Взгляд сетевого аналитика на блокчейн

Мартин Харриган — компьютерный ученый и разработчик программного обеспечения. Он является основателем QuantaBytes, ирландского стартапа, разрабатывающего набор инструментов для анализа и визуализации цепочки блоков биткоина. Он также является соавтором ONE из самых ранних научные статьиизучить сетевые свойства цепочки блоков и их влияние на анонимность.

Блокчейн — это децентрализованный, консенсусный реестр каждой успешной транзакции Bitcoin на сегодняшний день. По состоянию на 300 000-й блок реестр включает более 38 миллионов транзакций.

Помимо того, что это монументальное техническое достижение, блокчейн — это увлекательный набор данных. Мы можем использовать его для создания сети транзакций, которая моделирует FLOW биткойнов с момента создания генезис-блока до наших дней.

В этой сети каждый узел представляет транзакцию, а каждое (направленное) ребро представляет FLOW биткойнов от выхода ONE транзакции к входу другой. Эта большая, сложная сеть имеет более 38 миллионов узлов и 85 миллионов ребер.

Сетевая наука

Наука о сетях — это изучение сложных сетей. Она предоставляет теории, методы и инструменты, которые помогают нам понять структуру иэволюция сети. Сеть транзакций Bitcoin является PRIME примером. Ее базовый строительный блок, транзакция, может быть объединен для создания сложных передач стоимости. Это отражено в топологической структуре сети транзакций.

Сеть в целом слишком велика и сложна для большинства инструментов визуализации сети. Однако мы можем измерить различные структурные свойства сети. Например, транзакции можно охарактеризовать по их различному количеству входов и выходов. Но как эти числа распределяются на практике? В сети транзакций мы можем анализировать входящие и исходящие степени узлов. Мы можем построить графики распределений входящих и исходящих степеней. Они показывают для каждой возможной степени количество раз, которое они встречаются в сети.

В обоих случаях мы наблюдаем обратные зависимости между этими числами. Чем ниже степень, тем чаще встречаются узлы с этой степенью; чем выше степень, тем реже они встречаются. Существует много выбросов. Выброс в распределении исходящей степени со степенью, равной двум, обусловлен обилием транзакций с ровно двумя выходами.

Гигантский связный компонент

Предположим, что мы смогли визуализировать всю сеть транзакций Bitcoin . Вероятно, она будет напоминать «комок волос». Эти визуализации страдают от загромождения и чрезмерной запутанности до такой степени, что они становятся непригодными для каких-либо практических целей. Однако они предоставляют ONE ключевую часть информации. Имеем ли мы дело с ONE большим связанным компонентом или с несколькими меньшими связанными компонентами?

Связанный компонент — это группа узлов и ребер, которые все связаны друг с другом, напрямую или косвенно. Если сеть имеет гигантский связанный компонент, это означает, что почти каждый узел доступен из почти любого другого узла. Если мы проигнорируем направление ребер в сети транзакций Bitcoin , то она действительно содержит гигантский связанный компонент, охватывающий более 99,9% всех узлов. Второй по величине связанный компонент имеет всего 71 узел.

Четырнадцать степеней разделения

Шесть степеней разделения — это теория, согласно которой каждый человек на планете связан со всеми остальными через цепочку знакомств.не более шести прыжков. В терминологии сетевой науки это переводится как теория о том, что социальная сеть Human имеет диаметр шесть. Facebook сообщиличто эффективный диаметр (охватывающий 90% всех пар пользователей) ее социальной сети равен пяти и со временем уменьшается.

Эквивалентное число для сети транзакций Bitcoin составляет четырнадцать и увеличивается со временем. То есть, в 90% всех пар транзакций кратчайший путь между ними в сети транзакций, игнорируя направленность, составляет не более четырнадцати переходов. Увеличение значения, вероятно, связано с тем, что, в отличие от социальной сети Facebook, здесь нет преимущественное присоединение. Новые узлы подключаются к существующим узлам, соответствующие транзакции которых еще не полностью погашены. Другими словами, сеть транзакций растет только на границе.

Первая валюта с реестром

Удивительно, но Bitcoin — не первая валюта с реестром, из которого мы можем моделировать передачу стоимости. Валюта сообщества Томамаэ-чо была введена в префектуре Хоккайдо в Японии на трехмесячный период в 2004-05 годах в попытке оживить местную экономику. Система Томамаэ-чо включала подарочные сертификаты, которые можно было использовать повторно и законно обменивать на иены. На обратной стороне каждого сертификата было место для записи получателей дат транзакций, их имен и адресов, а также целей использования, максимум до пяти получателей.

Исследователи собрали эти сертификаты, чтобы вывести сетевую структуру, которая представляла FLOW валюты в течение периода. Они показали, например, что сеть имела маленький мир характеристики.

Блокчейн является цифровым эквивалентом сертификатов Tomamae-cho. Он не содержит такой информации, как имена и адреса или цели использования. Однако у него есть другие свойства, которые делают его пригодным для анализа передачи стоимости, включая его точность, размер и полноту.

Применение сетевого анализа к блокчейну — это малоизученная, но увлекательная область. Существует несколько академических исследований, но очень мало программного обеспечения и инструментов, которые могли бы сделать ее доступной более широкой аудитории.QuantaBytesирландский стартап, основанныйавтор, разрабатывая набор инструментов для анализа и визуализации цепочки блоков биткоина. Понимая структуру и эволюцию цепочки блоков, мы можем лучше понять закономерности использования биткоина, экономику и рост системы в целом.

Сетьизображение через Shutterstock