Сеть Биткойн – самая крупная и устойчивая распределенная компьютерная сеть в мире. Об этом свидетельствуют показатели вычислительной мощности системы, недавно перевалившие за 1 зетафлоп (миллион петафлопов), что восемь раз превышает суммарную мощность всех суперкомпьютеров мира.
Невзирая на такую впечатляющую вычислительную производительность, Биткойн был недавно исключен из списка распределенных компьютерных проектов. Формально, причиной стало то, что мощность сети невозможно адекватно оценить после появления специальных биткойновых ASIC, которые не выполняют операции с плавающей запятой.
Однако, можно подсчитать, насколько другие суперкомпьютеры или сетевые проекты потенциально эффективны при майнинге биткойнов (суперкомпьютеры, например, обладают способностью осуществлять целочисленные операции, используемые в хэшировании).
Итак, самый быстрый на сегодняшний день суперкомпьютер, китайский Tianhe-2, имеет показатель производительности 33.86 петафлопса/сек, что составляет приблизительно 0.001% от мощности сети Биткойн.
Мониторинг состояния сети
По мере того, как Биткойн совершенствуется и развивается, все активнее конкурируя с различными системами розничных платежей, такими как Visa и MasterCard, а также с глобальными платежными сервисами, вроде Swift, бесперебойное функционирование децентрализованной сети становится первым необходимым условием ее жизнеспособности.
«Официальный сайт Биткойна» Bitcoin.org проделал большую работу, обобщив архивы всех предупреждений об опасности и сбоев сети.
Итоговый отчет дает представление о всех критических наблюдениях за работой и состоянием распределенной сети Биткойн, включая показатели доступности, расширяемости, безопасности и скорости осуществления транзакций за разные временные интервалы.
Какие еще метрики могут быть полезны, если мы задались целью оценить здоровье и силу сети Биткойн? Мы собрали вместе 12 наиболее значимых показателей.
1. Проект Bitnodes
Проект Bitnodes может помочь в определении размеров базовой биткойн-сети, так как он обнаруживает все работающие «полные узлы» сети. Поиск осуществляется следующим методом: сообщение getaddr отправляется рекурсивно для установления связи со всеми доступными узлами в списке, начиная с первоначальных. Система производит эту перекличку каждые 24 часа и отображает результаты на карте мира, вместе с рейтингами и данными о версии биткойн-клиента.
Проект Bitnodes запущен в апреле 2013 при поддержке Bitcoin Foundation в качестве информационного спонсора. Последний отчет о доступных узлах в Биткойн-сети можно увидеть здесь.
2. Репликация данных
Обмен информацией в сети Биткойн не происходит мгновенно. Но насколько быстро распространяется информация о биткойн-транзакциях? Созданная BitcoinStats шкала репликации данных показывает, как быстро транзакция достигает 50 процентов всех участников пиринговой сети (т.е. сколько времени прошло между тем, как транзакция или блок попали в сеть и тем моментом, когда большинство узлов сети получило это обновление). Сейчас этот показатель колеблется в районе 3.9-6 секунд.
3. Списки стартовых серверов
Представьте себе, что вы впервые запускаете биткойн-клиент. Как вы узнаете, с кем соединяться? Списки известных узлов сети (стартовых серверов) используют все биткойн-клиенты для определения рабочих узлов в сети, с которыми клиент будет устанавливать соединение при начале работы. Списки известных узлов поддерживают и распространяют волонтеры, используя различные методы, для того чтобы впервые присоединяющиеся к сети узлы получили четкое представление о работающих в данный момент в сети пирах.
Списки предоставляют сведения только о подключенных к сети и доступных узлах. Метрика их доступности, также разработанная BitcoinStats, отражает результаты попыток подключения к узлам, содержащимся в различных бутстрап-списках. Она показывает, насколько легко подключиться к сети новому узлу, который никогда ранее этого не делал. Чем ближе к 100%, тем больше шанс того, что это получится с первого раза.
Дополнительная шкала демонстрирует скорость реакции системы до предоставления списков доступных узлов, измеряемую в милисекундах (время, прошедшее с момента отправки запроса до получения ответа).
4. Скорость хэширования сети
Эта серия графиков, спроектированная разработчиком Питером Вюйле, отображает «сложность хэширования», демонстрируя количество терахэшей в секунду, которые сеть генерирует за различные временные интервалы (1 терахэш равен 1,000 гигахэшей).
Сложность хэширования отражает, насколько трудно найти новый блок по сравнению с изначальной сложностью, с которой был выпущен генезис-блок (изначальная сложность принимается за единицу). Показатель сложности автоматически пересматривается каждые 2,016 блоков (примерно раз в 2 недели) и прямо сейчас он в 35 миллиардов раз выше, чем сложность, с которой изначально майнил Сатоши.
5. Распределение хэш-активности
Эта круговая диаграмма от Organ Ofcorti оценивает распределение хэш-активности между крупнейшими майнинговыми пулами, с временным интервалом в неделю. Этот показатель важен, поскольку целостность сети зависит от того, чтобы отдельный источник майнинговой мощности не конролировал постоянно более 50% хэшинговой активности.
Таблица найденных хэшей отражает все статистические показатели, которые можно извлечь из количества блоков, найденных пользователем за одну неделю. Авторство блоков, как правило, трактуется по версии первоисточника, например, по сообщению на сайте конкретного майнингово пула, заявившего о находке, иногда, по косвенным данным, таким как подписи на Сoinbase или известные открытые ключи.
Данные, собранные из косвенных источников, могут оказаться недостоверными и не учитывать отдельных блоков, завершение которых майнеры предпочли сохранить в тайне, что, несомненно, отразится на статистических показателях уровня хэшинговой активности.
Альтернативная шкала от Blockchain отражает данные за более дробные временные интервалы в 24-часа, 48-часов и за 4 дня.
6. Признаки эго-майнинга
В свое время немало шуму наделала статья Итая Йяля и Эмина Гюн Сирера, которая описывает «сэлфиш майнинг» (эго-майнинг) — стратегию, при которой коалиция особо эгоистичных майнеров способна навредить сети, даже если они не обладают 51% мощности. Однако, такая «атака» имеет совершенно четкую сигнатуру — признаки, по которым эго-майнеров можно вычислить. Разработанная Coinometrics метрика показывает вероятность и распространенность среди майнеров такой модели поведения в настоящий момент.
Протокол Биткойна рассчитан на то, чтобы майнеры следовали правилам, заложенным в концепцию программы: как только обнаружен новый блок, об этом следует оповестить всех участников сети.
Эго-майнеры не выполняют этого предписания: когда они находят блок, они сохраняют этот факт в тайне и приступают к поискам нового… Когда блоков в цепочке становится несколько, они раскрывают карты, обнаруживая блоки, которые, как прочие полагали, все еще находятся в розыске.
Чем менее правдоподобны временные показатели, которые демонстрируют лидеры списка майнеров до завершения блоков, тем больше вероятность того, что они используют стратегию «селфиш майнинга». В настоящее время, метрика говорит о том, что с вероятностью 94% эго-майнинга не происходит.
Coinometrics поясняет принципы своей метрики:
“Единственный способ определить вероятность использования данной стратегии – это измерить промежутки времени между обнаружением новых блоков и соотнести со средним ожидаемым показателем. Скорость обнаружения новых блоков определяется тем, как быстро майнер отыскивает хэш, учитывая сложные исходные данные протокола. Каждая попытка определить хэш имеет определенную степень вероятности удачного разрешения. По определению, степень вероятности не зависит от конкретного блока. В результате, скорость генерирования новых блоков должна следовать экспоненциальной прогрессии.
