Erlay: Um novo protocolo de relé de transação Bitcoin. Erlay é um novo tipo de protocolo de disseminação de transações que visa reduzir significativamente a largura de banda necessária para conectar os nós Bitcoin.
De acordo com a pesquisa realizada por Gleb Naumenko e outros especialistas em criptografia como Gregory Maxwell e Peter Wuille, Erlay poderia reduzir a quantidade de largura de banda necessária para manter os níveis atuais de conectividade entre os nós Bitcoin em cerca de 40%.
O protocolo atual e o problema dos recursos
Uma das questões mais urgentes em relação à conectividade de nós do Bitcoin é o fato de que é preciso grandes quantidades de largura de banda para manter a conexão aberta com todos os outros nós dada a natureza descentralizada e aberta do protocolo.
Conforme descrito no resumo do artigo de pesquisa: “A segurança da rede Bitcoin depende da conectividade entre os nós. Isso significa que uma conectividade mais elevada proporciona melhor segurança.”
As principais observações dos autores foram:
A conectividade atual na rede Bitcoin é muito baixa para uma segurança ideal.
Ao mesmo tempo, o aumento da conectividade aumentará substancialmente a largura de banda utilizada pelo protocolo de divulgação da transação.
Em essência, aumentar a conectividade entre nós seria essencialmente tornar proibitivamente caro operar um nó Bitcoin. Outro ponto chave feito pelos autores é que “metade da largura de banda total necessária para operar um nó Bitcoin é atualmente usada apenas para anunciar transações”.
Ao focar no processo de disseminação da transação, os autores recomendam uma abordagem que transmita identificadores de transação de forma mais eficiente, reduzindo assim o número de mensagens enviadas entre nós e suportando a transmissão de novas transações para todos os nós ao mesmo tempo.
Atualmente, os nós compartilham IDs de transação mesmo com peers que já foram enviados a transação. Isso significa que há uma grande quantidade de mensagens redundantes sendo compartilhadas na rede Bitcoin.
Indiscutivelmente, 50% da largura de banda necessária para executar um nó Bitcoin é atualmente usada para anunciar transações. Mais 45% da largura de banda é necessária para retransmitir o corpo real da transação e apenas 5% é necessário para várias outras mensagens, como informações de cabeçalho de bloco, por exemplo.
O artigo de pesquisa Erlay estima que 44% de todo o tráfego entre nós Bitcoin consiste em mensagens redundantes.
A conclusão é que há um grande espaço para melhorias.
Minisketch de Erlay - uma solução elegante
O protocolo Erlay reduz o número de mensagens passadas entre nós Bitcoin usando uma solução chamada “Minisketch”, anteriormente proposta por Naumenko, Wuille e Maxwell. Além dos IDs de transação, os nós Bitcoin compartilham “esboços” de transações uns com os outros.
Como explicado no fórum Bitcoin-Dev:
“A idéia principal é que, em vez de anunciar cada transação para cada par, os anúncios são enviados apenas diretamente através de um pequeno número de conexões (apenas oito saídas). A retransmissão adicional é alcançada executando periodicamente um protocolo de reconciliação definido em cada conexão entre os conjuntos de anúncios retidos em ambas as direções.
“O protocolo de reconciliação conjunto usa códigos de correção de erros para comunicar um conjunto de transações para um par com um conjunto desconhecido mas similar usando largura de banda apenas igual ao tamanho da diferença e não o tamanho dos próprios conjuntos.
“Resultados: economizamos metade da largura de banda que um nó consome, permitindo maior conectividade quase de graça - e, como efeito colateral, Bitcoin pode suportar melhor ataques de temporização.”
A idéia de esboços é ter um pacote de dados que contém identificadores para todas as transações que um nó aceitou (desde a última reconciliação), mas em formato compacto. Usando os esboços, um nó pode descobrir quais transações ele não tem que seus pares têm. Posteriormente, ele pode solicitar apenas as transações dos pares que não aparecem em seu esboço.
Essa abordagem consome muito menos largura de banda do que compartilhar todos os IDs de transação.
Se esta nova proposta for implementada, poderemos ver um enorme incentivo para os entusiastas do Bitcoin executarem nós completos.
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