Комиссии за транзакции: будущая экономика окончательности расчетов в Биткойне
О комиссиях за транзакции и пропускной способности сети Биткойна часто говорят как о положительных либо отрицательных катализаторах стоимости BTC — смотря у кого и когда спросить. Волатильность комиссий привела к развитию полярных нарративов, характеризующих их одновременно как слишком высокие и как слишком низкие.
Для пользователей Биткойна комиссии за транзакции представляют собой не всегда предсказуемые затраты, но есть и преимущество: получение окончательного расчета 24/7 в глобальном цифровом и высоколиквидном активе. Исторически комиссии за биткойн-транзакции составляют очень небольшую часть дохода майнеров по сравнению с выпуском новых BTC для реестра, но в долгосрочной перспективе эти комиссии могут стать основным источником дохода майнеров.
В этом отчете от Blockware Intelligence описывается:
- Кто платит комиссии за транзакции и как устанавливается их размер
- Почему высокие комиссии при перегрузке сети являются преходящими
- Как динамическое изменение размера комиссий помогает пользователям Биткойна обходить ненадежных майнеров
Навигация:
- Как работают комиссии за транзакции
- Перегрузка и масштабирование сети
- Цикл масштабирования Биткойна
- Окончательность расчета
- Окончательность, не «безопасность»
- Ненадежные майнеры
- Антихрупкий Биткойн
- Парадокс атаки
- Рыночный цикл обратной связи
- Ожидание атакующих
- Заключение
Как работают комиссии за транзакции
Когда ваш кошелек создает новую транзакцию, он разблокирует больше BTC на ее входах, чем блокирует в выходах. Разница между этими суммарными значениями является комиссией за транзакцию, предлагаемой первому майнеру, который включает транзакцию в блок. В примере на схеме ниже разблокированные 400 000 сатоши из существующих непотраченных выходов (UTXO) минус 399 000 сатоши, блокируемые в новых выходах, дают 1000 сатоши комиссии за транзакцию, получаемой майнерами.
Количество входов и выходов в транзакции может сильно варьироваться в зависимости от кошелька и типа транзакции. Транзакции с биржевых кошельков обычно имеют десятки и даже сотни выходов — запросы на вывод, сделанные клиентами за ~10 минут. Размер входов и выходов варьируется в зависимости от типа «скрипта», или смарт-контракта, используемого для блокировки и разблокировки сатоши.
Чтобы стоимость синхронизации и использования узла сети оставалась разумной, в 2010 году Сатоши Накамото добавил в правила консенсуса ПО биткойн-узла ограничение на размер блока в 1 мегабайт. Это ограничение означает, что узлы автоматически отклоняют предлагаемые майнерами блоки, если их размер превышает установленный лимит. В 2017 году, с активацией SegWit, ограничение размера блока в 1 МБ было заменено ограничением его веса в 4 миллиона единиц веса (WU, от weight-units), в пределе почти удваивая доступное предложение пространства блока.
Дефицитность пространства блока означает, что комиссия за транзакцию делится на используемый ею объем данных для расчета ставки комиссии в сатоши на «виртуальный» байт (сат./vB).
Обычная транзакция имеет два входа и два выхода, занимая около 210 vB. В настоящее время самая низкая рыночная ставка комиссии составляет 1 сат./vB, так что с учетом курса BTC на момент написания отправка обычной биткойн-транзакции часто обходится всего в $0,05, то есть в пять центов. Транзакция может перемещать BTC стоимостью в миллиарды долларов, но комиссия за нее будет такой же, как и для любой другой транзакции с равным объемом данных, так как размер комиссии пропорционален использованию пространства блока, а не передаваемым суммам.
Кошелек отправителя создает транзакцию, использует закрытые ключи для ее криптографической подписи и транслирует транзакцию в сеть узлов Биткойна. Каждый узел использует правила консенсуса протокола для независимой проверки получаемых транзакций. Если транзакция валидна, то узел обновляет свое представление об очереди транзакций, ожидающих включения в блок. Эта очередь транзакций называется мемпулом, сокращенно от memory pool.
