Технология SegWit: как это работает?

У криптовалюты биткоин существенный недостаток еще с момента введения в эксплуатацию. Дело в том, что ее блокчейн состоял из частей, размер которых в среднем составляет около 0,93 мегабайт. Это совсем немного, учитывая количество информации, которую они должны содержать. В связи с этим сеть Bitcoin поддерживает не более 3-4 трансакций в секунду, что не соответствует нагрузке потребительского спроса на электронную монету в 2020 году.

Для оптимизации пространства и ускорения работы системы биткоин в 2014 году Грегори Максвелл из Bitcoin-Core в сотрудничестве с Адамом Бэком и Питером Вуйле предложили решение Segregated Witness (отделенный заверитель). Однако оно было внедрено только в 2017-м (в новой версии цепочки Bitcoin Core 0.13.1. от официальных разработчиков). Параллельно с этим был проведен хардфорк BCH, предложивший альтернативный способ устранения проблемы с высокой нагрузкой на сеть BTC путем создания новой монеты с увеличенным объемом блоков.

Что представляет собой SegWit?

Трансакции в валюте биткоин содержат информацию о сумме переводов, адресах их сторон, балансах на счетах, а также персональные и публичные подписи участников. Статистически такие “автографы” занимают около 45-60% места в блоке, что замедляет процесс верификации сделок и заметно перегружает работу со скриптом.

Протокол Segregated Witness представляет собой техническое решение для блокчейна, позволяющее исключить подписи отправителя и получателя Bitcoin из кеша. Персональные и публичные ключи помещаются в отдельный блок, который доступен по запросу любым пользователем экосистемы криптовалюты.

Участки кода трансакций цифровой валюты биткоин с подписями составляют отдельный блокчейн Segwit, данные которого неизменны, как в скрипте основной цифровой монеты. Фактически это позволяет значительно ускорить переводы, при этом повысив их конфиденциальность и разгрузив майнеров, которые участвуют в верификации перемещений BTC.

Простыми словами, технология “отделенный заверитель” снижает вес трансакции в 2 раза, что в целом ускоряет работу системы Bitcoin и позволяет поддерживать больше переводов цифровых денег за меньшее количество времени. Это решает проблему с трансакционной пластичностью цифровой монеты без необходимости увеличения объема ее блоков.

Софтфорк SegWit как альтернатива хардфорку

В 2012 году разработчики и пользователи биткоина разделились на два лагеря. Представители первого настаивали на увеличении блока BTC и, соответственно, последующем росте хешрейта криптовалюты. Вторые же стали на сторону менее радикальных изменений. Они предложили альтернативу в виде сокращения и оптимизации информации в цепочке кода.

Защитником позиции увеличения размерности блоков выступил один из разработчиков Bitcoin программист Гэвин Андерсон. Еще в 2015 году он вместе с командой единомышленников утверждал, что у хардфорка монеты биткоин не может быть альтернатив. Сторонние добытчики цифровых денег и крупные майнинг-пулы также поддержали позицию Андерсона, предложив увеличить кеш блока до 2 МБ.

Представители второго лагеря, в который вошли Люк Дашир, Грегори Максвелл и разработчик криптовалюты Litecoin Чарльз Ли, параллельно занялись поиском решений по созданию софтфорка SegWit. Уже в начале его разработки было ясно, что блокчейн BTC нужно освободить от лишних данных пользователей, но было неясно, как это сделать без хардфорка.

Segregated Witness изначально предполагал несколько критериев интеграции протокола в блокчейн Bitcoin, а именно:

• создание отдельной цепочки блоков, которая использовала бы те же самые ноды (сетевые узлы), что и сам биткоин;
• развертывание работы протокола на не менее чем 95% мощностей, которые использует основная сеть монеты;
• разработка принципа, благодаря которому трансакции по новой схеме можно было бы отследить, использовав базовый блокчейн BTC.

После длительных переговоров сторонникам обоих лагерей удалось создать альтернативную цепочку блоков, снизить количество необходимых для запуска Segwit нод до 80% от общего количества и интегрировать технологию в блокчейн Bitcoin. Протоколом интеграции послужило разработанное криптоинженером Джеймсом Хиллардом предложение BIP91, использованное для осуществления софтфорка.

Кроме того, технология была успешно активирована и в экосистеме криптовалюты Litecoin, которая представляет собой мягкое ответвление от блокчейна биткоин. Отметим, что разработка Segregated Witness рассматривается как универсальное дополнение к сети высокоскоростных трансакций Lightning Network. Уже в 2020 году она приобрела множество сторонников среди руководства крупных цифровых бирж.

Какие перспективы у SegWit?

Технология оптимизации скрипта рассматривается как один из крупных шагов в сторону ускорения сети Bitcoin. С 2010 года нагрузка на блокчейн криптовалюты со стороны владельцев электронных денег и майнеров повысилась более чем в 10 000 раз. 

Основной задачей разработчиков сегвита был поиск решений проблемы с масштабируемостью системы биткоин. Его активация показала реальную эффективность в снижении веса блока и его оптимизации. Теперь блокчейн может быть в два раза менее загруженным. Однако это говорит только о том, что на сегодняшний день Segwit позволяет обрабатывать до 7 переводов в секунду, а этого все еще недостаточно для полноценной работы в современных реалиях.

На помощь в повышении трансакционной пластичности как раз и приходит решение Lightning Network. Оно представляет собой протокол дополнительного слоя, который с помощью применения smart-контрактов позволяет сделать денежные переводы практически мгновенными.

