ビットコインブロックをスケーリングするシンプルで適応的な方法

これは、ビットコインのブロックサイズ問題に関するBitPay の現在の考えと計画を概説した 4 つの投稿の最終回です。前の記事: スケーラビリティ、ハードフォーク、市場。興味のある読者はリンクにアクセスして元の記事を閲覧できます。

ブロック サイズの制限はコンセンサス ルールです。ブロックがその制限より大きい場合、マイナーは構築中のブロックチェーンにそのブロックを含めません。マイナーによって生成されたブロックが大多数のマイナーによって拒否された場合、そのブロックは孤立し、マイナーは自分の作業に対する報酬を受け取ることができません。ビットコインは事前に設定された固定の制限なしで機能することもできますが、これはマイナーにとって大きな不確実性を生み出すことになります。マイニングパワーの大多数によって遵守される上限があることをマイナーに知らせることで、明確でシンプルなコンセンサスルールが得られ、役に立ちます。

ビットコインの現在の 1MB のような固定サイズのブロック制限では、トランザクション スループットに対するユーザーのスケーラビリティのニーズを満たすことができません。現在、ビットコイン ネットワーク上でこの人工的な制限に達するトランザクションが発生しています。ブロックサイズの制限を単純に増やすのは簡単なアプローチですが、過去数か月間、ブロックサイズの制限を増やすことに関して議論が巻き起こっています。この議論は有害であり、1年か2年長引けばビットコインにとって壊滅的な結果となる可能性がある。

ブロック サイズの上限は増加しているが固定されていることにも問題があります。技術の進歩が制限の増加に追いつけなくなったらどうなるでしょうか?ブロック サイズの上限が市場のブロック サイズよりもはるかに高くなる状況が発生する可能性がありますが、これは実際には非常に不合理です。あるいは、制限が市場や技術の制約によって許容される範囲をはるかに下回る場合もあり、その場合は制限を引き上げるかどうかについて激しい議論が巻き起こることになるだろう。

数多くの提案がなされました。たとえば、BIP101 では、ビットコインのブロックサイズの上限が時間の経過とともに一定の割合で着実に増加すると規定されていますが、この計画は過激すぎると感じたほとんどのマイナーが反対しました。この制限により、テクノロジーが BIP101 に追いつけない場合、マイナーにとって大きな不確実性が生じます。 BIP100 はマイナーにとってより好ましいソリューションであると考えられていますが、必要なコードの変更はより複雑です。また、マイナーはブロックサイズの制限に関する好みを積極的に伝える必要があります。概念的には、ブロックチェーンを使用してブロック サイズの上限についての合意を確立する (BIP100 のように) ことは素晴らしいアイデアです。結局のところ、これは採掘の難易度に関するもので、適応制御方式が確立されています。

ブロック サイズの上限を決定するには、マイナーはシンプルだが適応性のあるコンセンサス ルールを必要とします。

私たちが検討したすべてのアイデアの中で最も魅力的と思われるのは、最近のブロックの中央ブロック サイズに基づいた単純な適応型キャッピング スキームです。チャンク サイズの制限を決定するには、最新のサンプルのチャンク サイズの中央値を取得し、それに係数を掛ける必要があります。たとえば、ブロック サイズの制限を、過去 2016 ブロックの平均サイズの 2 倍に設定できます。 Ethereum も同様のアプローチを使用していることに言及する価値があります (ただし、単純な中央値ではなく、指数加重移動平均を使用します)。 「flexcap」と呼ばれる別の提案もありますが、これは複雑すぎて不必要だと考えています。

ハード制限に加えて、マイナーによって生成されるブロックのサイズによって制御される、設定可能なソフト制限が存在します。このソフト制限は、最新のサンプル ブロックの中央値に倍数を掛けた値でもあります。ソフト制限は簡単に設定できるため、マイナーは将来のブロックサイズの進化に何らかの影響を与えることができます。適切なデフォルトの乗数値 (つまり 1.5) が選択されます。

式は次のように要約されます: (n は中央値の計算に使用される最近のブロックの数です)

 limit = m * median(n) // (ブロック制限 = m * median (n ブロック))

 soft_limit = sm * median(n) // (ソフト制限 = sm * median (n ブロック)

このうち、m と n の値はコンセンサスルールに従う必要があり、sm の値は適切なデフォルト構成値です。丸め動作や、制限をブロックごとに調整するか、n ブロックごとに調整するかなどのアルゴリズムの詳細も、合意事項になります。現在の 1MB のブロック制限は、ハード制限の下限になります。

平均ではなく中央値を使用する理由は、マイナーがトランザクションを通じてブロック サイズの制限を人為的に膨らませるのを防ぐためです。または、逆に、いくつかの空のブロックを生成します。中央値ルールでは、ルール全体を制御するには、マイニングパワーの 50% 以上を保有する必要があります。もちろん、誰かがハッシュレートの 50% 以上を制御している場合、ビットコインが直面している問題は、ブロック サイズの制限よりもはるかに深刻です。

この適応型ブロック サイズ制限ルールにより、現在のスケーリング制限に従いながら、ユーザーの需要を満たすために Bitcoin ネットワークのトランザクション スループットを増やすことができます。マイナーがより大きなブロックを生成すると、孤立ブロックの割合が高くなります。孤立率が増加すると、マイナーはブロック サイズを調整し、ブロックに含めるトランザクションをより慎重に選択するようになります。

BitPay では、このアプローチを試してみるつもりです。さまざまな設定が履歴ブロックに与える影響を分析するためのテストを実施します。また、極端なケースで発生する動作を分析し、ゲーム理論の観点からコメントします。フォークされた Bitcoin クライアントで私たちと一緒に実験することができます: https://github.com/bitpay/bitcoin。私たちの研究結果により、これがビットコインをスケールさせる最善の方法であることが示された場合、私たちは他の人々（最も重要なのはマイナー）を説得するために一生懸命努力します。

この期間中、マイナーが一時的な固定ブロック サイズ上限について合意に達した場合、これらのコインはどの BitPay 加盟店でも使用できます。

著者のスティーブン・ペア氏はBitPayのCEOです。

元記事: https://medium.com/@spair/a-simple-adaptive-block-size-limit-748f7cbcfb75#.8qhuimumq
スティーブン・ペア
編集者: Satuoxi
出典（翻訳）：バビット情報（http://www.8btc.com/a-simple-adapt…ock-size-limit）