Meningkatkan rangkaian Bitcoin menggunakan Utreexo

Dunia semakin digital dari hari ke hari dan semakin banyak aspek kehidupan kita menjadi semakin tidak ketara. Mata wang tidak ketinggalan, daripada tunai fizikal, kepada sistem tanpa tunai dan kini mata wang kripto. Sejak penubuhan blok pertama Bitcoin pada tahun 2009, penggunaannya telah berkembang dengan begitu pesat dan dengan lebih banyak penerimaan, lebih banyak kestabilan dan kepercayaan dalam rangkaian yang hanya akan meningkatkan penggunaannya.

Pertama sekali, apakah Bitcoin, dan bagaimana Bitcoin berfungsi?

Bitcoin ialah mata wang digital rangkaian peer to peer terdesentralisasi yang dicipta pada tahun 2008 oleh entiti pseudo tanpa nama bernama Satoshi Nakamoto. Rangkaian Bitcoin ialah rangkaian yang terdiri daripada komputer, juga dirujuk sebagai nod yang saling bersambung antara satu sama lain dan membantu menyebarkan urus niaga dan mengesahkan urus niaga ke seluruh rangkaian. Rangkaian ini menggunakan bitcoin mata wang digital (BTC). Urus niaga ini disimpan pada lejar awam terpencar yang menggunakan teknologi blockchain.
Blockchain Bitcoin terdiri daripada blok yang dikaitkan dengan setiap blok sebelumnya, kecuali blok pertama yang juga dikenali sebagai blok Genesis yang tidak disambungkan ke mana-mana blok sebelumnya. Blok terdiri daripada beberapa transaksi yang telah disahkan dan ditambah dengan teliti pada blok oleh pelombong, sebelum melakukan proses perlombongan. Transaksi pada dasarnya adalah pemindahan nilai antara dompet bitcoin. Penambang bertanggungjawab untuk melaksanakan kerja utama pada rangkaian yang mengesahkan atau "melombong" blok baharu dan menambahkannya pada rantaian blok.
Terdapat beberapa sumber untuk mengetahui tentang Bitcoin tersedia dalam talian. Sumber ini memberikan butiran lanjut tentang fungsi bitcoin.
Walaupun perkara yang hebat tentang bitcoin, skalabiliti sentiasa menjadi isu utama. Blok Bitcoin dihadkan kepada saiz 1MB, dengan blok dilombong kira-kira setiap 10 minit. Ini telah meletakkan saiz semasa blockchain Bitcoin pada sekitar 580 GB setakat penulisan ini, iaitu kira-kira 18% meningkat sepanjang tahun lepas. Untuk nod penuh menyertai rantaian blok dan mengesahkan rangkaian, mereka perlu memuat turun keseluruhan rantaian blok dan mula melaksanakan pengesahan pada semua blok lama dan blok yang baru ditambah. Saiz ini kira-kira dijamin untuk terus berkembang dari hari ke hari dan pada satu ketika, mungkin menjadi terlalu besar, sehingga menghalang sesetengah pengguna biasa daripada menyertai rangkaian kerana kekangan sumbernya.
Selain saiz rantaian blok, nod juga mengesahkan dan menyimpan keadaan semasa rangkaian. Keadaan ini ialah set output transaksi Tidak Dibelanjakan (UTXO) semasa yang bersaiz jauh lebih kecil kepada keseluruhan rantaian blok, walau bagaimanapun, keadaan ini juga dijamin untuk terus berkembang pesat apabila semakin ramai pengguna menjalankan lebih banyak transaksi pada rangkaian. Set ini ialah set semua output transaksi Tidak Dibelanjakan dalam rangkaian.

Jadi apa itu Utreexo?

Utreexo memperkenalkan penumpuk dinamik berasaskan cincang yang membolehkan mengurangkan saiz keadaan semasa dengan ketara. Ia membenarkan nod untuk mengesahkan sepenuhnya input transaksi tanpa mengetahui keseluruhan keadaan sistem. Ia mencapai ini dengan membenarkan pemilik dana mengekalkan bukti bahawa dana itu benar-benar wujud, dan mereka kemudiannya membentangkan dana ini apabila mereka akan membelanjakan dana tersebut.
Utreexo memperkenalkan jenis nod baharu yang dipanggil Nod Keadaan Kompak. Nod ini hanya menyimpan perwakilan penumpuk bagi keadaan. Untuk membolehkan nod ini mengesahkan transaksi, mereka memerlukan bukti kemasukan. Bukti ini disediakan oleh transaksi perbelanjaan apabila mereka akan membelanjakan beberapa input.