Когда майнинговый пул хочет создать блок для майнинга, он должен сначала выбрать, какие транзакции включит в этот блок. Рациональный майнер будет упорядочивать транзакции таким образом, чтобы максимизировать доход от комиссий, поэтому обычно блоки включают первый 1 миллион vB транзакций с самой высокой ставкой комиссии в сат./vB. Отправители могут конкурировать за право быть в верхней части стека, платя комиссию по более высокой ставке, чтобы их транзакцию включили в блок раньше остальных.
Спрос на рынке пространства блока обеспечивается различными типами потребителей, включая (но не ограничиваясь этим):
- краткосрочных трейдеров, перемещающих капитал на биржу или с биржи;
- точки продаж и электронную коммерцию;
- частные p2p переводы друзьям или семье, денежные переводы;
- долгосрочных ходлеров, перемещающих BTC на холодное хранение.
Предложение пространства блока имеет нулевой нижний порог: нередко майнеры могут рационально предложить валидный пустой блок, потому что они начали хешировать пустой блок немедленно, как только увидели заголовок нового валидного блока; они еще не могут добавить в него транзакции, так как не знают, какие транзакции уже были включены в предыдущий блок.
Когда майнинговый пул включает транзакцию в блок, он берет комиссию от этой транзакции и добавляет ее к выходам специальной транзакции, называемой coinbase. Coinbase-транзакция создается майнинговым пулом для выплаты себе награды за блок, которая складывается из комиссий за транзакции и субсидии на блок — того количества новых BTC, которое, согласно правилам, заложенным в ПО узлов, можно передать в публичный реестр через вознаграждение майнеров. Субсидия сети — это единственный способ, которым новые BTC могут быть добавлены в реестр, и сумма субсидии на блок сокращается вдвое с интервалом около четырех лет. Майнинговый пул распределяет полученное вознаграждение между участниками пропорционально их хешрейту.
Перегрузка и масштабирование сети
Первая часть этого отчета посвящена масштабируемости Биткойна и комиссиям за транзакции в BTC, а во второй рассмотрим потенциальную реакцию пользователей на снижение надежности расчета по транзакциям.
Если мы посмотрим на историю комиссий за транзакции, то они резко вырастали на бычьих рынках 2017 и 2020–2021 гг., когда спрос на транзакции превышал ограничение размера блока. С середины 2021 года размеры комиссии остаются очень низкими, в то время как сеть продолжает обрабатывать более 5 ГБ транзакций в месяц.
Цикл масштабирования Биткойна
Развитие решений по масштабированию Биткойна не идеально совпадает по времени с волнами нового принятия, поэтому Биткойн, вероятно, продолжит испытывать периодические всплески в размере комиссий, как это было в 2013, 2017 и 2020 годах. Высокие комиссии создают стимул для более эффективного использования пространства блока путем внедрения новых масштабирующих технологий. Эти новые решения позволяют увеличить общую пропускную способность для расчетов в Биткойне без существенного увеличения расходов на поддержку биткойн-узла. Низкая стоимость поддержки узлов позволяет пользователям самостоятельно запускать ПО для проверки транзакций и блоков, реализующее их правила консенсуса, без необходимости доверять третьим сторонам. Низкая затратность самостоятельной проверки системы обеспечивает децентрализацию Биткойна.
Биткойн и дальше будет проходить через циклы масштабирования. По мере того как всё больше людей начинают пользоваться Биткойном и владеть собственными приватными ключами, все они конкурируют за ограниченное пространство блоков, поставляемых в сеть с интервалом около 10 минут. При сильных всплесках принятия доля комиссий в общей награде майнерам резко возрастает по сравнению с получаемой ими субсидией на блок.
Интересно, что уровень принятия Биткойна в мире по-прежнему составляет лишь малую часть от общей численности населения мира. Биткойну еще предстоит принять на борт гораздо больше людей, и все они, по-видимому, будут конкурировать за то, чтобы добавить свои транзакции в ограниченное пространство блоков Биткойна.
По недавней оценке Blockware на основе данных Glassnode, в блокчейне Биткойна хранят капитал около 32 миллионов субъектов. Практически все они используют BTC как средство сохранения капитала, а не как средство обмена. Что произойдет, когда 7 миллиардов субъектов будут использовать его как средство сбережения? Это подразумевает увеличение числа субъектов сети, конкурирующих за тот же объем пространства блока, в 218,75 раза.
