Co je bitcoinový SegWit a jak funguje?

Škálovatelnost bitcoinů je neustálým problémem nejpopulárnější kryptoměny na světě, který se vývojáři bitcoinů snažili vyřešit. Jedním představeným řešením byl soft fork SegWit, který změnil počet bitcoinových transakcí, které bylo možné zpracovat současně.

Zatímco zvýšení počtu transakcí na bitcoinový blok zní jako jistá výhra, SegWit měl také problémy.

Jak fungují bitcoinové transakce?

Bitcoinové transakce využívají model UTXO (Unspent Transaction Output), ve kterém každá transakce utrácí výstup předchozí transakce na blockchainu a generuje nový výstup, který lze utratit v následujícím transakce.

Podle návrhu nevlastníte bitcoinový token. Místo toho vlastníte nevyužitý výstup stanoveného počtu předchozích transakcí. Vlastnictví tohoto výstupu můžete prokázat prostřednictvím požadované adresy, digitálního klíče a digitálního podpisu.

Předpokládejme, že chcete poslat bitcoiny svému nejlepšímu příteli. Nejprve použijete soukromý klíč k podepsání zprávy obsahující vstup, výstup a částku. Transakce je vysílána do celé bitcoinové sítě a všichni uživatelé ji mohou vidět.

Když uzel přijme transakci, zkontroluje, zda:

• Váš soukromý klíč se shoduje s veřejným klíčem, o kterém tvrdíte, že ho vlastníte
• Součet vstupů je větší než součet jeho výstupů
• Výstup je nevyužitý.

Pokud transakce splňuje tato tři pravidla, je ověřena a předána dalším uzlům, které proces ověření opakují. Tento proces zahrnuje složité matematické hádanky, které těžaři mají nejvyšší krypto hash rate mají největší šanci na vyřešení jako první.

Těžařské uzly soutěží o vyřešení hádanek, a pokud jsou úspěšné, vytěží šablonu bloku do neměnného bloku v blockchainu. Blok se vysílá do celé sítě a je jasné, že nový nevyužitý výstup vlastní váš nejlepší přítel.

Co je chyba tvárnosti transakce?

Škálovatelnost a rychlost nejsou jediné problémy, které trápí bitcoinový blockchain. Bohužel je zde také „chyba tvárnosti transakce“, což je vada, která umožňuje změnu digitálního podpisu transakce před jejím potvrzením na blockchainu.

Tato úprava je provedena takovým způsobem, že transakce si zachová svou matematickou logiku, ale při spuštění pomocí hashovacího algoritmu poskytne jiný výsledek.

Vezměte si například hodnotu podpisu vaší transakce s vaším nejlepším přítelem, která byla (5). Pokud se změní na (5-10+10), matematická hodnota je stále 5, ale pokud tyto různé verze zahašujeme, dostaneme jiné výsledky.

Protože hash je způsob, jakým je transakce identifikována v blockchainu, tato změna způsobuje několik problémů.

• Špatní aktéři mohou vytvořit druhou konfliktní transakci dříve, než je potvrzena ta první, což způsobí zmatek, zpoždění a přetížení v síti.
• Pro vývojáře blockchainu je problematické vytvářet řešení druhé vrstvy, která mají zlepšit rychlost a škálovatelnost mainnetu.

Jedná se tedy o defekt s potenciálem učinit z blockchainového účetnictví noční můru a bylo implementováno několik řešení, jak to vyřešit. A zde přichází na řadu bitcoinový SegWit.

Co je bitcoinový SegWit?

Segregated Witness (SegWit) je upgrade bitcoinového blockchain protokolu primárně vyvinutý k ochraně před tvárností transakcí.

SegWit byl poprvé navržen v roce 2015 jako a blockchain vidlice zlepšit škálovatelnost. SegWit by toho dosáhl oddělením digitálních podpisů od transakčních dat, což by umožnilo uložit více transakcí do jednoho bloku a zkrátit čas potřebný ke zpracování jednoho bloku.

Soft fork SegWit byl nakonec implementován v roce 2017 a přinesl mnoho vylepšení bitcoinového blockchainu, kromě vyřešení chyby v tvárnosti a zlepšení efektivity transakcí.

Co je SegWit2x?

Než byl SegWit implementován, došlo v bitcoinové komunitě k menším potížím kvůli upgradu hard forku. zaměřené na zvýšení limitu velikosti bloku z 1 MB na 2 MB, aby se zlepšila rychlost zpracování transakcí, proto tento termín "SegWit2x."

