Nová výprava za decentralizáciou, časť I: Technické aspekty

Zatiaľ čo väčšina aktívnych diskusií dnes v tejto oblasti sa týka širšieho prijatia technológie blockchain (čo často znamená
predať sa Wall St.) a konkurencie so systémami ako Visa a Mastercard (čo často znamená vzdať sa
decentralizácie alebo zaviesť nejasné bezpečnostné predpoklady v mene efektívnosti), existuje zjavná potreba
znova preskúmať korene hnutia kryptomien, ktoré sú väčšinou o decentralizácii. Mnoho otázok, na ktoré je potrebné odpovedať, je tu jasných. Je v poriadku, keď 90% ťažobnej sily v Bitcoine môže zhromaždiť v jednej miestnosti?
Je v poriadku, keď 2 alebo 3 ťažobné pooly kontrolujú väčšinu hashovacej sily, takže môžu robiť cenzúru? Je v poriadku, keď takmer všetky
nové uzly sa vyhýbajú spracovaniu blockchainu od jeho genesis bloku? Je v poriadku, keď vývojári mincí Proof-of-Work robia
hard-fork, ktorý mení konsenzuálny algoritmus, aby ho opäť spravil priateľským pre GPU? Môžeme zhrnúť všetky problémy s
decentralizáciou? Môžeme pokryť väčšinu problémov technickými prostriedkami?

Decentralizácia sa týka mnohých problémov ležiacich v mnohých oblastiach, technických, sociálnych a hybridných. Výskumníci a
vývojári sa snažia nájsť technické riešenia, najlepšie elegantné a efektívne. Avšak pre mnohé problémy
takéto riešenia nie sú známe, a preto sú potrebné aj sociálne riešenia.

V tomto článku sa budem zaoberať iba technickými aspektmi decentralizácie, a to decentralizáciou ťažby a
decentralizáciou overovania.

Decentralizácia ťažby

Dve najväčšie obavy o decentralizáciu ťažby sú špecializovaný hardvér (ako ASIC) a centralizované pooly.

S ASIC môže veľký hráč schopný investovať dostatok peňazí do výskumu a vývoja získať neférovú výhodu z privátne
vlastneného efektívneho hardvéru. V zásade je pre akýkoľvek druh výpočtovej činnosti vždy možné vyvinúť
špecializovaný hardvér, ktorý vykonáva lepšie ako bežné výpočtové jednotky, ako sú CPU a GPU. Avšak pre rôzne
výpočtové úlohy sa úsilie o výskum a vývoj a možné výsledky môžu veľmi líšiť. Dôvody za hľadaním dokonalého (alebo
približne dokonalého) môžu byť dosť komplexné (pozri napr. 30 strán dlhý Equihash paper).

Pre väčšinu kryptomien Proof-of-Work (vrátane Bitcoinu, Etherea, ZCash) 2 až 4 centralizované ťažobné pooly
kontrolujú väčšinu ťažobnej sily. To by mohlo znamenať jednoduchú cenzúru alebo frontrunning na aplikáciách (napríklad,
preusporiadanie výmenných príkazov), pretože v centralizovaných pooloch iba pool rozhoduje o bloku kandidátovi, na ktorom bude celý pool pracovať.
Ako možný výsledok môžu neoutsourcovateľné ťažobné schémy zabrániť vzniku centralizovaných poolov. Iba Ergo Platform je známa nasadením praktickej neoutsourcovateľnej schémy Proof-of-Work (založenej na údajne pamäťovo náročnom probléme z Equihash paper) nazvanej Autolykos.

Ako príklad, kde sa problémy sociálnej decentralizácie stretávajú s decentralizáciou ťažby, niekedy vývojári
Proof-of-Work zavádzajú hard-forky, aby opäť spravili algoritmus Proof-of-Work priateľským pre GPU, keď sa ASIC chystajú
dominovať na trhu ťažby pre mincu, avšak vždy nie je úplne jasné, prečo je úplne legitímna činnosť zakázaná
a prečo vývojári (spolu s niektorými používateľmi) môžu robiť hard-fork z tohto konkrétneho dôvodu.

Decentralizácia overovania

Decentralizácia overovania sa týka možnosti skontrolovať platnosť histórie blockchainu. Takáto kontrola poskytuje
istotu, že do blockchainu nebolo injikované nič zlé (t.j. nezhodujúce sa s protokolom) a tým dáva používateľovi
právo odmietnuť zlú reťazec, aj keď absorbovala viac práce ako alternatívy. O takomto práve sa v komunite Bitcoinu veľa hovorilo, keď bola čiastočne horúca diskusia o myšlienke User-Activated Soft Fork (UASF), a
nedávny článok "Kto zabezpečuje Bitcoin?" dobre zhrňuje tento spôsob myslenia.

Ak môže byť overenie vykonané v rozumnom čase iba subjektom schopným minúť milióny na prenájom dátového centra,
je zjavné, že sieť nie je decentralizovaná. Ideálne by malo byť možné skontrolovať integritu celého blockchainu
na bežnom hardvéri, ako je slušný laptop.

Avšak nové blockchainy majú tendenciu absorbovať čoraz viac funkcií, a tie neprichádzajú zadarmo. Potom je
hlavnou témou vo výskumnej komunite, ako umožniť skontrolovať integritu celého blockchainu
s pruned blokmi alebo systémovým stavom (alebo oboma) za plausibilných predpokladov. Možné riešenia tu sa týkajú bootstrappingu
stavu snapshot a blockchain suffixu na vrchu (populárne v klientoch protokolu Ethereum a formalizované v akademickom článku), stateless klienti (čiastočne stateless, ako je implementované v Ergo Platform alebo úplne stateless, ktoré v súčasnosti existujú iba v výskumných článkoch).