Erlay : Un nouveau protocole de relais de transactions Bitcoin. Erlay est un tout nouveau type de protocole de diffusion de transactions qui vise à réduire considérablement la bande passante requise pour connecter les nœuds Bitcoin.
Selon les recherches menées par Gleb Naumenko et d'autres crypto-experts comme Gregory Maxwell et Peter Wuille, Erlay pourrait réduire la quantité de bande passante nécessaire pour maintenir les niveaux actuels de connectivité entre les nœuds Bitcoin d'environ 40%.
Le protocole actuel et le problème des ressources
L'un des problèmes les plus pressants concernant la connectivité des nœuds de Bitcoin est le fait qu'il faut de grandes quantités de bande passante pour garder la connexion ouverte avec tous les autres nœuds compte tenu de la nature décentralisée et ouverte du protocole.
Comme décrit dans le résumé de l'article de recherche : « La sécurité du réseau Bitcoin dépend de la connectivité entre les nœuds. Cela signifie qu'une connectivité plus élevée offre une meilleure sécurité. »
Les principales observations des auteurs étaient les suivantes :
La connectivité actuelle dans le réseau Bitcoin est trop faible pour une sécurité optimale.
En même temps, une connectivité accrue augmentera considérablement la bande passante utilisée par le protocole de diffusion des transactions.
En substance, l'augmentation de la connectivité entre les nœuds rendrait essentiellement prohibitif l'exploitation d'un nœud Bitcoin. Un autre point clé soulevé par les auteurs est que « la moitié de la bande passante totale nécessaire pour faire fonctionner un nœud Bitcoin est actuellement utilisée pour annoncer des transactions ».
En se concentrant sur le processus de diffusion des transactions, les auteurs recommandent une approche qui permettra de transmettre plus efficacement les identificateurs de transactions, réduisant ainsi le nombre de messages envoyés entre les nœuds tout en soutenant la transmission de nouvelles transactions à tous les nœuds en même temps.
Actuellement, les nœuds partagent les ID de transaction même avec des homologues qui ont déjà été envoyés la transaction. Cela signifie qu'il y a beaucoup de messages redondants partagés sur le réseau Bitcoin.
On peut soutenir que 50% de la bande passante requise pour exécuter un nœud Bitcoin est actuellement utilisée pour annoncer des transactions. Un autre 45% de la bande passante est nécessaire pour relayer le corps réel de la transaction et seulement 5% est nécessaire pour divers autres messages, comme les informations d'en-tête de bloc par exemple.
Le document de recherche Erlay estime que 44% de tout le trafic entre les nœuds Bitcoin est constitué de messages redondants.
La conclusion est qu'il y a beaucoup de place à l'amélioration.
Erlay Minisketch - une solution élégante
Le protocole Erlay réduit le nombre de messages passés entre les nœuds Bitcoin en utilisant une solution appelée « Minisketch », qui a été précédemment proposée par Naumenko, Wuille et Maxwell. En plus des ID de transaction, les nœuds Bitcoin partagent des « croquis » de transactions entre eux.
Comme expliqué sur le forum Bitcoin-Dev :
« L'idée principale est qu'au lieu d'annoncer chaque transaction à chaque pair, les annonces ne sont envoyées directement que sur un petit nombre de connexions (seulement huit sorties). Un relais supplémentaire est réalisé en exécutant périodiquement un protocole de réconciliation des ensembles sur chaque connexion entre les ensembles d'annonces refusées dans les deux directions.
« Le protocole de réconciliation des ensembles utilise des codes de correction d'erreur pour communiquer un ensemble de transactions à un homologue avec un ensemble inconnu mais similaire utilisant une bande passante égale à la taille de la différence et non à la taille des ensembles eux-mêmes.
« Résultats : nous économisons la moitié de la bande passante consommée par un nœud, ce qui permet une connectivité accrue presque gratuitement - et, comme effet secondaire, Bitcoin peut mieux résister aux attaques de synchronisation. »
L'idée des esquisses est d'avoir un paquet de données qui contient des identifiants pour toutes les transactions qu'un nœud a acceptées (depuis la dernière réconciliation) mais sous forme compacte. À l'aide des esquisses, un nœud peut déterminer quelles transactions il n'a pas que ses homologues ont. Par la suite, il ne peut demander que les transactions des pairs qui n'apparaissent pas dans leur esquisse.
Cette approche consomme beaucoup moins de bande passante que le partage de tous les ID de transaction.
Si cette nouvelle proposition est mise en œuvre, nous pourrions voir une énorme incitation pour les amateurs de Bitcoin à exécuter des nœuds complets.
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