コンパクトブロック: ビットコインフルノードユーザーにとって朗報

コンパクトブロックリレー、または BIP152 (Bitcoin Improvement Proposal) は、P2P ネットワークノードがブロックをブロードキャストするために必要な帯域幅の量を削減するソリューションです。

まとめ

フルノードがすでに同じメモリプールのコンテンツの多くを共有している場合、簡単な手法を使用して、フルノードに新しいブロックをブロードキャストするために必要な帯域幅の量を削減できます。送信ノードは、受信ノードにコンパクトブロック「要約コンテンツ」を送信します。概要コンテンツには次の情報が含まれます。

新しいブロックの 80 バイトのヘッダー。
サービス拒否攻撃を防ぐためにトランザクション識別子 (txid) を短縮しました。
送信ノードによって予測されたが、受信ピアでは利用できないいくつかの完全なトランザクション。

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。まだトランザクションが不足している場合は、ブロードキャストノードに要求します。

このアプローチの利点は、トランザクションデータは最適な状況下 (初期ブロードキャスト時) でのみ送信すればよく、合計帯域幅が大幅に削減されることです。

さらに、高密度ブロックリレー提案では、受信ノードが事前に許可を得ることなく、一部のピアに新しいブロックの送信を直接要求する 2 番目の動作モード (高帯域幅モードと呼ばれる) が提供されます。これにより、帯域幅が増加する可能性があります (2 つのピアが同時に同じブロックを送信する可能性があるため) が、ブロックが伝播するのにかかる時間がさらに短縮されます。

次の図は、現在のノードのブロック送信と密なブロックリレーの 2 つの動作モードを示しています。

従来のリレー方式では、ブロック (灰色のバー) がノード A によって検証され、その後、ノード A はノード B にinvメッセージを送信して、このブロックを送信する許可を要求します。ノード B はブロックの要求 ( getdata ) に応答し、ノード A はブロックを送信します。

高帯域幅リレーでは、ノード B はsendcmpt(1) (コンパクトブロックの送信) を使用して、ノード A にできるだけ早くブロックを受信する必要があることを伝えます。新しいブロックが到着すると、ノード A は基本的な検証 (ブロックヘッダーの検証など) を実行し、ブロックヘッダー、短縮されたトランザクション識別子 (txids)、および予測される欠落トランザクション (上記で説明) をノード B に自動的に送信します。ノード B はブロックの再構築を試み、ノード A ( blocktxn ) によって送信されたがまだ欠落しているトランザクション ( getblocktxn ) を要求します。このコンテキストでは、両方のノードは、ブロックをそれぞれのブロックチェーンのコピーに追加する前に完全なブロック検証を完了し、以前と同じ完全なノードセキュリティを維持します。

低帯域幅リレーでは、ノード B はsendcmpt（0）を使用して、帯域幅の使用を最小限に抑えたいことをノード A に伝えます。新しいブロックが到着すると、ノード A はそれを完全に検証します (したがって、無効なブロックは中継されません)。次に、ノード B にブロックが必要かどうかを尋ねます (inv)。これにより、ノード B がすでに別のピアからブロックを受信している場合は、再度ダウンロードする必要がなくなります。ノード B がブロックを望まない場合、ノード B はコンパクトモード ( getdata(CMPCT) ) で続行するように要求し、ノード A はブロックヘッダー、短縮されたトランザクション識別子 (txids)、および予測される欠落トランザクションを送信します。ノード B はブロックの再構築を試み、まだ不足しているトランザクションを要求し、ノード A はそれらのトランザクションを送信します。次にノード B はブロックを完全に検証します。

高速リレーネットワークの要素をどのように考慮すればよいでしょうか?

高速リレーネットワーク (FRN) は、次の 2 つの部分で構成されます。

現在高速リレーネットワーク内にあるノードのセット。
高速ブロックリレープロトコル (FBRP)。

現在、高速リレーネットワーク (FRN) 内のノードは慎重に選択されています。これらのノードの障害は、マイニングパワーの浪費につながり、マイニングのさらなる集中化につながります。現在、マイニングパワーの大部分はネットワークに接続されています。

最近、一部のマイナーは、UDP とRN-NextGenerationと呼ばれる前方誤り訂正 (FEC) プロトコルの導入をテストしています。コンパクトブロックを使用したプロトコル層の改善により、ノードネットワークと一般的な P2P ネットワーク間のパフォーマンスギャップが縮小されます。 P2P ネットワークの堅牢性とブロック伝播速度の向上は、ネットワークの将来の発展に重要な役割を果たすでしょう。

このデバイスはビットコインを拡張できますか?

高密度ブロックの目的は、ノードの帯域幅のピークを減らし、ユーザーのネットワークエクスペリエンスを向上させることです。しかし、以下のビデオで説明されているように、ビットコインマイニングに対する現在の圧力の大部分は、ブロック伝播の遅延にあります。 Compact Block バージョン 1 の主な目的は、ビットコインのスケーリングの問題を解決することではありません。

https://www.youtube.com/watch?v=Y6kibPzbrIc

コンパクトブロックの恩恵を受けるのは誰ですか?

トランザクションを中継したいが、ネットワーク帯域幅が限られているフルノードユーザー。ブロックをピアに中継しながら、できるだけ多くの帯域幅を節約したい場合は、現在、Bitcoin Core v0.12 でblocksonlyモードが有効になっています。ブロックのみモードでは、ノードはブロックに含まれるトランザクションのみを受け入れるため、追加のトランザクションは受け入れません。

P2P ネットワークのブロックブロードキャスト時間を短縮すると、より健全なネットワークを構築できます。