Bitcoin Core 0.13.0 の 3 つの主要なアップデート

Bitcoin Core 0.13.0 は、8 年前に Satoshi Nakamoto がリリースして以来の Bitcoin クライアントの 13 番目のバージョンです。現在、Bitcoin Core 0.13.0が正式にリリースされています。

Bitcoin Core 0.13.0の開発には約100人が参加し、5か月以上かかりました。このクライアント アップデートの焦点は当然 Segregated Witness (SegWit) ですが、そのコードは現在のバージョンではアクティブ化されず、0.13.1 でアクティブ化される可能性が高くなります。それでも、Bitcoin Core 0.13.0 ではバージョン 0.12.0 と比較していくつかの重要な変更が加えられています。

最も重要な変更点は次のとおりです。

ブロックの混雑を緩和する

ビットコインネットワークにおける取引数は時間の経過とともに着実に増加しています。この状況は、マイナーが取引手数料のレベルに基づいて取引処理を優先するため、最終的にブロックの混雑がますます増加しました。ユーザーが十分な取引手数料を提供できない場合、取引の確認時間が長くなるか、まったく確認されない可能性があります。取引量の増加と多くの取引の遅延により、ネットワークは「ストレステスト」段階に突入し、大きな問題が生じました。

個々のユーザーは、取引手数料を上げることでマイナーに取引の優先順位をつけるよう促すことができ、問題を適切に解決することができます。トランザクションが送信された後でも、ユーザーはオプションの Replacement By Fee (RBF) 方式を使用してトランザクション手数料を変更できます。ただし、ほとんどのウォレットにはこの機能がありません。また、RBF はトランザクション開始者に対してのみ有効です。これまでのところ、受取人は手数料を増額することで確認時間を短縮することができなかった。

Bitcoin Core 0.13.0 には、「Child Pays for Parent」(CPFP) と呼ばれる新しい機能があります。 CPFP は、マイナーがトランザクション処理の優先順位を選択できるように設計されたポリシーです。この CPFP ポリシーにより、マイナーは大規模なトランザクションを優先する必要がなくなります。代わりに、彼らは自分たちに利益のある取引を優先します。言い換えると、トランザクションの手数料が低いが、後続のトランザクションが手数料の面で前のトランザクションを適切に補償する場合、マイナーはこのトランザクションを優先し、両方のトランザクションを同時にパッケージ化して処理します。

CPFP を実際の取引に導入すると、低料金の取引の受信者がさらに高料金の取引を「追加」して自分自身に送信するということになります。このようにして、マイナーはこの新しい高額な手数料のトランザクションに惹かれ、2 つのトランザクションをパッケージ化し始めます。したがって、受信者は確認時間を待つ必要がなくなり、マイナーも収入を増やすことができます。

コンパクトブロックのサポート

現在、ビットコインの P2P プロトコルはやや非効率的です。通常、トランザクション データ ノードは 2 回送信されます。1 回はトランザクションがネットワークに送信されたとき、もう 1 回はトランザクションが確認された後です。

このアプローチにはいくつかの欠点があります。まず、トランザクション データを 2 回送信するにはより多くの帯域幅が必要になり、Bitcoin Core の実行コストが増加します。 2 番目で最も重要な点は、複数の新しいブロックを同時にノードに送信すると帯域幅の輻輳が発生し、新しいブロックが生成されるたびにネットワークの正常な使用が妨げられ、ユーザーにとって非常に煩わしいということです。さらに、このモデルでは、ネットワーク全体にわたるブロックの伝播が遅くなります。ブロック伝播の減速は、大規模なマイニングプールに有利に働き、利益の増加と集中型マイニング環境の創出につながります。

コンパクト ブロック (BIP152) は、データの過剰送信を削減するために、Bitcoin Core と Blockstream の開発者である Matt Corallo によって開発されました。新しいブロックが生成されると、ノードはトランザクション データの単純なハッシュを受信するだけで済みます。受信ノードは、受信した情報とメモリ プール内のトランザクションを使用して、ブロック全体を再構築しようとします。

しかし、これは必ずしも完璧に機能するとは限りません。ノードがハッシュを受信する前に初期トランザクションを受信して​​いない場合、ノードはトランザクションを選択できません。ただし、次のような状況はまれに発生します。間違ったトランザクションが正しいハッシュ値でハッシュされると、ノードは正しいトランザクションを受信したと誤って信じ、ブロック再構築段階まで問題が発見されません。
上記の 2 つの障害状況から、ノードには特定のトランザクション データのみが必要であることがわかります。いくつかのノードが完全なデータを受信して​​いる限り、コンパクト ブロックはより速く伝播し、必要な帯域幅が少なくなります。

HD キー生成

Bitcoin Core は、新しい Bitcoin アドレスごとにランダムな公開鍵と秘密鍵を生成します。この方法はセキュリティとプライバシーを考慮したものですが、ユーザーにとっては依然として負担となります。キーのセキュリティを確保するには、キーを頻繁にバックアップする必要があります。

階層的決定論的 (HD) キー生成 (BIP32) は、2012 年から 2013 年にかけて、Bitcoin Core 開発者の Gregory Maxwell、Pieter Wuille 博士、Bitcoin ウォレット メーカーの Armory 開発者の Alan Reiner によって開発されました。HD キー生成により、Bitcoin Core は 12 個の単一文字で構成される新しいキーの組み合わせのセットを作成します。ユーザーがこれらの 12 文字を覚えていれば、キーを再生成して資金に正常にアクセスできます。

HD キー生成は、ビットコインの世界では新しい発明ではありません。多くのウォレットプロバイダーはすでにこの機能を使用していますが、ビットコインクライアントはまだ使用していません。

パフォーマンスとセキュリティ

Bitcoin Core 0.13.0 には、パフォーマンスとセキュリティのアップグレードも多数含まれています。この記事で全てを網羅するわけにはいかないので、ここではほんの一部だけ紹介します（詳細は0.13.0の公式情報を参照してください）。

データベース キャッシュの速度が向上し、トランザクションの検証やノードのその他の機能が高速化されました。ユーザーはコマンドラインで機密情報を対話的に入力することができ、この情報は保存されないため、セキュリティがある程度向上します。ソフトウェアはアップデート後に C++11 や Python 3 などの最新バージョンのプログラミング言語を使用するようになり、より強力な機能の開発に役立ちます。 0.13.0 では Linux 用の ARM (特殊なマイクロプロセッサ アーキテクチャ) バイナリも開発されたため、ユーザーは手動でコンパイルする必要がありません。メモリプール内のトランザクションデータは相互運用可能（CPFP によって実装）であり、外部プログラムに接続することもできます。ネットワークノードは、DoS 攻撃を防ぐために手数料の設定を要求できます。最後に、この更新には、P2P プロトコル、リモート呼び出し、および情報システム (ZMQ) プロトコルも含まれます。

注: 情報とフィードバックを提供してくれた Bitcoin Core の主任メンテナーである Wladimir van der Laan 氏と Bitcoin Core 開発者で Ciphrex CEO の Eric Lombrozo 氏に感謝します。