Помимо миллиардов потенциальных будущих пользователей Биткойна, интересующихся сохранением в нем значительной доли своего капитала, не исключено, что однажды сам Биткойн будет использоваться также в качестве платежного инструмента или средства обмена. Это будет период, когда пропускная способность сети подвергнется настоящему испытанию на прочность, а комиссии за транзакции, скорее всего, резко вырастут. Для повседневных расходов пользователи могут использовать масштабирующие решения второго и третьего уровня, чтобы сэкономить на комиссиях.
Пользователи Биткойна могут перейти от 1-5 транзакций в год к 1-5+ транзакций в день по мере того, как всё больше людей будут использовать Биткойн в качестве средства обмена. Если 7 миллиардов человек будут использовать Биткойн как средство обмена, то пропускная способность сети должна будет увеличиться в 79 843,75 раза, а не в 218,75, как при использовании в качестве средства сбережения.
Как уже упоминалось, такая потребность в увеличении пропускной способности может стимулировать внедрение масштабирующих решений второго и третьего уровней (Lightning, Fedimint и т.п.). Однако все эти масштабирующие решения по-прежнему привязаны к первому уровню (как транзакции открытия и закрытия и ребалансировка lightning-каналов), и они всегда будут полагаться на блокчейн Биткойна для обеспечения безопасности и неограниченного доступа. Транзакции большого объема на холодный кошелек и из него, скорее всего, тоже будут осуществляться на первом, базовом уровне, чтобы свести неопределенность к минимуму.
Временно возросшие комиссии за ончейн-транзакции, по-видимому, будут мотивировать разработку новых масштабирующих решений, многие из которых на сегодня мы не знаем и не можем предположить. Однако, чтобы пропускная способность за следующие ~20 лет увеличилась в 79 843,75 раза, с каждой волной принятия, вероятно, будут происходить периоды высоких ончейн-комиссий. С каждым уполовиниванием (халвингом) субсидии на блок значение комиссий за транзакции в доходах майнеров будет возрастать. Если принять 350–3500 BTC за диапазон ежемесячного дохода майнеров от комиссий за транзакции, то мы ожидаем, что в период с 2032 по 2048 годы комиссии станут более существенным источником дохода, чем субсидия на блок.
Окончательность расчета
В периоды низких комиссий биткойн-скептики били тревогу о том, что это может подорвать окончательность, или «безопасность», биткойн-транзакций. Это утверждение удивительно, поскольку расчеты в биткойнах обычно рассматриваются как необратимые. Даже при очень низких комиссиях Биткойн обеспечивает надежный расчет по транзакциям на триллионы долларов ежемесячно без необходимости в доверенных третьих сторонах.
Оппоненты Биткойна, однако, утверждают, что «если сейчас, при субсидировании блоков сетью (то есть при наличии денежной инфляции), он и может работать хорошо в своих объемах, то по окончании субсидирования сеть станет «небезопасной» из-за незначительности стимула для майнинга». Биткойнеры в основном отвечают на это что-то вроде «комиссии [в конечном счете] будут составлять значительную часть награды за блок» или «мы разберемся с этим позже, когда и если это станет проблемой».
Мы в следующей части статьи хотим представить другой подход к этой теме, и его важно принять во внимание как пользователям Биткойна, так и майнерам.
Окончательность, не «безопасность»
Безопасность и правила консенсуса Биткойна определяются соответственно хранением закрытых ключей и узлами сети.
Независимо от того, насколько велик или мал хешрейт сети, майнеры не могут заставить ваш узел согласиться с существованием более чем 21 млн BTC, превышением размера блока, созданием действительной новой транзакции, крадущей ваши BTC, или изменением других фундаментальных правил консенсуса.
Вот почему «война» вокруг размера блоков в 2015–2017 гг. имела такое значение. Она подтвердила, что ключевые правила консенсуса Биткойна могут оставаться неизменными, обеспечиваясь отдельными пользователями (операторами узлов), а не крупными компаниями, биржами, майнерами, разработчиками или каким бы то ни было правительством.
