Opłaty za kryptowaluty: Rozwiązanie na nierozsądny wzrost stanu

Artykuł ten jest kontynuacją i podsumowaniem „Systematycznego podejścia do opłat za kryptowaluty” (dalej jako praca) autorstwa Alexa (Kushti) Chepurnoya, Wasilija Kharina i Dmitrija Meshkova. W pracy autorzy poruszają problem wykorzystania zasobów pamięci. Istnieje obawa, że gdy element stanu zostanie utworzony, będzie istniał wiecznie i nieuchronnie zwiększy przestrzeń dyskową węzła. Doprowadzi to do nierozsądnego wzrostu stanu blockchaina.

Podczas gdy kryptowaluty traktują opłaty transakcyjne jako atomowy koncept, praca sugeruje, że rozsądne jest uwzględnienie tego w skali 3-wymiarowej.

Koszty blockchaina

Technologia blockchaina oparta na dowodzie pracy polega na górnikach, którzy strzegą integralności blockchaina. Zasoby górników, takie jak pamięć i energia elektryczna, są kosztowne, dlatego potrzebny jest schemat przychodów, aby zmotywować górników. Zachęty dla górników obecnie składają się z nagród za bloki i opłat transakcyjnych. Opłaty transakcyjne są ważnym elementem w zapobieganiu atakom spamowym, które wyczerpują zasoby górników.

Oprócz wykorzystania sieci, przetwarzanie transakcji wymaga od górnika wydania zasobów na utrzymanie wszystkich oryginalnych danych blockchaina. W przypadku Bitcoina może to być mniejszym problemem, ponieważ nie wdrożył jeszcze funkcjonalności inteligentnych kontraktów. Kryptowaluty, które wspierają języki inteligentnych kontraktów, takie jak Solidity (Ethereum), mogą jednak wymagać wielu obliczeń, a odpowiadające koszty będą wliczone w opłatę transakcyjną.

Skala 3-wymiarowa przedstawiona powyżej opiera się na obciążeniu związanym z pamięcią, obciążeniu obliczeniowym i obciążeniu sieci.

• Obciążenie związane z pamięcią odnosi się do dodatkowego kosztu przechowywania starych danych w blockchainie. 
• Obciążenie obliczeniowe powstaje w wyniku wykonywania inteligentnych kontraktów. 
• Obciążenie sieci to wszystkie transakcje, które nie istnieją w bieżącym bloku, ale zostaną dodane do następnego bloku.

W Ergo całkowity rozmiar stanu to suma rozmiarów wszystkich UTXO. Oznacza to, że te dane zawierają wykonanie inteligentnych kontraktów, wszystkie transakcje i informacje węzłowe. Ponieważ zasoby pamięci dostarczane przez górników są ograniczone, opłata za pogorszenie stanu powinna być dodana do strumieni przychodów górników, aby zachęcić do zmniejszenia obciążenia systemu, zabezpieczając jednocześnie przyszły wkład górników.

Czynsz za pamięć

Nierozsądny wzrost stanu jest problemem ekonomicznym i może prowadzić do ataków spamowych oraz zatorów w sieci. Innym problemem może być deflacja kryptowaluty, jeśli monety zostaną utracone i/lub zapomniane. Zamiast być używaną jako baza dla inteligentnych kontraktów, waluta staje się nierozsądnie rzadka, co obciąża system i ogranicza przepływ monet.

Prowadzi to do nieustannie rosnącego stanu (np. całkowity rozmiar UTXO Bitcoina) i stan może rosnąć szybciej podczas ataków spamowych. Na przykład, w lipcu 2015 roku podczas ataków spamowych na Bitcoina stworzono 15 milionów wyjść. Atak na Ethereum stworzył 18 milionów nowych kont dodanych do stanu - który wcześniej miał tylko 1 milion - i przeprowadził udane ataki „odmowy usługi” przeciwko węzłom.

Aby rozwiązać problem nierozsądnego wzrostu stanu, w pracy proponowana jest opłata za „czynsz za pamięć”. Czynsz za pamięć to zaplanowana opłata, która opiera się na kontynuacji każdego UTXO utworzonego w blockchainie. Osiąga się to poprzez wykorzystanie zaplanowanych płatności, które wyeliminują nieużywane bajty po pewnym czasie.

Dodatkowo, wykorzystanie blockchainów jako pamięci w chmurze zyskuje na atrakcyjności, więc trwałe przechowywanie obiektów w stanie bez jakiejkolwiek formy procedury recyrkulacji starych danych nie jest realistyczną opcją.

Na potrzeby badań i tego artykułu warto zauważyć, że koncepcja czynszu za pamięć została również zaproponowana w 2014 roku przez Freicoin:

„Demurrage zmusza freicoins do cyrkulacji w celowo wysokich stawkach. Oddzielenie ról pieniądza jako środka przechowywania wartości i środka wymiany pozwala pieniądzom płynąć, gdy jest to potrzebne, w dobrych i złych czasach.”

Wnioski

Ważną konsekwencją opłat za pamięć jest to, że zapewniają one dodatkowe nagrody (oprócz nagród za bloki i transakcje) dla górników.

Opłaty za pamięć zmniejszają obciążenie pamięci i eliminują dodatkowe koszty, które mogłyby być dodane podczas nierozsądnego wzrostu stanu.

Opłaty za pamięć zachęcają do przepływu monet i zapobiegają deflacji, co może powodować brak płynności i zatory w systemie walutowym.