.
Запускаем.
Выводим на биржи.
Отрабатываем ключевую идею, которая заложена в этот коин.

А уже потом можно и другие проблемы обсуждать, хоть до посинения, если они сами к тому времени не рассосутся.

У вас есть на примете какой-нибудь коллектив грамотных кодеров, которым под силу подобные задачи?
А то работы в таком направление много, а свободного времени у меня на это мало, и даже очень.

Те транзакции, которые пройдут вне очереди могут включать произвольную (поддельную) комиссию. Это потенциально может нарушить ту функцию, по которой вы собираетесь динамически изменять коэффициент.

Вы представляете каким образом узлы проверяют timestamp блока? Так вот, системное время известно и у всех одинаково, приблизительно так же как mempool.

Подождите. Давайте сначала подумаем, какие еще проблемы могут возникнуть. Консенсус по мемпулу работать будет замечательно. Но, может быть, кроме рассмотернных, возможны еще какие-то атаки на размер мемпула/блоков/DoS, еще что-то? Разруливать конфликтующие транзакции, кстати, тоже не так просто.