Bagaimanakah Utreexo meningkatkan rangkaian Bitcoin?

Seperti yang dilihat di atas Utreexo membenarkan seseorang untuk mewakili keadaan rangkaian Bitcoin sebagai penumpuk dinamik, penumpuk ini hanya bersaiz beberapa kilobait, berbanding dengan keadaan semasa Bitcoin, yang melebihi 5GB besar.
Untuk memahami cara Utreexo berfungsi, kita perlu memahami dahulu apa itu penumpuk kriptografi, dan cara ia berfungsi. Pengumpul kriptografi, membolehkan kami menanyakan set tanpa menyimpan atau mendedahkan semua ahli set. Pendekatan pembinaan penumpuk ini berfungsi dengan baik untuk set UXTO Bitcoins kerana untuk setiap transaksi, kami ingin bertanya sama ada TXO yang dibelanjakan sememangnya ahli set UTXO, dan jika tidak, tolak transaksi tersebut.
Nod biasa apabila menyertai rangkaian perlu memuat turun keseluruhan sejarah blockchain yang melebihi 580GB dan mengesahkan transaksi dan membina salinan set UTXO mereka sendiri. Mereka kemudiannya perlu mengesahkan semua perubahan keadaan yang mengenai nod. Semua proses ini adalah operasi intensif sumber, yang dengan itu mengehadkan bilangan peserta dalam rangkaian yang kemudiannya mengehadkan kebolehskalaan.
Proses penyegerakan awal ini, juga dikenali sebagai Muat Turun Blok Permulaan (IBD) boleh mengambil masa yang sangat lama, bergantung pada sambungan internet dan sumber perkakasan. Salah satu faktor utama yang mempengaruhi kelajuan operasi IBD ini ialah jenis cakera storan yang digunakan dan kelajuan operasi I/O, terutamanya, keupayaan untuk melakukan bacaan akses rawak dengan pantas. Inilah sebabnya mengapa komputer yang menggunakan pemacu keadaan pepejal, yang biasanya mempunyai masa baca capaian rawak yang jauh lebih baik boleh menggunakan lebih 30 kali lebih sedikit masa untuk mengesahkan urus niaga, berbanding komputer dengan pemacu cakera keras.
Dengan Utreexo, jenis cakera yang digunakan tidak akan membuat perbezaan yang begitu besar, kerana kita akan melihat hanya sedikit perbezaan prestasi antara komputer SSD dan komputer HDD
Utreexo memperkenalkan penumpuk dinamik berasaskan cincang tanpa keperluan persediaan atau pengurus yang dipercayai. Seperti yang dinyatakan di atas, penumpuk ialah perwakilan padat bagi satu set, yang mana elemen boleh ditambah dan dibuktikan. Penumpuk Utreexo menggunakan hutan pokok Merkle yang sempurna yang membolehkan penyingkiran unsur yang cekap daripada penumpuk, mengurangkan jumlah daun dalam hutan apabila pemadaman berlaku.
Penambahan boleh dikira tanpa sebarang data di luar penumpuk dan elemen yang akan ditambah, dan pemadaman boleh dikira dengan bukti kemasukan data yang akan dipadamkan.
Reka bentuk penumpuk adalah hutan pokok cincang binari yang sempurna. Perwakilan penumpuk yang mesti disimpan termasuk: bilangan unsur yang disimpan dan akar setiap pokok di dalam hutan.
Struktur logik pokok binari yang sempurna berada di luar skop artikel ini kerana ini hanyalah artikel pengenalan. Walau bagaimanapun, kertas penuh Utreexo boleh didapati di sini.

Kesimpulan

Penumpuk berasaskan cincang Utreexo bertujuan untuk mengurangkan saiz keadaan bitcoin kepada beberapa kilobait sahaja, membolehkan hampir semua peranti di luar sana menyertai rangkaian bitcoin dan mula mengesahkan urus niaga tanpa memerlukan perkakasan yang mahal dan teratas. Ini akan meningkatkan kebolehskalaan rangkaian bitcoin dengan ketara kerana saiz penumpuk berkembang sangat perlahan (Onlogn) kerumitan ruang.

Atas ialah kandungan terperinci Meningkatkan rangkaian Bitcoin menggunakan Utreexo. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!