Visão de um analista de rede sobre o Block Chain

Martin Harrigan é um cientista da computação e desenvolvedor de software. Ele é o fundador da QuantaBytes, uma startup irlandesa que desenvolve um conjunto de ferramentas para analisar e visualizar a cadeia de blocos do bitcoin. Ele também é coautor de um dos primeiros artigos acadêmicosestudar as propriedades de rede da cadeia de blocos e suas implicações para o anonimato.

A blockchain é um livro-razão descentralizado e orientado por consenso de todas as transações de Bitcoin bem-sucedidas até o momento. A partir do bloco 300.000, o livro-razão inclui mais de 38 milhões de transações.

Além de ser uma conquista técnica monumental, a blockchain é um conjunto de dados fascinante. Podemos usá-la para criar uma rede de transações que modela o FLOW de bitcoins desde a criação do bloco genesis até os dias atuais.

Nessa rede, cada nó representa uma transação, e cada aresta (direcionada) representa um FLOW de bitcoins de uma saída de uma transação para uma entrada de outra. Essa rede grande e complexa tem mais de 38 milhões de nós e 85 milhões de arestas.

Ciência de rede

A ciência das redes é o estudo de redes complexas. Ela fornece teorias, técnicas e ferramentas que nos ajudam a entender a estrutura eevolução de uma rede. A rede de transações Bitcoin é um exemplo PRIME . Seu bloco de construção básico, a transação, pode ser combinado para produzir transferências complexas de valor. Isso se reflete na estrutura topológica da rede de transações.

A rede como um todo é muito grande e complexa para a maioria das ferramentas de visualização de rede. No entanto, podemos medir várias propriedades estruturais da rede. Por exemplo, as transações podem ser caracterizadas por seus números variáveis de entradas e saídas. Mas como esses números são distribuídos na prática? Na rede de transações, podemos analisar os graus de entrada e saída dos nós. Podemos plotar as distribuições de graus de entrada e saída. Elas mostram, para cada grau possível, o número de vezes que ocorrem na rede.

Em ambos os casos, observamos relações inversas entre esses números. Quanto menor o grau, mais frequentemente os nós com esse grau ocorrem; quanto maior o grau, menos frequentemente eles ocorrem. Há muitos outliers. O outlier na distribuição out-degree com out-degree igual a dois é devido a uma abundância de transações com exatamente duas saídas.

Componente conectado gigante

Suponha que fôssemos capazes de visualizar toda a rede de transações de Bitcoin . Provavelmente se assemelharia a uma "bola de pelo". Essas visualizações sofrem de desordem e excesso de plotagem a um extremo que as torna inutilizáveis ​​para quaisquer propósitos práticos. No entanto, elas fornecem uma informação essencial. Estamos lidando com um grande componente conectado ou vários componentes menores conectados?

Um componente conectado é um grupo de nós e arestas que estão todos conectados uns aos outros, direta ou indiretamente. Se uma rede tem um componente conectado gigante, isso significa que quase todos os nós são acessíveis a partir de quase todos os outros nós. Se ignorarmos a direção das arestas na rede de transações Bitcoin , então ela de fato contém um componente conectado gigante cobrindo mais de 99,9% de todos os nós. O segundo maior componente conectado tem apenas 71 nós.

Quatorze graus de separação

Seis graus de separação é a teoria de que todos no planeta estão conectados a todos os outros por meio de uma cadeia de conhecidos.não mais que seis saltos. Na terminologia da ciência de rede, isso se traduz na teoria de que a rede social da raça Human tem diâmetro seis. Facebook relatadoque o diâmetro efetivo (abrangendo 90% de todos os pares de usuários) de sua rede social é cinco e está diminuindo com o tempo.

O número equivalente para a rede de transações Bitcoin é quatorze e está aumentando com o tempo. Ou seja, em 90% de todos os pares de transações, o caminho mais curto entre eles na rede de transações, ignorando a direcionalidade, é no máximo quatorze saltos. O valor crescente provavelmente se deve ao fato de que, diferentemente da rede social Facebook, não há apego preferencial. Novos nós são conectados a nós existentes cujas transações correspondentes ainda não foram totalmente resgatadas. Em outras palavras, a rede de transações está crescendo apenas na fronteira.

A primeira moeda com um livro-razão

Surpreendentemente, o Bitcoin não é a primeira moeda com um livro-razão do qual podemos modelar a transferência de valor. A moeda comunitária Tomamae-cho foi introduzida na Prefeitura de Hokkaido, no Japão, por um período de três meses durante 2004-05, em uma tentativa de revitalizar a economia local. O sistema Tomamae-cho envolvia vales-presente que eram reutilizáveis ​​e legalmente resgatáveis ​​em ienes. Havia um espaço de entrada no verso de cada certificado para os destinatários registrarem as datas das transações, seus nomes e endereços e os propósitos de uso, até um máximo de cinco destinatários.

Os pesquisadores coletaram esses certificados para derivar uma estrutura de rede que representasse o FLOW de moeda durante o período. Eles mostraram, por exemplo, que a rede tinha mundo pequenopropriedades.

O blockchain é um equivalente digital aos certificados Tomamae-cho. Ele não contém informações como nomes e endereços ou os propósitos de uso. No entanto, ele tem outras propriedades que o tornam adequado para analisar a transferência de valor, incluindo sua precisão, tamanho e integridade.

A aplicação da análise de rede à cadeia de blocos é uma área pouco explorada, mas fascinante. Há um punhado de estudos acadêmicos, mas muito pouco em termos de software e ferramentas para abri-la a um público mais amplo.QuantaBytesé uma startup irlandesa, fundada poro autor, desenvolvendo um conjunto de ferramentas para analisar e visualizar a cadeia de blocos do bitcoin. Ao entender a estrutura e a evolução da cadeia de blocos, podemos entender melhor os padrões de uso do bitcoin, a economia e o crescimento do sistema como um todo.

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