Škálovatelnost Bitcoinu – Může se někdy stát platidlem celého světa?

Škálovatelností se rozumí schopnost vyhovět většímu počtu uživatelů. Odbavit více transakcí za kratší čas a to ideálně s menším poplatkem. Především u peněz budoucnosti je to jedna z nejdůležitějších věcí. Umíte si představit, že vám někdo dá do ruky peníze s větou “můžeš udělat jednu transakci za 5 let“?

Tento článek, kde se věnuji škálovatelnosti Bitcoinu, bude rozdělen na dvě části. V té první se budeme zabývat technickými specifikacemi Bitcoinu a lehce se podíváme do útrob jeho fungování. Druhá část už bude rozpis jednotlivých řešení, která nám dnešní svět poskytuje.

Pojďme se na to vrhnout!

Obsah článku o škálovatelnosti Bitcoinu

Těžba, bloky a rychlost

Jako první musíme nejprve alespoň povrchově pochopit blockchain a těžbu. Ikdyž to pro většinu z vás určitě nebude nic nového, pro méně zkušené čtenáře si to pro jistotu zopakujeme.

Blockchain si můžeme představit jako účetní knihu. Každá taková kniha má jednotlivé stránky – bloky. Každý blok obsahuje seznam transakcí, které se za nějaký časový úsek odehrály. V Bitcoinu konkrétně je životnost bloku v průměru 10 minut.

Těžaři jsou účastníci sítě, kteří takový blockchain tvoří. Snaží se najít řešení bloku a jakmile ho najdou, napojí jej na předchozí blok. Takto vznikne celý řetěz stránek účetní knihy a v konečném výsledku kniha samotná – blockchain.

Stejně jako fyzické stránky, i bloky mají jen omezené místo pro psaní. Satoshi Nakamoto dal jednomu bloku velikost 1 MB. Takové rozhodnutí silně omezuje počet transakcí, které je možné na základní vrstvě protokolu provést, avšak má to svůj dobrý důvod.

Zdroj: bitnodes.io

Malé bloky – velká decentralizace

1 MB za každých 10 minut znamená, že za sekundu zvládne Bitcoin zpracovat zhruba 4 až 7 transakcí. Jinak řečeno, každý blok zvládne zapsat zhruba 2 700 transakcí (za 10 minut).

Čísla jsou to naprosto malicherná. Smysl něčeho takového je však mnohem důležitější než samotná rychlost.

Magickým slovíčkem je decentralizace. Prvotní účel Bitcoinu je vytvořit platební síť, která se nemusí spoléhat na žádnou centrální autoritu. Aby bylo něco takového možné, musí být každý účastník sítě schopný udržovat plnou kopii blockchainu na svém vlastním zařízení. Pokud to nedělá, musí se spoléhat na záznamy někoho jiného – a jsme zpět ve starém modelu.

Dnešní Bitcoin (v moment psaní tohoto článku v srpnu 2021) má velikost zhruba 350 GB dat a každých pár dní přibude další 1 GB. Pokud by to bylo každý 5. den, poté se bavíme o zhruba 70 GB dat ročně.

Tato rychlost není nic závratného a zvládne s ní držet krok v podstatě každý člověk. Cena disků je stále menší a naopak jejich velikost narůstá.

Co když zvedneme velikost bloku například na 4násobek? Najednou bychom se bavili o 280 GB dat každý rok. Pro Evropana stále nic nepřekonatelného, nicméně pro ty méně šťastné už to může být nezvladatelné. V takovém případe se síť stává více centralizovanou a postupně ztrácí svou bezpečnost a nezávislost.

V podstatě se jedná o určité trilema. Rychlost, decentralizace a zabezpečení.

Bitcoin je extrémně bezpečná kryptoměna, maximálně decentralizovaná – zároveň ale také strašně pomalá.

Jak může tak pomalá kryptoměna jako Bitcoin uspokojit poptávku celého světa?

Řešení škálovatelnosti

Pohledů na problém je hned několik. Začněme od těch nejjednodušších.

