Як Bitcoin бореться за виживання протягом 24 годин під час глобального відключення Інтернету

Чи через людський фактор, критичну помилку ПЗ, шкідливий вірус чи навіть збройний конфлікт — що станеться з Bitcoin, якщо ключові фізичні інтернет-хаби, що з'єднують світ, раптом згаснуть?

Якщо Франкфурт, Лондон, Вірджинія, Сінгапур і Марсель одночасно підуть в офлайн, Bitcoin розпадеться на три ізольовані частини.

Трафік через Атлантику, Середземномор’я й основні транстихоокеанські лінії зупиниться, а Америки, Європа, Африка, Близький Схід, Азія та Океанія спостерігатимуть окрему історію до відновлення зв'язку.

Видобуток блоків триває в кожній частині відповідно до досяжного хешрейту.

За глобальної цілі 10 хвилин, регіон із 45% хешрейту видає орієнтовно 2,7 блока на годину, 35% — близько 2,1 блока, 20% — приблизно 1,2 блока. Оскільки вузли не можуть обмінюватися заголовками чи транзакціями між частинами, кожна зона просуває власний дійсний ланцюг, не знаючи про інші.

Виникає природна глибина форку, що зростає з часом і зміною розподілу хешрейту.

Розподілений ритм робить розбіжності механічними. Призначимо умовний розподіл хешрейту: 45% для Америк, 35% — для Азії та Океанії, 20% — для Європи й Африки.

Американський кластер додасть близько шести блоків за дві години, Азія й Океанія — орієнтовно чотири-п’ять блоків на годину, Європа та Африка — два-три блоки на годину.

Через годину реєстри вже розходитимуться на десятки блоків.

Через півдоби відрив сягне малих сотень.

Через добу ланцюги відрізнятимуться на сотні блоків — це виходить за межі рутинних реорганізацій і змушує сервіси вважати регіональні підтвердження лише попередніми.

Потенційна глибина реорганізації на програючій стороні зростає пропорційно часу ізоляції. Навіть короткі розділи 50/50 створюють суттєвий ризик.

Локальні mempools миттєво розділяються. Транзакція, надіслана з Нью-Йорка, не дійде до Сінгапуру, тому отримувачі поза частиною відправника нічого не побачать до відновлення маршрутів.

Усередині кожної частини ринок комісій стає локальним. Користувачі конкурують за обмежений блокспейс із регіональним хешрейтом, тому комісії швидше зростають там, де хешрейт мінімальний, а попит стабільний.

Біржі, платіжні провайдери й кастодіальні гаманці зазвичай призупиняють виведення та on-chain розрахунки, коли підтвердження позбавлені глобальної фінальності. Учасники Lightning стикаються з невизначеністю щодо транзакцій зобов’язань на міноритарних частинах.

Коли маршрути відновлюються, вузли автоматично починають звірку.

Кожен вузол порівнює ланцюги й переходить до дійсного ланцюга з найбільшою сукупною роботою.

Практичні наслідки поділяються на три групи:

1. Глибина реорганізацій, які анулюють блоки меншості.
2. Відновлення трансляції й пріоритезація транзакцій, які були «підтверджені» лише на програючій гілці.
3. Операційні перевірки бірж і кастодіанів перед відновленням роботи.

За 24-годинного розриву десятки чи сотні блоків міноритарної частини після відновлення стануть осиротілими, а сервісам потрібно ще кілька годин для відновлення mempool, перерахунку балансів і повторного запуску виводу.

Економічна нормалізація часто відстає від протокольної конвергенції, адже фіатні шлюзи, перевірки відповідності й керування каналами потребують людської участі.

Динаміку простіше аналізувати, моделюючи ізоляцію як відсоток досяжного хешрейту, а не кількість вузлів.

Якщо ізольовано 30% хешрейту, міноритарна частина додасть близько 1,8 блока на годину. Отже, стандартний платіж із шістьма підтвердженнями в цій частині стає під ризиком вже через три години двадцять хвилин — ці шість блоків можуть бути осиротілими, якщо решта 70% мережі побудує довший ланцюг.

