Война 2017: Глава 5 - Сегвит

В первой сессии второго дня конференции по масштабированию Биткоина в Гонконге одним из основных выступлений был доклад биткоин-разработчика Питера Вуилле - о том, что называется "отделённое свидетельство" (Segregated Witness или SegWit). SegWit - это способ увеличения размера биткоин-блока с сохранением обратной совместимости (то есть это был софтфорк, а не хардфорк). Биткоин-транзакция состоит из различных компонентов, одним из которых является подпись, подтверждающая трату. Эта подпись обычно является самой большой частью транзакции в зависимости от объема данных. SegWit был новым форматом транзакции, в котором подпись не нужно включать в старый блок, который по-прежнему имел ограничение в 1 Мб. Клиенты, которые обновились до SegWit, увидят новый блок, содержащий эти подписи; для этих новых клиентов старый лимит размера блока в 1 МБ был убран и заменён «лимитом веса» в 4 миллиона единиц. Лимит веса был определён как четырёхкратный объем данных без подписи в байтах плюс объём отделённых данных подписи в байтах. Это означало, что данные, содержащие подписи, получили дисконт при расчетах цены транзакции, но общий лимит оказывался около 2 Мб, и это, похоже, было ровно то, что люди и хотели: увеличение лимита размера блока примерно до 2 Мб.

Биткоин-разработчик из Флориды по имени Люк Младший (Luke-Jr) продемонстрировал способ, делающий SegWit совместимым (софтфорк) обновлением Биткоина. Люк считался одним из самых упёртых сторонников малых блоков, а для сообщества сторонников больших блоков он был столь же ненавистным, как и Грегори Максвелл. Люк совсем не боялся выделиться из толпы своими несогласованными мнениями. Этот убеждённый католик и отец семерых детей в каком-то смысле был Кассандрой технического сообщества - исключительно резким. Однако Люк явно имел очень сильное техническое понимание Биткоина, и его очевидное нелинейное мышление, обеспечивающее ему иной угол зрения на вещи, видимо, и помогло ему придумать этот финт, который другие разработчики попросту не могли бы реализовать.

Тем, кто это понимал, SegWit казался блестящим беспроигрышным предложением. Сеть может получить блоки размером 2 МБ, при этом мы избегаем проблемы несовместимости обновления. В дополнение к этому старые и новые кошельки могут беспрепятственно взаимодействовать друг с другом, и обновление оказывается совершенно необязательным: пользователи могут либо перейти на SegWit, либо продолжать использовать сеть в прежнем режиме. С точки зрения старых кошельков у SegWit-транзакций нет подписи. Однако кошелек по-прежнему видит транзакцию и признаёт её действительной после включения в блокчейн. SegWit также означает, что ёмкость блоков потенциально может увеличиваться быстрее, чем при простом хардфорке, увеличивающем предельный размер блока, потому что не требуется ждать, пока все обновятся, и новое место в блоках можно начать использовать достаточно быстро.

SegWit выглядел не только уверенным выигрышем для Биткойна, но и блестящим, намеренным или нет, тактическим ходом сторонников малых блоков в войне за размер блока. Предложение было настолько хорошим, что против него не было веских аргументов. Гэвину пришлось поддержать предложение SegWit, и по большей части он это сделал. [1] Если полагать, что конференции по масштабированию были закулисным заговором с целью выиграть время на реализацию SegWit, то замысел отлично сработал! Следует отметить, что я не выдвигаю здесь этого обвинения. Кампанию сторонников крупных блоков по хардфорку следовало остановить, и жизненно важное время было выиграно. Я помню, как в те дни разговаривал с некоторыми из давних сторонников крупных блоков. Они сообщили мне, что, по их мнению, это гениальное предложение выбило у них почву из-под ног.

Конечно, всё это было в теории. В гипотетическом мире, где все понимали SegWit и все действующие лица были рациональны, это было блестящим ходом. Если действительно вести спор о лимите размера блока, то SegWit упраздняет лимит и заменяет чем-то другим, лишая спор смысла. Однако на деле всё вышло не так просто. SegWit был исключительно сложным, и его почти никто не понимал. Это был первый серьезный пример того, как сторонники малых блоков переоценили интеллект своих оппонентов или, по крайней мере, переоценили способность своих оппонентов понимать аспекты информатики. Рассуждая задним числом, это предложение следовало бы просто назвать как-то вроде «увеличение блоков до 2 Мб». Вместо этого у него было очень загадочное и сбивающее с толку название, которое выглядело очень подозрительно для сторонников крупных блоков, которые хотели чего-то ясного и простого, доступного их пониманию. Сторонники крупных блоков отметили, что ход вроде как исходит от их врага, а им нужен был контроль над ситуацией. Они рассматривали SegWit как просто ещё один способ затормозить внедрение крупных блоков. Поэтому, не особо разбираясь в SegWit, они выступили против него.