Рекомендованные для вас статьи:

• Трейдеры: кто они и чем занимаются?
• Криптокошельки: для чего нужны и как ими пользоваться

Ускорение в LN стало возможным благодаря созданию платежных каналов для Bitcoin. Они устойчивы и могут использоваться многократно с различными получателями. При этом блокчейн системы полностью избавлен от лишней протокольной информации и содержит только ключевые параметры операции.

Однако не все так гладко, поскольку и Lightning Network, и Segregated Witness раскритиковали многие скептики. Разработки неохотно принимаются в кругах криптоаналитиков, поскольку потенциально могут вызвать проблемы с децентрализацией цифровой валюты. Кроме того, даже при объединении работы обоих решений, проблемы с небольшим размером звена цепи блокчейн не удасться избежать. А это может повлиять на снижение интенсивности масштабируемости Bitcoin уже через несколько лет.

С уверенностью можно сказать лишь то, что без внедрения Segwit у цифровой валюты биткоин не существовало бы реальных способов борьбы с нагрузкой на блокчейн, кроме разделения на множество хардфорков. Весьма вероятно, что все дальнейшие технологические разработки, связанные с ускорением системы BTC, будут так или иначе наследовать принципы работы сегвита.

Какие задачи позволяет решить Segwit?

Софтфорк Segwit в первую очередь стоит рассматривать как перспективное решение трудностей с масштабируемостью биткоина и других цифровых монет, поддерживающих майнинг. Это достаточно эффективный способ работы с сетевыми узлами, которое выполняет роль реставрационной оболочки блокчейна для валюты биткоин. Среди основных задач, которые помогает решить сегвит, стоит выделить:

• повышение количества трансакций в сети за единицу времени. Благодаря этому, один блок Bitcoin потенциально может содержать вдвое больше финансовых операций;
• ускорение валидации запросов на переводы цифровых монет. Это снижает загруженность и позволяет майнерам обрабатывать больше сделок;
• потенциальная возможность трансакций с конвертацией в другую критовалюту или фиат. Это одна из самых заманчивых перспектив использования технологии Segwit. Однако пока этого не удалось произвести даже с близнецами по блокчейну Bitcoin и Litecoin.

Уточним, что технология отделенного заверителя постоянно реформируется и подстраивается под новые реалии экосистемы криптовалюты биткоин. Основным тузом в рукаве разработчиков можно считать обратную совместимость софтфорка с оригинальной, базовой цепочкой BTC. Благодаря этому, любой блок из основной цепочки может быть обработан с помощью сегвита. Фактически это означает, что техническое решение неотделимо от нативной системы монеты биткоин. Уже в 2020 году оно может использоваться для любых криптовалютных операций.

Преимущества и недостатки Segwit

Основным преимуществом Segwit несомненно считается действенный вариант борьбы с низкой пропускной способностью блока биткоина. На данный момент это решение можно назвать промежуточным, однако уже было достигнуто:

• ускорение работы блокчейна криптовалюты;
• снижение стоимости трансакций за счет уменьшения нагрузки на сетевые ноды;
• реформирование цепочки блокчейн без изменений в работе протокола P2P.

Однако у данной технологии есть и свои минусы, основные из которых это:

• недостаточная привлекательность для майнеров. Снижение нагрузки на систему Bitcoin уменьшает комиссионные за обработку операций, которые представляют собой основной заработок добытчиков монеты;
• серьезная критика в сторону несостоятельности проекта. Авторитетность Segregated Witness все еще довольно низкая, что заставляет Bitcoin-сообщество сомневаться относительно применения технологии;
• угроза децентрализованности блокчейна BTC. Некоторые критики Segwit считают, что активация протокола на полную мощность позволит его разработчикам из BlockStream контролировать большую часть скриптовой цепочки биткоина.

SegWit2x и его перспективы

Решение SegWit2x должно было прийти на смену первой версии в 2017 году посредством нового софтфорка от разработчиков Bitcoin-Core. Ключевым инновационным шагом обновления должен был стать увеличенный блок цепочки, средний размер которого составлял бы 2 МБ.

SegWit2x позиционировался как компромиссный вариант преодоления трудностей с масштабируемостью Bitcoin, который включал в себя и оптимизацию пространства скрипта путем отделения подписей трансакции в новую цепочку, и расширение этого пространства.

Однако запуск обновления был отложен на необозначенные сроки, в результате чего появился новый хардфорк основной криптовалюты — Bitcoin Gold. К началу 2020 года разработчики биткоин-ядра все еще не решаются провести софтфорк.

По мнению многих экспертов криптосообщества перспективное обновление SegWit2x может серьезно навредить безопасности криптовалюты. Суть в том, что разработчики не включили в решение параметры, исключающие замену подписей. Это может создать проблемы с мошенничеством и незаконным оборотом финансов с помощью цифровой монеты.

Итоги

Решение Segwit стало своего рода эталоном софтфорков, позволяющим решить сразу несколько проблем в работе биткоина. Его реставрационные возможности помогли освободить экосистему от лишней нагрузки и значительно оптимизировали блокчейн BTC. Однако исключение основного изъяна цифровой монеты, связанного с малым размером блока, похоже пока не по плечам Segregated Witness. Тем не менее, разработчики уверенно интегрируют новые решения для ускорения работы с электронной валютой и увеличения трансакционной пластичности биткоина.