Биткойн — это точка Шеллинга на существующем множестве правил консенсуса. Первая была установлена Сатоши Накамото с его первоначальным релизом в 2009 году. Изменения могут происходить, но нужно, чтобы пользователи с ними согласились. Пользователи ПО узлов сошлись во мнении о предпочтительности осторожных изменений, которые не приведут в долгосрочной перспективе к существенному увеличению затрат на память, вычислительные мощности или пропускную способность. Результатом является децентрализация — когда любой человек имеет возможность запустить бесплатное ПО с открытым исходным кодом — полный узел, — который при небольших затратах проверяет и подтверждает всю историю реестра, включая и собственные транзакции.
Для обеспечения максимальной безопасности и децентрализации необходимо избегать принудительного или «автоматического» обновления программного обеспечения, поэтому новые версии ПО должны конкурировать со старыми, доказывая — при сохранении обратной совместимости, — что они либо более полезны, либо необходимы для выживания системы.
Ненадежные майнеры
В конце концов, майнеры могут делать ровно одно: предлагать блоки, которые узлы (устанавливающие правила консенсуса) проверяют, принимают и обновляют ими состояние реестра.
Поскольку майнеры не могут изменять правила консенсуса, злонамеренные или ненадежные майнеры могут лишь цензурировать конкретные транзакции, которые не хотят включать в свои блоки. Они могут подойти к этому творчески, но все возможные векторы атаки проистекают только из возможности цензурировать транзакции в самой длинной ветке proof-of-work блокчейна.
Затраты на накопление хешрейта для атаки — как строительство хостингов, производство ASIC или покупка электроэнергии — нерелевантны для злоумышленников, которые могут похитить эти активы или перехватить их в кибератаке. Конечно, у майнеров есть стимул защитить себя от этих неопределенностей, но это принципиально не поддающиеся количественной оценке непредвиденные обстоятельства.
Есть три основных вида атак, которые могут совершать майнеры. Одна из них может иметь экономическое основание (потенциальное получение прибыли), две другие — это либо случайные происшествия, либо попытки подорвать доверие к гарантиям расчета в Биткойне.
Антихрупкий Биткойн
Комиссии будут расти, если потребуется
Добываются пустые блоки? Мемпул будет заполняться транзакциями со всё более высокими ставками комиссии, поскольку отправители будут конкурировать друг с другом за попадание в ближайшие блоки. И это не теоретическое допущение. Мы видели, что происходит, когда спрос на пространство блока Биткойна превышает предложение (см. визуализацию мемпула Биткойна в декабре 2017 ниже).
При атаке пустыми блоками в интересах пользователей Биткойна повышать ставку комиссии, чтобы транзакция была включена в ближайший блок. Чем больше пустых блоков (чем дольше продолжается атака), тем больше ожидающих подтверждения транзакций скапливается в мемпуле. Ставка комиссии может вырасти с 1 до >1000 сат./vБайт. Награда за один блок при этом может вырасти с практически 0 BTC до 10+ BTC при текущем размере блока в 1 млн vБайт.
Это антихрупкая система, и атака пустыми блоками будет немедленно встречена бесконечной рыночной контратакой в виде высоких комиссий за транзакции. И скорее всего знание об этой рыночной контратаке, если не стоимость проведения самой атаки, и будет тем, что удержит потенциального злоумышленника от ее проведения.
Это решает проблему атаки пустыми блоками, но что, если злоумышленник тайно майнит альтернативную ветку в течение 24 часов, а затем передает в сеть эту более длинную ветку пустых блоков, которую все узлы сети автоматически будут считать валидной? Все транзакции, получившие подтверждение за последние 24 часа, теперь будут иметь ноль подтверждений согласно самой длинной proof-of-work цепочке, и вернутся в мемпул.
Эта атака тоже будет отражена аналогичным образом. Все прежние транзакторы (отправители или получатели) постараются использовать возможности CPFP («ребенок платит за родителя») или RBF (Replace-By-Fee), чтобы получить подтверждение своих транзакций как можно скорее.
Например, если кто-то отправил вам 100 BTC, транзакция получила 23 подтверждения, вы были уверены в окончательности расчета, но затем злоумышленник транслировал в сеть более длинную ветку с пустыми блоками без вашей транзакции. Это было бы катастрофой, ведь вы при этом лишаетесь 100 BTC, которые полагали своими, так? Ну, не совсем: вы можете протащить проведение этой, теперь неподтвержденной, транзакции через CPFP с гораздо более высокой комиссией, чтобы она оказалась (условно) наверху переполненного теперь мемпула. Вы можете повысить комиссию до 1000+ сат./vБайт или до скольки угодно, чтобы попасть в следующий честный блок.
