Waarom duren Bitcoin-transacties zo lang om „definitief“ te worden en kan het worden opgelost?

Een nadere beschouwing van de transactiefinaliteit van Bitcoin en de bestaande oplossingen.

Als het gaat om de kwestie van de mainstream of enterprise-adoptie van blockchain-technologie en Bitcoin, richt een groot deel van de discussie zich op barrières zoals schaalbaarheid. Echter, een geldige zorg voor elke organisatie die het gebruik van blockchain in de transactieverwerking overweegt, is die van de finaliteit.

U zou kunnen denken aan een Bitcoin-transactie zoals het proces van een vlieg die vast komt te zitten in hars. Wanneer de transactie wordt verwerkt, wordt de vlieg ingebed in de hars. Het totale proces wordt echter pas als definitief beschouwd als de hars is uitgehard en de vlieg voor altijd gevangen zit. Dit duurt een bepaalde tijd – in het geval van Bitcoin, ongeveer een uur.

De omvang van het finaliteitsprobleem met betrekking tot de adoptie van de bedrijfsblokketen kan niet worden onderschat. In een document uit 2017 waarin het gebruik van gedistribueerde grootboeken in de betalings-, clearing- en afwikkelingsinfrastructuur wordt besproken, noemt de Bank of International Settlements „ambiguïteit met betrekking tot het definitieve karakter van de afwikkeling“ als een van de belangrijkste risico’s voor de invoering van een blokketen.

Het trage tempo van de invoering van bedrijfsblokkades sinds de publicatie van het document in 2017 geeft aan dat het risico inderdaad een geldig risico is.

Wat zijn dus de risico’s van het definitieve karakter van de blokketen in zijn huidige vorm en hoe kunnen deze worden opgelost?

Wat is de finaliteit?

In een traditionele Nakamoto-consensus-blokketen worden transacties gegroepeerd in blokken en ondergaan ze een validatieproces door het netwerk, met behulp van het consensusmodel van het netwerk. In Bitcoin bevestigen mijnwerkers een blok, of in een gedelegeerde proof-of-stake blokketen zoals EOS vervullen de blokvalidators een vergelijkbare rol.

Bevestiging betekent echter niet dat de transactie definitief is. Finaliteit wordt pas bereikt als de transactie niet meer kan worden geannuleerd of teruggedraaid door terugrollen of forking van de blokketen – als de vlieg niet meer uit de hars kan worden verwijderd.

Bij de meeste blockchains moeten partijen wachten tot een bepaald aantal volgende blokken door het netwerk is bevestigd voordat de transactie als definitief kan worden beschouwd. Hoe verder terug in de keten die onze transactie wordt, hoe waarschijnlijker het is dat onze transactie in de langste keten van een vork zit.

Dit staat bekend als probabilistische finaliteit. In feite wordt de transactie nooit als 100% definitief beschouwd. Echter, naarmate de transactie in de loop van de tijd meer en meer wordt bevestigd, wordt het moeilijker of duurder om de blokketen terug te draaien en een nieuwe vork te maken zonder dat onze transactie erin zit. Uiteindelijk wordt het onbetaalbaar om de transactie ongedaan te maken.

De tijd die nodig is om een definitieve blokketen te overwegen heeft dus ook te maken met de snelheid waarmee de blokketen transacties kan verwerken. In Bitcoin, dat een blokkeertijd van ongeveer tien minuten heeft, duurt het zes blokken, of een uur, voordat een transactie als definitief wordt beschouwd, terwijl het voor Ethereum ongeveer 2,5 minuten is.

Onaanvaardbare bedrijfsrisico’s

Vanuit een ondernemingsperspectief is het tijdsverloop dat gepaard gaat met een probabilistische finaliteit te kwetsbaar en dubbelzinnig voor een bedrijfstransactie. Zoals de Bank of International Settlements in haar document aangeeft, moet er een wettelijke basis zijn voor de afwikkeling van transacties.

