💬 Опасно ли иметь несколько реализаций биткойнов?

Опасно ли иметь несколько реализаций биткойнов?

Это редакционная статья Билла Скорсби, владельца малого бизнеса, работающего с биткойнами, и автора нескольких руководств по самостоятельному хранению биткойнов.

Ошибки, из-за которых недавно многие узлы LND перестали синхронизироваться с блокчейном Биткойн, вероятно, были вызваны альтернативной реализацией.

Возможно, вы задаетесь вопросом: «Кто в мире использует что-то еще, кроме Bitcoin Core?» Возможно, вы не знали о существовании других реализаций Биткойна. Возможно, вы не совсем понимаете, что означает другая реализация.

Bitcoin Core начинался как программное обеспечение, которое Сатоши Накамото написал на C++ и выпустил для всего мира. Он был обновлен новыми версиями, ведущими к сегодняшнему дню. Альтернативной реализацией является программное обеспечение, которое делает то же самое, что и Bitcoin Core, — применяет те же правила консенсуса, — но написано по-другому, чаще всего на другом языке кодирования.

Одна из основных версий узла Lightning Network (LND) основана на альтернативной реализации биткойнов под названием btcd. Когда разработчик создал очень большую мультиподписную транзакцию, btcd не счел ее действительной, поскольку она содержала слишком много данных-свидетелей. В других реализациях Биткойн — прежде всего, в Bitcoin Core — такого ограничения на данные свидетелей транзакций Taproot не было, и поэтому транзакция и содержащий ее блок считались действительными.

В результате майнеры продолжали добавлять новые блоки в цепочку, потому что они не использовали btcd и согласно их правилам все было в порядке, но узлы LND Lightning не могли распознать ни один из этих новых блоков, потому что они были построены поверх блок, содержащий эту транзакцию, которую они сочли недействительной.

Когда ошибка повторилась 1 ноября, пострадали не только узлы LND. Некоторые экземпляры Electrs (реализация внутреннего сервера для Electrum Wallet) также не смогли достичь консенсуса с остальной частью цепочки. В то время как узлы LND были исключены из консенсуса из-за аналогичной проблемы в btcd, это была реализация Биткойн, написанная на Rust, которая привела к отставанию узлов electros, включая некоторые очень заметные серверы, управляемые mempool.space.

Ограничение на размер данных-свидетелей существует для предотвращения DoS-атак, а также является частью Bitcoin Core (хотя Core имеет больший лимит для транзакций Taproot). Похоже, что в двух других реализациях, которые не синхронизировались, был код, поддерживающий меньшее ограничение.

Очень небольшие различия в реализации могут привести к отсутствию консенсуса.

Сатоши не понравилась идея множественных реализаций Биткойна. «Я не верю, что вторая совместимая реализация Биткойн когда-либо будет хорошей идеей». Причина, по которой он назвал, заключалась в следующем: «Большая часть дизайна зависит от того, что все узлы будут получать абсолютно одинаковые результаты в синхронном режиме, поэтому вторая реализация будет представлять угрозу для сети».

Угроза? В чем проблема?

Вы, наверное, слышали, что цепочка с наибольшим количеством доказательств работы является настоящей цепочкой. Когда два разных майнера находят блок одновременно, цепочка разделяется, и другие майнеры начинают строить блок, о котором они узнают первым.

Как только к одной стороне разделения добавляется новый блок, большинство узлов и майнеров принимают его за новую истинную цепочку и отказываются от другой стороны разделения. Эти блоки называются устаревшими блоками, хотя некоторые люди называют их потерянными блоками.

Поскольку среднее время между блоками в Биткойне составляет 10 минут, вполне вероятно, что вся сеть узнает об этом новом блоке до того, как один из них будет добавлен к проигравшей стороне разделения, и цепочка с наибольшим объемом работы выиграет.

«Узлы будут следовать валидной цепочке с наибольшей нагрузкой… Ключевое слово здесь валидно. Если узел получает блок, который он считает недействительным, не имеет значения, сколько работы проделано над этим блоком, узел не примет эту цепочку». — Эндрю Чоу

Ключевое слово – "действительный". Угроза проявляется, когда майнер находит блок, который некоторые другие майнеры и узлы считают недействительным. Майнеры, которые считают, что это действительно так, попытаются построить новые блоки в этой цепочке. Майнеры, которые считают, что это недействительно, попытаются построить последний действительный блок, о котором они знают. Результат: две цепочки и невозможно узнать, какая из них верная.

Как такое могло случиться?