Horizontální škálovatelnost

Nejedná se sice přímo o škálovatelnost protokolu jako takovou, nicméně i dnes se dají pozorovat podobné tendence. Zatímco Bitcoin používá většina lidí jako úložiště hodnoty, Litecoin slouží spíše k placení.

Obecně – využije se jiná kryptoměna, pomocí které se budou provádět běžné transakce a bitcoiny se bude používat pouze pro dlouhodobé držení a uložení hodnoty.

• To by do jisté míry sice mohlo dávat smysl, ale nevyřešíme tím prakticky nic. Nevýhoda by mohla být například to, že místo jednoho extrémně bezpečného chainu tu máme hned dva, do kterých těžaři a nody alokují kapitál – a každý z nich je kvůli tomu o něco riskantnější, než kdyby existoval chain pouze jeden.

Využití tokenů a jiných chainů

Pokud znáte stablecoiny, určitě vám bude tato myšlenka povědomá.

Fungují na jednoduchém principu. Stablecoin má hodnotu 1:1 k podkladovému aktivu. U USDT se bavíme o dolaru. USDT je token, který lze provozovat na smart chainu např. Etherea. Můžeme tak vzít fiat měnu a využít jí v decentralizovaných směnárnách či jiných DeFi službách ve formě tokenu.

Úplně stejně se dá zacházet s Bitcoinem. Wrapped Bitcoin je takový USDT a technicky se chová úplně stejně. Uložíme Bitcoin do rezerv a výměnou dostaneme ERC-20 token Wrapped Bitcoin. Ten už funguje na síti Etherea a lze ho použít v DeFi službách. Ve smyslu škálovatelnosti ho můžeme někomu odeslat, přičemž ten někdo si ho v případě zájmu znovu přemění na skutečný Bitcoin (samozřejmě přijde o wBTC).

Token provozuje DAO (decentralizovaná organizace), která se skládá ze 17 stakeholderů a validita rezerv je zajišťována algoritmem Proof-of-Reserves. Toto řešení v každém případě přináší nová bezpečnostní rizika.

Zvětšení bloků

Říká vám něco pojem Blocksize War? Název vypovídá za vše. V roce 2017/2018 vystihovalo Bitcoin jedno slovo – rozpolcenost. Uživatelé se rozdělili na dvě skupiny. Jedna chtěla zachovat původní bloky, zatímco druhá je chtěla zvětšit – a tak se škálovatelností pomoci. Výsledek dopadl štěpením komunity, hard forkem a vznikem měny Bitcoin Cash.

Jak už jsme si vysvětlili výše, takové řešení škálovatelnosti je strašně jednoduché, ale nese s sebou spoustu problémů. Může zničit jeden ze základních pilířů samotné ideje kryptoměn – decentralizaci a nezávislost jednotlivce.

Při velikosti bloku 1 MB má v podstatě každý člověk možnost držet svou kopii blockchainu, kontrolovat validitu transakcí a nemusí se přitom spoléhat na žádnou třetí stranu. Každé zvětšení bloku bude mít za následek centralizaci sítě.

Protiargumentem může být technologický pokrok – teoreticky je tak stále snazší provozovat node (účetní kniha v rukou uživatele).

Snížení průměrné doby uzavření bloku

Za každých deset minut Bitcoin uzavře jeden blok a provede zhruba 2 700 transakcí. Co když tuto dobu zkrátíme třeba na polovinu? Fakticky tak zdvojnásobíme počet transakcí. Toto řešení má úplně stejný problém, jako čisté zvětšení bloku.

Nárůst blockchainu by se násobně urychlil a decentralizace by šla razantně dolů.

Zvýšení efektivity zapsaných informací – SegWit

V tomto případě se bavíme o zefektivnění zápisu dat. Tedy bloky budou stále stejně velké a budou se tvořit stále stejně rychle. Jen každá transakce bude zabírat v jednom bloku méně místa, takže se jich tam vejde více.

Asi vůbec nejdůležitějším upgradem Bitcoinu v této věci byl SegWit. Každá transakce se skládá z několika části, přičemž některé jsou důležitější než jiné.

