Des chercheurs s'attaquent aux problèmes de la blockchain de demain avec Bitcoin-NG

La question de savoir comment augmenter au mieux la capacité de traitement des transactions de la blockchain est peut-être la crise actuelle du bitcoin, mais cela T les chercheurs de travailler à résoudre des problèmes plus prospectifs.

Tenue le week-end dernier à Montréal, la cérémonie inauguraleMise à l'échelle de Bitcoin a marqué la première grande conférence pour les développeurs et, en tant que telle, elle a présenté un large échantillon d'experts techniques travaillant sur des solutions aux problèmes qui pourraient apparaître à mesure que la connaissance de la Technologies blockchain progresse.

ONEune des propositions les plus novatrices présentées lors de l'événement a été développée par Ittay Eyal, étudiant postdoctoral à Cornell, Adem Efe Gencer, doctorant, Emin Gün Sirer, professeur d'informatique, et Robbert Van Renesse, chercheur scientifique. Appelé Bitcoin-NG (le « NG » est l'abréviation de « next generation »), la proposition est envisagée comme une solution aux « problèmes inhérents » à la conception de la blockchain, à la fois dans le Bitcoin et dans les registres distribués alternatifs tels que Ethereum.

Eyal a déclaré que derrière Bitcoin-NG se trouve la conviction qu'il existe des problèmes plus fondamentaux avec la conception des blockchains qui rendront la mise à l'échelle de toute implémentation, publique ou privée, un défi.

Eyal a déclaré à CoinDesk:

« Pour les Marchés de valeurs mobilières, pour les transactions d'actifs numériques, si vous voulez avoir tout cela sur une blockchain, vous aurez besoin d'une mise à l'échelle significative. »

ONEun des problèmes les plus urgents, selon l’équipe derrière Bitcoin-NG, est que lorsque la taille des blocs de données sur une blockchain augmente, le risque que la blockchain se divise augmente également, ce qui entraîne des versions concurrentes de l’enregistrement public des transactions passées et des inefficacités dans la communication réseau.

Propagation de blocs

Bitcoin-NG, selon Eyal, était un exercice visant à identifier les problèmes qui surviennent lorsque des transactions individuelles et des blocs de transactions sont vérifiés et propagés sur un réseau blockchain, ainsi que les avantages qui devraient être conservés dans toute refonte.

En fin de compte, les chercheurs derrière Bitcoin-NG sont arrivés à la conclusion que les blocs d'une blockchain ont deux fonctions distinctes : élire un « leader » qui décide quelles transactions sont incluses dans la blockchain principale et distribuer une récompense au mineur.

« Lorsque vous placez un bloc dans la blockchain [Bitcoin], vous dites implicitement que je suis le leader du bloc précédent jusqu'à maintenant et c'est l'ordre des transactions que je décide pour cette période », a-t-il expliqué.

Bitcoin-NG propose de composer une blockchain de deux types de blocs distincts : les « blocs clés » qui décident d'un « leader » et les « microblocs » qui présentent des transactions pour une durée spécifique dans le futur.

Les mineurs leaders recevraient l'intégralité de la récompense du bloc, tout en partageant les frais sur les transactions entre les blocs clés avec le leader précédent.

Considérations

Eyal a indiqué qu'il a fallu un certain temps à l'équipe pour se concentrer sur une thèse centrale pour ses recherches, à savoir que les forks, bien qu'ils se produisent actuellement plusieurs fois par jour dans Bitcoin, seront plus courants si les blocs de transactions sont plus grands.

Le chercheur a suggéré que ce problème T pouvait être résolu en modifiant la taille des blocs ou la fréquence d'un réseau donné, et que l'évolutivité nécessiterait des changements plus importants. Cependant, Eyal a d'abord indiqué qu'il était nécessaire d'identifier les indicateurs d'analyse.

« Vous avez besoin de mesures pour comprendre ce que vous essayez d'optimiser et les mesures sont intuitivement très claires, vous voulez qu'une transaction soit placée dans une blockchain le plus rapidement possible, vous voulez la voir là-bas et vous voulez pouvoir placer autant de transactions que possible », a-t-il déclaré.

Selon Eyal, la mesure la plus importante développée au cours du processus était l'idée de « délai de consensus », ou le temps écoulé depuis lequel la plupart des nœuds s'accordent sur l'état de la blockchain.

« Tout le monde est d'accord sur tout ce qui s'est passé dans l'histoire de la blockchain depuis une heure. Mais qu'en est-il en moins d' une heure ? S'il y a des forks, et qu'il y en a beaucoup, alors nous ne sommes certainement T d'accord », a-t-il poursuivi.

Parmi les autres indicateurs utilisés par les chercheurs figurait le « temps d'élagage », c'est-à-dire le temps nécessaire aux mineurs pour déterminer s'ils se trouvent sur la bonne « branche » ou version de la blockchain pour laquelle ils traitent les transactions. Eyal suggère que le temps d'élagage augmente avec l'augmentation de la taille des blocs.