Обратите внимание, что повышение комиссий усиливает стимул для майнеров подключаться к сети. Машины, которые могли приносить прибыль только в определенное время суток, при специальных тарифах на электроэнергию, теперь могут работать практически при любых затратах, потому что их ожидаемый доход увеличивается вплоть до в 1000 раз или более. С ростом комиссии увеличивается количество честного хешрейта в сети, в конечном счете превосходя мощности атакующего.
Кто-то может сказать, что атака пустыми блоками тоже может быть экономически прибыльной. Перед тем как транслировать в сеть более длинную цепочку пустых блоков, злоумышленник может открыть шорт по биткойну, ожидая, что цена упадет из-за атаки. Однако в имеющихся примерах атак 51% на Bitcoin Gold и BitcoinSV цена не падала во время или сразу после атаки. Хотя эти атаки 51% были двойной тратой, а не пустыми блоками, они показывают, что атака 51% может не вредить цене актива. Фактически во время атаки пустыми блоками было бы непонятно, какой может быть цена, поскольку никто не может перемещать монеты (блоки пустые). Монеты, застрявшие на биржах, потенциально еще могут торговаться, но нет никакой гарантии, что цена упадет, тем более что все пользователи знают, что в конце концов атака должна закончиться, ведь злоумышленник не может сжигать ресурсы вечно. В момент, когда комиссия становится достаточно высокой, чтобы привлечь в сеть дополнительный хешрейт, или когда атакующий сдается, атака проваливается.
Заключение: динамический рынок комиссий сети Биткойна может делать ее устойчивой к атакам потенциальных недоброжелателей.
Парадокс атаки
Для того чтобы эта атака была предпринята, субъект, обладающий практически бесконечным количеством ресурсов, должен иметь сильное желание попытаться уничтожить Биткойн без каких-либо экономических стимулов. Предлагая исключительно пустые блоки и блокируя для пользователей возможность совершать ончейн-транзакции, этот субъект просто сжигает ресурсы и энергию. И чем больше становится Биткойн, тем больше ресурсов требуется для этого атакующему.
Если Биткойн «мал» и не подрывает стоимость и положение своих конкурентов на поле денежных средств, то выгоды от атаки будут недостаточными, чтобы оправдать усилия или затраты.
Если Биткойн достаточно велик (скажем, $100+ трлн) и серьезно подрывает стоимость и положение своих денежных конкурентов, то они, скорее всего, не смогут успешно атаковать Биткойн. Любая атака будет встречена успешной рыночной контратакой с ростом комиссий сети, как уже объяснялось выше. Если же несколько недобросовестных акторов пытаются атаковать Биткойн одновременно, то у каждого из них есть стимул отступить, первым включив цензурированные транзакции с высокой комиссией — такая геополитическая дилемма заключенного.
Рыночный цикл обратной связи
Ожидание атакующих
Наконец, если атаки еще нет, но получатели BTC опасаются, что она может произойти, они могут ожидать большего количества подтверждений, чтобы иметь больше уверенности в окончательности своей транзакции.
Это тоже не теоретическое допущение. Именно так это происходит с BCH, BSV и другими альткойнами.
Транзакции по-прежнему транслируются и подтверждаются, пользователи покупают и продают койны этих сетей на многочисленных биржах, несмотря на то, что «безопасность» или окончательность расчета в этих сетях гораздо менее надежна, чем в Биткойне.
Отличный пример — транзакция в BCH от 17 июля 2022 года. Транзакция перемещала 113 356 BCH ($12,4 млн). На тот момент награда за блок составляла всего ~$800 (в 5 раз меньше текущей суммы комиссий за транзакции в среднем блоке Биткойна).
В этом случае может быть потенциально прибыльно провести двойную трату, и вот как это можно сделать:
Это может произойти хоть сегодня и экономический стимул для этого вроде бы есть, но на практике такое случается редко. Почему?