SegWit umožňuje určitý prvek vynést mimo transakci a efektivně tak uvolňuje místo v bloku pro další transakce. Jelikož vynesená data byla zhruba 60 % každé transakce, velikost bloku se reálně zdvojnásobila.

Zdroj: 99Bitcoins (YouTube.com)

Zajímá vás o SegWitu více? Náš článek na toto téma najdete zde.

Off-chain řešení – např. Lightning Network

Pro pochopení něčeho takového musíme Bitcoin vidět ve správném světle. To si nejlépe ukážeme na příkladu.

Představme si dvě banky. Banka A bude pro zákazníka a banka B pro podnikatele. Když zákazník nakoupí zboží a zaplatí kartou, transakce proběhne vesměs okamžitě. Žádné čekání, žádná prodleva – zákazník si odnáší zboží.

Reálně se však stalo to, že banka A v tuto chvíli dluží peníze bance B a skutečné vypořádání účtů mezi institucemi proběhne až po nějaké době. Třeba na konci dne si mezi sebou banky tyto peníze vymění v jedné velké transakci, aby jich nemusely dělat zbytečně mnoho, což by mohlo znamenat vyšší náklady i administrativu.

Bitcoin se na své základní vrstvě chová přesně jako obrněné auto, které převáží peníze mezi bankovními domy. Je extrémně bezpečné, avšak strašně pomalé. Na takovém systému se ale dá stavět.

Co si myslíte o společnosti Visa? Údajně zvládne 1 700 transakcí za sekundu. Přesnější popis by ale mohl znít, že zvládne udělat 1 700 záznamů o transakcích za sekundu. Tyto záznamy se později, stejně jako v případě s bankami, shluknou dohromady a vypořádají najednou. Transakcí jako takových (přesunů hodnoty) je provedeno mnohem méně.

Off-chain řešení jsou jednoduše nadstavby jako Visa. Podkladem je skálopevný blockchain, který je maximálně bezpečný a decentralizovaný. Hodí se pro velké transakce a k urovnávání dluhů. Druhá vrstva aplikací pak slouží k rychlé tvorbě záznamů, které se po nějaké době vyrovnávají.

Zdroj: coinatmradar.com

Lightning Network

Lightning Network je dnes pravděpodobně nejrozvinutější aplikace druhé vrstvy. V základním principu funguje jednoduše.

Účastníci si vytvoří jednu adresu, do které oba uloží určitý počet jednotek – např. strana A 1 BTC a strana B 2 BTC. Transakce následně probíhají pomocí dluhů. Ty jsi koupil pivo za 0,1 BTC? Už máš pouze 0,9 BTC a já mám 2,1 BTC. Opravil jsi mi pneumatiku za 0,3 BTC? Skvělé, náš účet přechází do stavu 1,2 BTC k 1,8 BTC.

Takto může proběhnout tisíce transakcí a zároveň si mohou být oba účastníci kontraktu jistí, že je nikdo neošidí.

Je to jako lístek u hospodského. Pijeme pivo, zatímco na lístku přibývají čárky. Když z podniku odcházíme, čárky se spočítají a my vyrovnáme dluhy.

V systému Lightning Network se tento vztah dá provozovat oběma směry. Zároveň se dá vztáhnout na uživatele mimo původní kontrakt, čímž se reálně tvoří celá síť lidí, kteří spolu mohou takto obchodovat.

Závěr – jaké je finální řešení otázky škálovatelnosti?

Uměl si někdo z vás před 12 lety představit, že na světě bude existovat digitální měna, která nikomu nepatří, kterou nikdo neovládá, reálně se nedá zkorumpovat a má potenciál na to změnit celý svět a monetární systém?

Škálovatelnost Bitcoinu je denním chlebem vývojářů po celém světě. Každý se snaží protokol vylepšit či najít svou vlastní cestu a způsoby.

Jako každá technologie, i Bitcoin se stále vyvíjí. A ačkoli zatím jistě není možné, aby ze dne na den přešli na Bitcoin všichni obyvatelé světa včetně podniků a bank, někdy to třeba možné bude. Jak si Bitcoin z tohoto pohledu povede za rok, za pět let nebo za 50 let? To ukáže až čas.