Ont également été pris en compteexploitation minière l'utilisation de l'énergie, ou le ratio de blocs terminés qui finissent sur la chaîne principale, et le « temps pour WIN», la période de temps avant que tous les mineurs conviennent qu'une version donnée de la blockchain est la plus longue afin de dépenser les ressources en conséquence.

Blocs de construction

En ce qui concerne les inspirations, Eyal a cité Greedy Heaviest-Observed Sub-Tree (FANTÔME), une proposition de recherche qui envisage comment une chaîne principale pourrait être mieux sélectionnée parmi la variété de fourches concurrentes.

Proposé par les chercheurs Yonatan Sompolinsky et Aviv Zohar en 2013, GHOST a également été pris en compte lors du développement de la blockchain alternative Ethereum, qui vise à servir de réseau pour les applications distribuées.

« L'article soulevait deux points », a expliqué Eyal. « GHOST a une méthode différente pour choisir les chaînes. Dans Bitcoin, on choisit la chaîne la plus longue et elle devient la chaîne principale. C'est ce qu'on appelle communément un bloc orphelin. Ce n'est pas le bon terme, c'est une branche élaguée. GHOST a une méthode différente pour choisir la branche la plus longue. »

Eyal a indiqué que la chaîne la plus longue n'a T nécessairement le plus de blocs, et que dans Bitcoin, une ONE avec moins de blocs, mais plus de branches, pourrait être sélectionnée.

« L’autre chose qu’ils ajoutent est l’idée d’une blockchain inclusive où, si vous avez une branche, vous pouvez plus tard fusionner les transactions dans la chaîne principale », a poursuivi Eyal.

Pour faciliter ces processus, le système de Bitcoin-NG ONE la preuve de travail (POW) comme Bitcoin , et seuls les leaders génèrent des microblocs, bien que leur occurrence soit plus rapprochée. Dans la proposition, les blocs clés sont générés toutes les 10 minutes, tandis que les microblocs sont générés toutes les 10 secondes.

Soixante pour cent des frais miniers générés pendant cette période sont reversés au mineur suivant, a déclaré Eyal, ce qui l'incite à se placer le plus en dernier possible dans la chaîne. Les dirigeants actuels perçoivent 40 % des frais.

« Pourquoi 40 % ? Parce que nous devons émettre des hypothèses sur la taille de l'attaquant, et nous ne voulons T qu'il soit motivé par le minage de plusieurs blocs, ce qui complique la tâche. On pourrait atteindre 10 %, mais les mineurs plus importants pourraient alors être incités à ne pas placer de transactions par blocs », a déclaré Eyal lors de la conférence.

Mise en œuvre

À ce jour, Eyal a déclaré que Bitcoin-NG a déjà été implémenté sur le boîtier de code Bitcoin, et que ce réseau a fait l'objet de certaines expérimentations.

Il a néanmoins déclaré qu'il faudrait probablement un certain temps avant qu'un système comme Bitcoin-NG soit mis en œuvre sur le réseau Bitcoin , principalement en raison de la difficulté de parvenir à un consensus étant donné les disparités des parties prenantes du projet open source.

« En théorie, il est possible de créer un fork ou un hard fork de Bitcoin Bitcoin utiliser ce nouveau protocole et accroître l'évolutivité afin d'obtenir une latence et une bande passante bien meilleures. Comme vous l'avez vu avec la discussion sur la taille des blocs, il est difficile d'apporter des changements, et encore moins de modifier des aspects majeurs, avec ce mécanisme de consensus », a-t-il déclaré.

Actuellement, Bitcoin-NG fonctionne comme un banc d'essai avec 1 000 nœuds. Eyal et son équipe utilisent un centre de données de Cornell pour l'expérimentation, avec 150 machines exécutant sept clients.

À l’avenir, a-t-il déclaré, l’équipe espère mener ses travaux à plus grande échelle, publier un livre blanc et, à terme, rendre Bitcoin-NG accessible au public.

Bien que des tests doivent être effectués, Eyal était optimiste quant au fait que Bitcoin-NG pourrait contribuer au débat actuel sur la taille des blocs grâce aux mesures qu'il a utilisées pour déterminer sa conception, concluant :

Nous avons constaté que nous étions capables de faire quelque chose de T : améliorer la bande passante et l'efficacité. Nous essayons de voir jusqu'où nous pouvons aller sans modifier les propriétés. Nous voulons le même niveau de sécurité, de bande passante et de latence [que Bitcoin], voire mieux.

Pour plus d'informations sur Bitcoin-NG, lisez letranscription complète Extrait de la conférence d'Eyal sur la mise à l'échelle du Bitcoin ici.

Image de réseau informatiquevia Shutterstock