Как Bitcoin боролся за выживание в течение 24 часов во время глобального отключения интернета

Представьте себе день, когда основа мировой интернет-инфраструктуры внезапно рушится.

Будь то ошибка человека, критический сбой ПО, вредоносный вирус или вооружённый конфликт, что станет с Bitcoin, если все ключевые интернет-центры мгновенно погаснут?

Если Франкфурт, Лондон, Вирджиния, Сингапур и Марсель одновременно отключатся, Bitcoin разделится на три независимых сегмента.

Движение по Атлантике, Средиземноморью и основным транстихоокеанским маршрутам остановится, и Америка, Европа, Африка, Ближний Восток, Азия и Океания будут вести свои цепочки блоков в изоляции до восстановления связей.

В каждом изолированном сегменте блоки продолжают добываться в зависимости от доступного хешрейта.

При глобальном целевом времени 10 минут: регион с 45% хешрейта создаёт примерно 2,7 блока в час, с 35% — около 2,1 блока, с 20% — примерно 1,2 блока. Поскольку узлы не обмениваются заголовками и транзакциями между сегментами, каждый регион независимо двигает свою валидную цепочку, не зная о других.

Это приводит к естественному нарастанию глубины форка со временем и по мере распределения хешрейта.

Изолированный ритм делает расхождение механическим. Примем для моделирования: 45% хешрейта — Америка, 35% — Азия и Океания, 20% — Европа и Африка.

В Америке за два часа появится около шести блоков, в Азии и Океании — четыре-пять в час, в Европе и Африке — два-три в час.

Через час цепочки уже разойдутся на десятки блоков.

Через полдня разница вырастет до сотен.

Через сутки различие достигнет сотен блоков — это выходит за рамки обычных реорганизаций, и сервисы вынуждены считать региональные подтверждения лишь условными.

Глубина потенциальной реорганизации на стороне меньшинства растёт линейно с длительностью изоляции. Даже краткий раскол 50/50 влечёт серьёзные риски.

Локальные мемпулы моментально разделяются. Транзакция, отправленная в Нью-Йорке, не попадёт в Сингапур — получатели за пределами сегмента отправителя не увидят её до восстановления маршрутов.

Внутри сегмента рынок комиссий становится локальным: пользователи конкурируют за ограниченное место в блоках, и комиссии растут быстрее всего там, где хешрейт минимален, а спрос высок.

Биржи, платёжные сервисы и кастодиальные кошельки обычно приостанавливают вывод и расчёты в сети, когда подтверждения теряют глобальную финальность, а участники Lightning сталкиваются с риском по коммитмент-транзакциям, подтверждённым на стороне меньшинства.

После восстановления маршрутов узлы запускают автоматическую сверку.

Каждый узел сравнивает цепи и перестраивается на цепь с наибольшей накопленной работой.

Практические издержки делятся на три основные категории:

1. Глубина реорганизаций, при которых блоки меньшинства становятся недействительными.
2. Необходимость повторно передавать и переоценивать транзакции, которые считались «подтверждёнными» только на проигравшей ветке.
3. Операционные проверки, которые проводят биржи и кастодианы перед возобновлением работы.

При 24-часовом расколе десятки или сотни блоков меньшинства могут быть отброшены, а сервисам потребуется несколько часов, чтобы восстановить мемпулы, пересчитать балансы и включить вывод средств.

Экономическая нормализация часто наступает позже протокольной, поскольку для фиатных расчётов, комплаенса и управления каналами нужен ручной аудит.

Динамику удобнее анализировать, моделируя изоляцию по проценту доступного хешрейта, а не по числу узлов.

Если изолированы 30% хешрейта, меньшинство добавляет примерно 1,8 блока в час. Это значит, что стандартная шестикратная проверка платежа в этом сегменте становится уязвимой примерно через три часа двадцать минут — эти шесть блоков могут быть отброшены, если оставшиеся 70% сети выстроят более длинную цепь.