Cosmos‘ Tendermint is een voorbeeld van een consensusmodel dat absolute finaliteit bereikt. Elk blok dat een minimum van tweederde van de consensus bereikt, wordt als definitief beschouwd. Een kritische ontwerpuitdaging van dit model is echter dat het netwerk stopt als een derde of meer validators niet meer reageert en een blok niet meer valideert.

Nogmaals, dit is onaanvaardbaar vanuit een ondernemingsperspectief, aangezien het niet eenvoudigweg kan stoppen met zakendoen als gevolg van een geschil over een enkele transactie.

Finality-as-a-Service

Een nieuw enterprise-grade blockchain platform genaamd Concordium beweert nu een oplossing te bieden voor de finaliteitsuitdaging. Binnen de technologiestapel werkt het een laag die zorgt voor een snelle en eenduidige transactiefinaliteit, via een mechanisme dat „Finality-as-a-Service“ wordt genoemd.

De ontwikkelaars van Concordium lijken het raadsel op te lossen door een volledig gescheiden proces voor finaliteit te creëren. Terwijl het platform een standaard Nakamoto-consensuslaag hanteert die gebruik maakt van proof-of-stake, draait het een andere laag voor finaliteit. Elke laag heeft zijn eigen set van validatieknooppunten, met proof-of-stake validators die bekend staan als „bakkers“, en validators op de finaliteitslaag die bekend staan als „finalizers“. Het is de bakkers alleen toegestaan om de keten uit te breiden tot voorbij het laatste blok dat is gefinaliseerd door een commissie van finalizers.

Elke bakker die een minimaal vereiste fractie van de totale inzet heeft, kan worden opgenomen in de afwerkingscommissie. Met deze eis wordt een evenwicht bereikt tussen de samenstelling van de afwerkingscommissie en die van een eerlijke bakker, zonder dat de commissie groot genoeg wordt om het afwerkingsproces te vertragen.

Zodra de blokken door de bakkers zijn gevalideerd, gaan ze door naar de finaliteitslaag. Als alle finalisten het eens zijn over het blok, wordt het als definitief beschouwd en wordt er in het volgende blok een finalisatiebewijs opgenomen. Als ze het echter niet eens zijn, is het consensusmechanisme zo ontworpen dat de finalisten iteratief blijven proberen, op zoek naar een gemeenschappelijk vooraf vastgesteld blok, totdat de finalisatie slaagt.

Concordium maakt ook gebruik van sharding, met een centrale controleketen waaraan shartketens kunnen worden gekoppeld. Elke scherf loopt een individuele blokketen, waarbij de centrale controleketen „Finality-as-a-Service“ aan scherven levert. Uiteindelijk houdt de besturingsketen een record van gefinaliseerde blokken op alle scherven bij.

Elke entiteit, zoals een onderneming of een individu, kan zijn eigen blokketen lanceren en zich als een privé scherf in Concordium aansluiten. Het zou betekenen dat ze hun eigen consensusalgoritme kunnen gebruiken terwijl ze de Finality-as-a-Service gebruiken.

Het bereiken van de juiste balans

Het netto-effect is dat Concordium een optimaal evenwicht bereikt tussen twee concurrerende eisen. Transacties kunnen een hoge mate van veiligheid bereiken samen met een snelle finaliteit. Tegelijkertijd bewaakt de besturingsketen scherven voor node uptime en zorgt voor continue finaliteit, waardoor het netwerk ononderbroken blijft draaien.

Concordium wordt geleid door teams van ontwikkelaars, ondernemers en professionals uit de industrie die de uitdagingen van legacy blokkades begrijpen. Finaliteit is een van de meest kritische van deze uitdagingen. Door een platform te introduceren dat ondernemingen in staat stelt om transacties af te ronden op een manier die in overeenstemming is met de operationele en wettelijke vereisten, heeft Concordium mogelijk een van de belangrijkste barrières voor de adoptie van ondernemingen doorbroken.

Share