У ситуації близької до 50/50, обидві частини накопичують схожу роботу, тож навіть короткі розділи створюють конкуруючі «підтверджені» історії, а результат відновлення зв’язку стає випадковим.

При розподілі 80/20 більша частина майже гарантовано перемагає; блоки меншої частини — приблизно 29 за добу — будуть осиротілими при злитті, і багато підтверджених транзакцій у цьому регіоні буде скасовано.

Ризик реорганізації визначається добутком часу й хешрейту меншої частини. Найгірша зона — тривала ізоляція з майже рівним розподілом.

Рішення для стійкості існують і впливають на реальний результат.

Супутникові канали, високочастотні радіорелейні лінії, delay-tolerant networking, mesh-мережі й альтернативні канали, такі як Tor-містки, здатні передавати заголовки чи мінімальні транзакційні потоки через пошкоджені маршрути.

Ці шляхи вузькі й із затримками, але навіть тимчасове міжчастинне поширення зменшує глибину форку, даючи частині блоків і транзакцій просочуватися між частинами.

Диверсифікація підключень майнерів, мультихомінг біржової інфраструктури й географічна різноманітність пулів збільшують ймовірність того, що хоча б частина роботи пошириться глобально через побічні канали, обмежуючи глибину й тривалість реорганізацій після відновлення магістралі.

Операційні рекомендації для ринку під час розриву прості.

• Зупиніть міжчастинні розрахунки, вважайте всі підтвердження попередніми, зміцнюйте оцінку комісій проти локальних стрибків.
• Біржі можуть перейти на proof-of-reserve без активного виведення, підвищити пороги підтверджень для врахування ризику міноритарної частини та публікувати чіткі політики, що співвідносять тривалість ізоляції з необхідною кількістю підтверджень.
• Гаманці мають показувати явні попередження про регіональну фінальність, вимикати автоматичне ребалансування каналів і ставити в чергу термінові платежі для ретрансляції після відновлення.
• Майнери повинні підтримувати різні upstream-з’єднання та уникати ручних втручань, які відхиляються від стандартного правила найдовшого ланцюга під час звірки.

Протокол виживає за своєю суттю — після відновлення зв’язку вузли сходяться на ланцюзі з найбільшою сукупною роботою.

Користувацький досвід у розрив погіршується, адже економічна фінальність потребує глобального поширення.

Найреальніший гірший сценарій під час добового багатовузлового відключення — тимчасовий крах міжкордонної функціональності, різкий і нерівномірний стрибок комісій та глибокі реорганізації, що анулюють регіональні підтвердження.

Після відновлення каналів програмне забезпечення вирішує реєстр детерміновано, а сервіси відновлюють повну функціональність після перевірок.

Останній крок — повторне відкриття виводу і каналів, коли баланси й історія узгоджені на переможному ланцюзі.

Це відновлюваний сценарій. А якщо розрив не зникне ніколи?

Що станеться з Bitcoin під час Третьої світової?

Що як ті ключові хаби, про які згадувалося на початку, не повернуться?

У такому дистопійному варіанті Bitcoin у звичному вигляді вже не виникне.

З’являються постійні географічні частини — окремі мережі Bitcoin зі спільними правилами, але без жодного зв’язку між собою.

Кожна частина продовжує майнити, самостійно коригує складність, формує власну економіку, книги ордерів і ринок комісій. Без відновлення зв’язку або погодженого вибору одного ланцюга немає механізму для зведення історій.

Ось як виглядає такий стан.

Консенсус та складність

• Поки кожна частина не дійде до наступного ретаргету через 2016 блоків, час блоків буде швидшим або повільнішим залежно від наявного хешрейту. Після ретаргету кожна частина повертається до локальних 10 хвилин.
• Згідно з нашими оцінками, очікуваний час до першого ретаргету:
• Після першого ретаргету кожна частина генерує блоки близько 10 хвилин і далі проводить халвінги та коригування незалежно.

Без трансконтинентальних зв’язків, регіонам потрібно відповідно 31, 40 та 70 днів до першого ретаргету складності.

Дати халвінгу розходяться за часом, оскільки кожен регіон досягає висоти халвінгу з різною швидкістю до першого ретаргету.