При почти равном разделении 50/50 обе стороны набирают схожий объём работы, поэтому даже кратковременный раскол приводит к конкурирующим «подтверждённым» историям, и итог после восстановления становится случайным.

При расколе 80/20 побеждает большинство: блоки меньшинства (около 29 за сутки) будут отброшены после объединения, что отменит многие подтверждённые транзакции в этом регионе.

Риск реорганизации определяется временем и хешрейтом меньшей части. Самая опасная ситуация — длительная изоляция при почти равных долях.

Инструменты для повышения устойчивости действительно есть и влияют на последствия в реальности.

Спутниковые приёмы, радиорелейные линии, сети с задержкой, mesh-сети и альтернативные каналы типа Tor-бриджей могут переносить заголовки или минимальные потоки транзакций по повреждённым маршрутам.

Эти маршруты ограничены по пропускной способности и имеют высокую задержку, но даже эпизодическая доставка между сегментами сокращает глубину форка, позволяя части блоков и транзакций просачиваться через границы.

Разнообразие каналов связи у майнеров, мультихоминг бирж и геораспределение пулов повышают шанс, что часть работы распространится глобально через побочные каналы, ограничивая глубину и продолжительность реорганизаций при восстановлении связей.

Рекомендации для рынка при разделении сети просты.

• Остановить любые расчёты между сегментами, считать все подтверждения предварительными, ужесточить оценку комиссий с учётом локальных всплесков.
• Биржи могут временно перейти на аудит резервов без вывода, повысить порог подтверждений с учётом риска сегмента меньшинства и публиковать жёсткие политики, связывающие длительность изоляции с необходимым числом подтверждений.
• Кошельки должны информировать о региональной финальности, отключать авто-ребалансировку каналов и ставить срочные платежи в очередь для повторной попытки после восстановления связи.
• Майнерам стоит поддерживать разнообразные каналы связи и избегать ручных вмешательств, нарушающих стандартный выбор самой длинной цепи при сверке.

Протокол выживает по замыслу: после восстановления связи узлы сходятся на цепи с наибольшей накопленной работой.

Пользовательский опыт при расколе заметно страдает, поскольку экономическая финальность зависит от глобального распространения данных.

Наиболее вероятный негативный сценарий при многочасовом сбое — временное падение трансграничной работоспособности, резкий скачок комиссий и глубокие реорганизации с отменой региональных подтверждений.

После восстановления маршрутов софт приводит книгу учёта к единому виду, а сервисы восстанавливают полную функциональность после проверки операций.

Финальный шаг — повторное открытие вывода средств и каналов после согласования балансов и истории на победившей цепи.

Это — восстановимый сценарий. Но что, если разделение никогда не будет устранено?

Что будет с Bitcoin, если разрыв навсегда?

Если те самые магистральные узлы не восстановятся никогда?

В этом случае Bitcoin в прежнем виде больше не появится.

Появятся постоянные географические сегменты, работающие как независимые сети Bitcoin с общими правилами, но без связи друг с другом.

Каждый сегмент продолжит майнинг, сам перенастроит сложность, создаст собственную экономику, стаканы и рынок комиссий. Механизма для сверки истории без восстановления связи или согласованного ручного выбора единой цепи не существует.

Вот как это выглядит на практике.

Консенсус и сложность

• Пока сегмент не достигнет следующей перенастройки сложности (2016 блоков), время блока будет варьироваться в зависимости от доступного хешрейта. После перенастройки каждый сегмент вернётся к локальным 10 минутам.
• С учётом наших оценок, ожидаемое время до первой перенастройки:

После первой перенастройки блоки будут добываться примерно раз в 10 минут, а халвинг и дальнейшие корректировки будут идти независимо.

Без трансконтинентальных связей регионам потребуется 31, 40 и 70 дней соответственно для первой перенастройки сложности.

Даты халвинга начнут расходиться, поскольку каждый сегмент достигает высоты халвинга с разной скоростью до своей первой перенастройки.