По мере того как SegWit начал набирать обороты в техническом сообществе, среди сторонников крупных блоков начали расти заблуждения и недопонимания. Эти недоразумения и слухи включали (ниже далеко не полный список) следующее:

• SegWit это «не настоящее» увеличение лимита размера блока, он только сжимает транзакции (действительно, не обновившиеся клиенты всё еще видят SegWit-блоки, будто они размером в 1 Мб, но это также верно и для хардфорка, при котором старые узлы тоже видят обрезанные до 1 МБ блоки. С SegWit обновившиеся узлы видят блоки размером более 1 Мб, а это, предположительно, ровно то, что требуется сторонникам крупных блоков);
• Биткойн основан на цепи цифровых подписей, которые SegWit удаляет, тем самым разрывая цепь и создавая угрозу безопасности;
• Если майнер не обновляется для поддержки SegWit и создает блок, этот блок будет отклонен обновленными клиентами. Это увеличивает риск разделения цепи (но должно происходить только в том случае, если майнер использует специальное программное обеспечение, разработанное для разделения цепи);
• Если пользователь перейдёт на SegWit, он не сможет отправлять средства пользователю, который не обновился;
• Обновление SegWit может быть отменено, и тогда монеты внутри выходов SegWit могут быть украдены кем угодно (однако отмена SegWit была бы уже хардфорком).

Многие обвинения были бессмысленными, и поэтому было нелегко сформулировать опровержение. Похоже, они возникли из-за того, что большинство людей изначально не понимало основ биткоин-транзакций. Например, часто упоминалась фраза «адрес в формате SegWit», но у SegWit не было нового или другого формата адреса. Если люди не понимают даже обычную механику транзакций биткоинов, объяснить механику SegWit оказывается и вовсе невозможно.

SegWit оказался настолько сложным, что даже Джефф Гарзик, похоже, его не понял. Он думал, что будет «два стакана» для рынка комиссий: один, связанный со старым лимитом в 1 Мб, а другой - с новым лимитом в 4 миллиона единиц веса [2]. Фактически, два ограничения, размер блока и вес блока, были сконструированы таким образом, чтобы они согласовывались друг с другом и, следовательно, были эквивалентны, что обеспечивало возможность иметь единый стакан. Это не критика Джеффа; идея SegWit была чрезвычайно трудной для полной оценки и понимания, что оказалось её фундаментальной слабостью. Это просто служит иллюстрацией того, что, хотя с технической точки зрения SegWit был хорошим шагом вперед, из-за его сложности было попросту невозможно доказать это биткоин-сообществу.

Помимо высокой степени сложности, против SegWit было выдвинуто и несколько обоснованных аргументов. Чтобы получить преимущества SegWit и увеличения места в блоках, кошельки пользователей требовалось обновить для поддержки нового формата транзакций. Это могло занять больше времени, чем простое увеличение лимита блока при помощи хардфорка, поскольку это не требовало изменения форматов транзакций. Однако следует отметить, что, по мере перехода на SegWit отдельных пользователей, это уже освобождает место в блоках для отстающих, которые обновляются медленнее.

Для многих сторонников малых блоков стимулирование пользователей к переходу на новый формат транзакций было само по себе частью цели SegWit. Помимо увеличения лимита размера блока, новый формат транзакции SegWit также исправил ряд ошибок, а именно уязвимость транзакций для посторонних и нелинейное масштабирование операций вычисления хэша подписи. Я не буду здесь вдаваться в подробности. Вкратце, уязвимость транзакций для посторонних - это проблема, которая имеет место, поскольку любой может изменить идентификатор биткоин-транзакции до того, как она будет подтверждена в цепочке блоков, оставляя при этом саму транзакцию валидной. В прошлом это вызывало проблемы для некоторых кошельков и продавцов, у которых в результате были проблемы с отслеживанием средств. По сути, это ошибка. Её исправление было также в некоторой степени необходимо для транзакционной сети второго уровня, называемой Lightning.

Нелинейное масштабирование вычислений хэша подписи означает, что по мере увеличения количества входов в транзакции количество операций хеширования, необходимых для проверки транзакции, увеличивается квадратично, а не линейно. Эта проблема масштабирования была препятствием для внедрения крупных блоков, поскольку злоумышленники могли создавать транзакции, которые требовали так много времени на проверку, что сеть могла застопориться. Эта проблема на самом деле была одной из основных причин, по которой сторонники малых блоков противодействовали увеличению лимита размера блока - злоумышленники могли использовать эту слабость. Атакующий может создать блок, содержащий множество таких крупных транзакций, для проверки которых обычному компьютеру может потребоваться много часов. Поэтому для многих сторонников малых блоков до устранения этой проблемы ни о каком увеличении лимита размера блока не могло быть и речи. Они высмеивали крупноблочников за самоуспокоенное игнорирование этой уязвимости, и за отсутствие параноидального мышления. И наоборот, сторонники крупных блоков, похоже, считали Биткойн почти неразрушимым, или антихрупким, как они часто выражались. Сторонники малых блоков объяснили надёжность системы упорным трудом и осторожностью команды разработчиков, но сообщество не ценило это в той мере, в которой следовало бы. Для большинства крупноблочников ключевым приоритетом был именно лимит размера блока, а исправление подобных ошибок, по их мнению, было не настолько актуально.