Биржам и другим пользователям теперь требуется больше подтверждений, чтобы считать транзакцию окончательной. Некоторые биржи требуют 100 подтверждений для BCH, что все равно меньше 24 часов, но это защищает их от двойной траты, увеличивая количество работы, времени и энергии, необходимых для проведения атаки 51% и отмены транзакции. Наконец, ожидание достаточного количества подтверждений повышает уверенность в расчете.
Кроме того, при двойной трате злоумышленники остаются должны всем своим жертвам деньги, так что им придется искать новых жертв для следующей атаки, атакующий при этом должен быть скрыт под псевдонимом и ничем себя не выдать, а жертвы — достаточно ценными, чтобы им имело смысл беспокоиться на этот счет. Маловероятно, чтобы такая атака была масштабируемой.
Кроме того, если пользователи или биржи считают критичным получение значительного количества подтверждений сети, то отправители могут быть готовы заплатить высокую комиссию за включение в ближайший блок, чтобы не ждать еще дольше. То есть, если биржа требует 100 подтверждений (~16,7 часа), а пользователи торопятся получить расчет по транзакции, то они хотят, чтобы подтверждения начали поступать как можно скорее. И они могут быть готовы заплатить достаточно высокую комиссию, чтобы транзакция была включена в ближайший блок. Естественно, эти высокие комиссии могут привести к тому, что больше пользователей будут чувствовать себя более уверенными в окончательности расчета при меньшем количестве подтверждений, и постепенно рынок придет к естественному равновесию, даже если изначально существуют какие-то проблемы.
Еще один пример: если многие пользователи попытаются произвести двойную трату путем атаки 51% на сеть, то все атакующие будут конкурировать друг с другом, что усложняет задачу для каждого из них. Это означает, что если блокчейн действительно небезопасен и двойные траты происходят (что маловероятно), то двойные траты локализуются только к одному субъекту с большей хеш-мощностью, чем у остальных. В этом примере остальные предпринимающие попытку атаки 51% потерпят неудачу.
Наконец, большинство лиц, имеющих капитал для прибыльной двойной траты путем атаки 51%, не имеют стимула это делать. Скорее всего, они владеют значительным количеством BCH, BSV или BTC, и, по-видимому, не заинтересованы в том, чтобы нарушать целостность сети, значительной частью которой владеют.
Короче говоря, есть аргумент в пользу того, двойные траты уже должны происходить на блокчейнах, особенно на более слабых. Однако в реальности они случаются редко по целому ряду причин, о которых уже говорилось, и эти атаки можно смягчить, требуя большего количества подтверждений, чтобы обеспечить бóльшую уверенность в расчете по транзакциям.
В самом худшем сценарии ожидание длиной в сутки (144 подтверждений) или неделю (1008 подтверждений) для окончательного расчета, не полагаясь на каких-либо доверенных посредников, будет иметь высокую ценность. Сегодня окончательность операций в системе Visa и автоматизированных клиринговых палатах измеряется неделями и месяцами, а отмена операций намного проще покупки и управления большей частью хешрейта Биткойна. Кроме того, если ончейн-транзакции будут использоваться только для долгосрочного холодного хранения и lightning-каналов, то длительные задержки не будут составлять существенной проблемы для пользователей.
Заключение
В долгосрочной перспективе рынок может естественным образом найти равновесие для ончейн-комиссий. Это может произойти в точке, в которой спрос на новые технологии масштабирования будет незначительным, а комиссии — достаточно высокими, чтобы избежать цензуры после X блоков. Когда наступит этот момент? Точно знать нельзя, но можно с уверенностью сказать, что долгосрочная «безопасность» Биткойна возможна, и что майнеры, вероятно, пройдут через больше циклов масштабирования, когда они будут зарабатывать более значимые суммы в виде комиссий за транзакции по мере ускорения принятия Биткойна и начала использования его в качестве средства обмена.
БитНовости отказываются от ответственности за любые инвестиционные рекомендации, которые могут содержаться в данной статье. Все высказанные суждения выражают исключительно личное мнения автора и респондентов. Любые действия, связанные с инвестициями и торговлей на крипторынках, сопряжены с риском потери инвестируемых средств. На основании предоставленных данных, вы принимаете инвестиционные решения взвешенно, ответственно и на свой страх и риск.
Источник: bitnovosti.com