Что ж, как мы видели в случае с недавней ошибкой с узлами LND, если в одной реализации Биткойн есть ошибка, которой нет в других реализациях, это может привести к отсутствию консенсуса относительно того, является ли блок действительным. или нет.

Биткойн не имеет механизма для исправления этого. Сообщество вне протокола должно решить, что будет дальше. Звучит очень неприятно.

Настолько, что разработчик Биткойн Питер Тодд сказал, что другие реализации должны соответствовать биткойн-ядру ошибка за ошибкой.

Пожалуйста, несколько реализаций опасны!

Во-первых, почти все используют Bitcoin Core.

Люк Дашжр видит около 43 000 узлов, 98 % из которых работают под управлением Bitcoin Core, а нечто, называемое Coin Dance, видит около 15 000 узлов, 96 % из которых работают под управлением Bitcoin Core. Итак, на данный момент похоже, что очень немногие используют альтернативные реализации.

Тем не менее, существуют активные проекты, которые пытаются создавать и поддерживать другие кодовые базы, реализующие протокол Биткойн. К ним относятся:

У Джеймсона Лоппа есть отличная страница с более полным списком и ссылками на все другие реализации.

Над всеми этими проектами работают чрезвычайно талантливые разработчики, и каждый из них существует уже более нескольких лет. Зачем прикладывать столько усилий к тому, что кажется такой проблемой?

Биткойн не имеет разрешений. Любой желающий может скачать цепочку; любой может взаимодействовать с сетью; и никто не может помешать вам написать код или запустить альтернативную реализацию.

Тем не менее, очевидно, что некоторые люди отвечают за внесение изменений в репозиторий Биткойн, и процесс их выбора кажется неформальным. Хотя существует процесс предложения по улучшению Биткойн (BIP) для предложения изменений в Bitcoin Core, он также довольно неформальный.

Ничто из этого не является прямой проблемой. Как отмечает Марти Бент, грубый консенсус может быть сильной стороной. Если процесс изменения биткойнов сложен и неясен, это означает, что изменения будут проверены более тщательно.

Следующий шаг к приблизительному консенсусу – наличие нескольких популярных реализаций.

Не может быть никаких сомнений в том, что быть одним из тех, кто имеет доступ к Bitcoin Core, уже очень сложно. В мире, где биткойн играет центральную роль в качестве денежного инструмента, эта работа станет намного сложнее. Небольшая группа разработчиков может стать очень полезной целью. По крайней мере, их внимание будет привлечено для лоббирования различных включений или исключений в следующем выпуске программного обеспечения.

Подумайте об индустрии лоббирования, которая в настоящее время существует в политике. Почему бы этому не развиваться вокруг людей, имеющих доступ к единственной реализации протокола Биткойн?

Как и современные политики, они будут восприниматься как имеющие доступ к власти. Таким образом, люди будут нацеливаться на них, за исключением того, что у этих разработчиков не будет силы государства, чтобы защитить их. Что это будет за жизнь? Кто добровольно выберет его?

В конце концов, глобальная финансовая система является довольно тяжелым бременем для небольшой группы людей, имеющих доступ к одному репозиторию GitHub. Может быть, не так сильно отличается от глобальной финансовой системы, которую мы пытаемся избежать, когда денежное будущее людей зависит от решений нескольких руководителей центральных банков.

Наличие и широкое использование нескольких реализаций в сети Биткойн может смягчить это давление, затруднив злоумышленнику изменение протокола Биткойн.

Если участники сети Биткойн более равномерно распределены между различными реализациями, появляется больше возможностей для появления хороших идей. Предлагать изменения в Биткойн или отклонять их гораздо более децентрализовано, если все это не делается в одном лагере.

Очевидно, что использование разных реализаций Биткойн увеличивает риск разделения цепи. Катастрофический раскол цепи, когда значительная часть узлов и майнеров случайно разветвляется, не пойдет на пользу Биткойну и уж точно не пойдет на пользу его цене. Но это не будет угрожать неразрешимой природе Биткойна.

Централизованная среда разработки, в которой все используют только Bitcoin Core, может угрожать отсутствием разрешений. Разговор на эту тему должен касаться рисков столь сильной зависимости от Bitcoin Core, а не фокусироваться исключительно на проблемах, которые могут быть вызваны альтернативной реализацией.

Есть отличная старая статья об этом споре, написанная Аароном ван Вирдумом. Вы также можете прочитать более свежую информативную ветку об этом.

Это гостевой пост Билла Скорсби. Высказанные мнения являются полностью их собственными и не обязательно отражают точку зрения BTC Inc или Bitcoin Magazine.