Группа швейцарских ученых утверждает, что смогла найти решение проблемы масштабируемости биткоина, устранив необходимость консенсуса в системе для подтверждения транзакции.
В исследовании Федеральной политехнической школы Лозанны, которое получило награду на Международном симпозиуме по распределенным системам в Будапеште, подробно описан совершенно иной подход к проверке транзакций биткоина и других криптовалют.
До сих пор консенсус между системами считался необходимостью для решения проблемы двойной траты (когда исключается возможность дублирования транзакции). Большинство подходов к решению этой проблемы включают достижение соглашения (кворума) в системе. Однако у такого соглашения есть несколько недостатков — это дорого с точки зрения ресурсов, а процесс достижения кворума также занимает много времени.
Новое исследование предполагает, что кворума для проверки транзакции не требуется — вместо этого система стремится к соглашению о транзакции в случайной выборке.
Автор исследования Рашид Геррауи подчеркивает, что алгоритм, предложенный в их статье, не является вариантом существующих алгоритмов (proof-of-work или proof-of-stake). За основу в алгоритме взят gossip protocol (протокол сплетен), который используется для передачи нонсов или заголовков блоков в биткоине. Чтобы распространять информацию о транзакции, небольшая группа первоначально «подтверждает» транзакцию и передает подробности транзакции другой, более крупной группе, которая передает её другим группам и так далее.
Чтобы выполнить эту задачу, система использует так называемый Contagion (заражение) — вероятностный алгоритм, который имитирует распространение инфекционного заболевания среди населения. Он состоит из трех подпротоколов — Murmur, Sieve и Threshold. Эти три протокола отвечают за обеспечение достоверности, полноты, согласованности транзакции и её отправку исходной выборке в сети. Размер случайной выборки должен гарантировать действительность транзакции. Геррауи сказал, что размер должен быть логарифмическим по отношению к общему размеру системы, то есть он должен быть достаточно большим, чтобы злоумышленники не могли её атаковать.
Помимо уменьшения количества времени и ресурсов, необходимых для подтверждения транзакции, алгоритм Contagion также использует минимум энергии.
«Энергия [используемая для распространения и проверки транзакции] равнозначна энергии, которую нужно потратить на отправку сообщений в интернете», – пояснил Геррауи. «Люди могут затем использовать наш протокол для создания “дешевых” криптовалют».
Таким образом, новый алгоритм может привести к созданию ещё большего количества «лучших биткоинов» в экосистеме из тысяч криптовалют.