Zatímco mnoho zúčastněných stran tuto myšlenku podpořilo, v rámci komunity vznikly neshody a nedostatek konsenzu vedl k rozkolu. Odštěpená frakce vytvořila Bitcoin Cash (BCH), zatímco mateřská skupina pokračovala v implementaci SegWit.

Jak funguje bitcoinový SegWit?

SegWit funguje tak, že některá data z bloku odděluje, takže nejsou k dispozici pro úpravy. Toto oddělení vytváří dvě sekce. První část bloku obsahuje adresy peněženky odesílatele a příjemce, zatímco druhá část obsahuje digitální podpisy, známé také jako „data svědků“.

Vzhledem k tomu, že data svědků jsou oddělena od hlavního bloku, uvolní se v bloku více místa pro zaznamenání dalších dat transakcí. To zase zvyšuje kapacitu bloku a přímo ovlivňuje výkon bitcoinové sítě, což výrazně zlepšuje škálovatelnost.

Na druhé straně jsou oddělená data, tj. digitální podpis, zašifrována a uložena na postranním řetězci. Tato přidaná vrstva zabezpečení na vrcholu oddělení od hlavní sítě znemožňuje změnu digitálního podpisu transakce, a tím řeší chybu v tvárnosti.

Výhody bitcoinového SegWitu

SegWit poskytuje bitcoinové síti několik výhod.

• Řeší kujnost transakcí: Jak již bylo zmíněno dříve, SegWit opravuje chybu v tvárnosti transakcí, která způsobila mnoho zmatků a přetížení v bitcoinovém blockchainu. To umožnilo spolehlivější a bezpečnější transakce.
• Vylepšené zabezpečení: Řešením tvárnosti transakcí SegWit učinil bitcoinovou síť bezpečnější a méně zranitelnou vůči útokům. Usnadnila také budoucí implementaci nových bezpečnostních prvků.
• Vylepšená škálovatelnost: Škálovatelnost je zvýšení výkonu systému. To se stalo bitcoinu po soft forku SegWit. Do bloků by mohlo být zahrnuto více transakcí kvůli uvolněnému prostoru, snížení transakčních poplatků a rychlejší potvrzování transakcí.
• Nižší transakční poplatky: Protože se do jednoho bitcoinového bloku mohlo vejít více transakcí, konkurence o prostor bloku se snížila, což zase snížilo transakční poplatky. To bylo výhodné zejména pro malé transakce.
• Vylepšená kompatibilita: Díky tomu, že je SegWit soft forkem, umožnil rozšiřitelnost blockchainu a zároveň otevřel dveře pro budoucí upgrady (jako upgrade Taproot) do sítě bitcoinů. Tato flexibilita poskytuje blockchainu možnost implementovat nové funkce a vylepšení.
• Inspirovaná tvorba Lightning Network (LN): Když SegWit zlepšil škálovatelnost, jeho kód inspiroval vývoj řešení Layer-2: Lightning Network. Kód LN umožňuje vytvoření mimořetězového platebního kanálu mezi dvěma transakčními stranami, zrychlení mainnetu a snížení transakčních nákladů.

SegWit byl zásadní upgrade bitcoinové sítě, protože nabízel řešení, která zlepšila jeho výkon a zlepšila zážitek pro uživatele bitcoinů. Neobešlo se to však bez pořádného podílu nových výzev.

Nevýhody SegWitu

Soft fork SegWit představil několik potenciálních nevýhod.

Například, zatímco mnoho burz a peněženek přijalo SegWit, ne všechny uzly podporují nový protokol. Navíc, protože SegWit snižuje transakční poplatky a zároveň vyžaduje podporu pro postranní řetězec svědeckých dat, těžaři orientovaní na zisk jej nemají rádi a mohou se zdráhat jej použít.

Navíc, vzhledem k samotné velikosti bitcoinové sítě, SegWit nestačí řešit problém se škálovatelností. Je potřeba výrazně upravit blockchain, aby se zmenšila jeho velikost a zvýšila se škálovatelnost na úroveň podobnou alternativním blockchainům.

I když má SegWit tyto nevýhody, je jasné, že výhody bezpečnosti a škálovatelnosti daleko převažují nad problémy.

Byl bitcoinový SegWit dobrý nápad?

SegWit zabránil chybě, která způsobila tolik zpoždění v bitcoinovém blockchainu v době, kdy jeho přijetí nabývalo na síle. Skutečně trvalo dlouho, než byl vývoj realizován. Zatímco někteří těžaři zaznamenali negativní dopad na své peněženky, soft fork zlepšil bezpečnost a spolehlivost blockchainu a pozitivně ovlivnil bitcoinovou síť.