Емісія та “що таке BTC”: комісії, mempool, платежі

У кожній частині діє ліміт у 21 мільйон монет на ланцюг. Глобально кількість монет по всіх частинах перевищить 21 мільйон — кожен ланцюг продовжить видавати субсидії незалежно. Це формує три несумісні активи BTC з однаковими адресами й ключами, але різними UTXO sets.

Ключі керують монетами у всіх частинах одночасно. Якщо користувач витратить той самий UTXO у двох регіонах, обидві витрати будуть дійсними у своїх локальних ланцюгах, що призведе до постійних “розділених монет” з однаковою pre-split історією та різними post-split історіями.

• Mempools назавжди залишаються локальними. Міжчастинні платежі не передаються. Спроба заплатити комусь в іншій частині не доходить.
• Комісійний ринок балансується локально. Для меншої частини блокспейс обмежений до ретаргету, потім ситуація вирівнюється.
• Lightning-канали між користувачами різних частин не маршрутизуються. HTLC тайм-аутяться, пари публікують зобов'язання, а закриття підтверджується лише в локальному ланцюзі. Міжчастинна ліквідність залишається заблокованою.

Безпека, ринки, інфраструктура

Бюджет безпеки кожної частини дорівнює її локальному хешрейту та комісіям. Регіон із 20% хешрейту до розділу має меншу абсолютну вартість атаки, ніж глобальна мережа. Згодом майнери можуть мігрувати туди, де вища ціна монети й дешевша енергія, змінюючи профіль безпеки.

Без передачі заголовків між частинами, атакуючий із одного регіону не перепише історію іншого; отже, атаки локалізовані.

• Біржі стають регіональними. Тікери розходяться. Виникають ціни BTC-A, BTC-E, BTC-X, хоча локально всі називаються BTC.
• Фіатні шлюзи, кастоді, деривативи й розрахункові сервіси спеціалізуються на регіональних ланцюгах. Постачальники індексів і даних повинні обирати один ланцюг на майданчик або публікувати кілька композитів.
• Bridged-активи й оракули, які залежали від глобальних каналів, перестають працювати або розгалужуються на регіональні версії.

Правила протоколу однакові, поки частина не координує зміни. Будь-яке оновлення, прийняте в одній частині, не діє в інших, тож правила розходяться.

Пул-софти, експлорери та гаманці працюють із інфраструктурою кожної частини окремо. Мультихомінгові сервіси не можуть звірити баланси між ланцюгами без ручного втручання.

Чи можуть частини коли-небудь об’єднатися без цих хабів?

Якщо шлях зв’язку не відновиться, протокольна конвергенція неможлива. Єдиний шлях назад до одного реєстру — соціальний та операційний: погоджене обрання ланцюга однієї частини як основного й відмова чи відтворення інших.

За глибокої розбіжності через тижні автоматична реорганізація до єдиної історії вже нереальна.

Операційний висновок

Постійний розрив слід трактувати як хардфорк зі спільною pre-split історією. Керуйте ключами так, щоб безпечно витрачати розділені монети, уникайте випадкового повтору між частинами через виходи, які існують лише в одному регіоні, і ведіть окремий облік, ціноутворення та ризик-менеджмент для кожної частини.

Майнери, біржі, кастодіани мають обрати домашню частину, публікувати chain ID й фіксувати політики для депозитів і виведення для кожного ланцюга окремо.

Якщо ті хаби не повернуться й ніякі альтернативні шляхи не перекриють розрив, Bitcoin не вмирає — він стає кількома незалежними Bitcoin, які вже не зійдуться докупи.

Відмова від відповідальності:

1. Цей матеріал є передруком із [cryptoslate]. Усі авторські права належать оригінальному автору [Liam ‘Akiba’ Wright]. За запереченнями щодо цього передруку звертайтеся до Gate Learn — команда оперативно розгляне звернення.
2. Відмова від відповідальності: Усі думки та оцінки в цій статті належать автору й не є інвестиційною порадою.
3. Переклади виконані командою Gate Learn. Якщо не зазначено окремо, копіювання, поширення чи плагіат перекладів заборонені.