Тем не менее, если использовать SegWit, эти ошибки оказываются исправлены. С точки зрения сторонников малых блоков это имело смысл. С SegWit можно сохранять старый лимит в 1 Мб для старых транзакций с ошибками, которые плохо масштабируются, и в то же время иметь больше места для новых транзакций без ошибок. С инженерной точки зрения SegWit выглядел просто фантастикой. Проблема, опять же, заключалась в сложности; большинство пользователей биткоинов не подозревало об этих проблемах и не беспокоилось о них. Между тем Биткоин - это больше, чем просто инженерия и информатика. Это также социальная система, живая платежная, экономическая и финансовая система. Если смотреть под этими углами, было менее очевидно, в чём смысл SegWit.

Хотя идея SegWit была представлена на конференции в декабре 2015 года в Гонконге, её ещё нужно было реализовать, проанализировать, протестировать и обсудить. Только в ноябре 2016 года SegWit был наконец внедрён в Bitcoin Core - долгое ожидание продолжалось более десяти месяцев. Несмотря на то, что он был внедрён в Bitcoin Core, это не означало, что люди могли начать использовать SegWit. SegWit означал изменение или, точнее, ужесточение правил протокола, софтфорк. На этот случай существовала методология активации. Выбранный механизм активации заключался в том, что майнеры должны были сигнализировать о поддержке. Если 95 процентов блоков сигнализировали о поддержке в течение интервала корректировки сложности, состоящего из 2016 блоков, софтфорк активировался после ещё одного двухнедельного льготного периода. Если по прошествии 12 месяцев активация не произойдёт, процесс обновления будет прерван.

Для сторонников крупных блоков такая методология активации была неуместной. Они утверждали, что никогда ни в чём нельзя прийти к согласию на 95 процентов. Это позволит любой небольшой коалиции майнеров, владеющей всего пятью процентами хешрейта, заблокировать изменение. Некоторые сторонники крупных блоков сочли выбор 95-процентного порога активации как способ потянуть время, и предпочли 75-процентный порог в Bitcoin XT. Сторонники крупных блоков были склонны рассматривать флаги майнеров как голосование, как процесс принятия решений. В этом контексте 95 процентов не имели особого смысла. С другой стороны, сторонники малых блоков рассматривали флаги как сигнальный механизм или средство безопасности. По их мнению, пользователи сами определялись с правилами протокола, а сигналы майнеров были необходимы лишь для обеспечения безопасного перехода на новые правила. Это не считалось политическим процессом голосования.

К тому же значение в 95 процентов было выбрано не на пустом месте. Все три последних софтфорка Биткоина были активированы с использованием того же 95-процентного порога: BIP 66 (ограничение подписей кодировкой DER) в июле 2015 года; BIP 65 (внедрение команды временной блокировки для трат) в декабре 2015 г .; и BIP 68, BIP 112 и BIP 113, три разных софтфорка, которые активировались одновременно в июле 2016 года. Авторы SegWit всего лишь решили продолжить использование этой (или слегка измененной) методологии активации. Следует отметить, что предыдущие софтфорки внедрялись не идеально. Активация BIP 66 в июле 2015 года вызвала разделение блокчейна на участке в несколько блоков, так как майнеры, похоже, не смогли обновиться до софтфорка, несмотря на отметку о том, что они обновились. Обновление в июле 2016 года также заняло больше времени, чем ожидалось, и сообществу пришлось лоббировать майнинговые пулы, чтобы те сигнализировали о его поддержке. Майнинг-пулы, выступавшие в дискуссии на стороне крупных блоков, медленнее обновлялись до этого, не имевшего отношения к спору, софтфорка, возможно, из-за своего общего разочарования в Bitcoin Core.

Учитывая вышеупомянутую историю и новую напряженность в сообществе, к моменту выпуска SegWit, имела место значительная неопределенность насчёт того, будут ли майнеры его активировать. Действительно, один из майнинговых пулов, ViaBTC, заявил, что не будет поддерживать обновление, ещё до того, как содержащий его клиент был выпущен. [3] Хотя SegWit и был настоящей инженерной магией, он не сумел особенно помочь в ослаблении напряженности конфликта.

[1] https://twitter.com/gavinandresen/status/800405563909750784

[2] https://www.slideshare.net/jgarzik/bitcoin-status-report-on-chain-scaling-aug-2016

[3] https://bitcoinmagazine.com/articles/segregated-witness-officially-introduced-with-release-of-bitcoin-core-1477611260

Переводчик: @alexeynefedov

Редактор: @notgeld

Меценаты

Без них перевод книги бы вовсе не начался.

• Anton Kovalenko и его сервис Lightning Network/Qiwi/Yandex.Money
• Dashmaster и его паблик в Телеграм
• Sergei Orlov