Эмиссия и «что такое BTC»: комиссии, мемпулы и платежи

Внутри каждого сегмента действует лимит в 21 миллион на цепь. Глобально общее число монет во всех сегментах превышает 21 миллион, так как каждая цепь продолжает независимую эмиссию. Экономически это три несовместимых BTC-актива с одинаковыми адресами и ключами, но разными набором UTXO.

Ключи управляют монетами одновременно во всех сегментах. Если пользователь потратит один и тот же UTXO в двух регионах, обе операции будут валидны в соответствующих цепях, и появятся навсегда «раздвоенные монеты» с общей предразделительной историей и разными событиями после.

• Мемпулы навсегда становятся локальными. Межрегиональные платежи не распространяются. Любая попытка перевода в другой сегмент не дойдёт до получателя.
• Рынки комиссий формируются локально. В сегменте с меньшим хешрейтом место в блоках ограничено в долгий докорректировочный период, затем нормализуется после перенастройки сложности.
• Lightning-каналы между пользователями разных сегментов не маршрутизируются. HTLC истекают, участники публикуют коммитменты, а закрытия подтверждаются только в локальном сегменте. Межрегиональная ликвидность становится недоступной.

Безопасность, рынки и инфраструктура

Бюджет безопасности каждого сегмента определяется его локальным хешрейтом и комиссиями. Регион с 20% прежнего хешрейта будет дешевле для атаки, чем глобальная сеть ранее. Со временем майнеры могут мигрировать туда, где выше цена монеты и дешевле энергия — это снова изменит профиль безопасности.

Без передачи заголовков между сегментами атакующий из одного сегмента не может изменить историю в другом — атаки остаются локальными.

• Биржи становятся региональными. Курсы расходятся. По сути, появляются BTC-A, BTC-E, BTC-X, даже если локально все зовутся BTC.
• Фиатные шлюзы, кастодианы, деривативы и расчётные платформы специализируются на региональных цепочках. Индекс-провайдеры и поставщики данных вынуждены выбирать одну цепь на площадку или публиковать несколько композитных индексов.
• Бридж-активы и оракулы, зависящие от глобальных данных, разделяются или выходят из строя.

Правила протокола сохраняются, если только сегмент не изменит их целенаправленно. Любое обновление, принятое в одном сегменте, не активируется в других, и возникает дрейф правил.

ПО пулов, обозреватели и кошельки работают на инфраструктуре каждого сегмента. Мультихоминговые сервисы не смогут свести балансы между цепями без ручных процедур.

Сможет ли когда-либо состояться сверка без этих узлов?

Если связь не восстановить, протокольная консолидация невозможна. Единственный путь к единой книге — социальная и операционная координация, например, согласованный выбор цепи одного сегмента как единственной и отказ от всех остальных или их повтор.

При сильном расхождении после недель работы автоматическая реорганизация к единой истории невозможна.

Практические выводы

Постоянный раздел равен полноценному хардфорку с общей историей до раскола. Управляйте ключами так, чтобы безопасно распоряжаться раздвоенными монетами, не допускайте случайных повторов транзакций между сегментами, используя выходы, существующие только в одном регионе, и ведите отдельный учёт, ценники и риск-контроль по каждому сегменту.

Майнерам, биржам и кастодианам следует выбрать домашний сегмент, публиковать идентификаторы цепи и формализовать политику по депозитам и выводу для каждой цепи.

Если узлы не восстановятся и альтернативные пути связи не появятся, Bitcoin не исчезнет — он превратится в несколько независимых сетей, которые уже не объединятся.

Отказ от ответственности:

1. Данная статья перепечатана с сайта [CryptoSlate]. Все права принадлежат оригинальному автору [Liam ‘Akiba’ Wright]. Если у вас есть возражения против перепечатки, обращайтесь в команду Gate Learn для оперативного рассмотрения.
2. Отказ от ответственности: высказанные в статье мнения принадлежат только автору и не являются инвестиционной рекомендацией.
3. Перевод статьи на другие языки выполнен командой Gate Learn.