Scalability-Problem: Gavin Andresen testet 20-Megabyte-Blöcke

Wie es aussieht, ist eine Lösung des Scalability-Problems in Sicht. Bitcoin-Chefentwickler Gavin Andresen in einem Test festgestellt, dass man das Bitcoin-Protokoll so ändern könnte, dass ein Block 20 Megabyte fasst. Damit könnte die mögliche Anzahl von Transaktionen um den Faktor 20 gesteigert werden.

Wie bereits im Bitcoin-Jahresvorausblick beschrieben, beginnt das Scalability-Problem langsam zu brennen. Das Protokoll beschränkt die Größe eines Blocks auf 1 Megabyte, was bedeutet, dass das Netzwerk nicht mehr als 3-7 Transaktionen je Sekunde durchführen kann (die genaue Zahl hängt davon ab, wie groß eine Transaktion ist, beispielsweise, wieviele Empfänger sie hat). Für ein System, von dem gesagt wird, es könne und werde künftig Visa, Mastercard und SEPA zukünftig irrelevant machen, ist das schon etwas mau.

Noch schlimmer: es wurden bereits Blöcke gefunden, die faste in halbes Megabyte groß waren. Damit ist die Hälfte erreicht; das Scalability-Problem rückt immer näher, und wenn sich nichts ändert, werden wir noch 2015 an der Blockgrenze anklopfen. Gavin Andresen, Bitcoin-Kernentwickler, schreibt nun, dass eine Lösung relativ unproblematisch ist.

Wenn wir morgen die maximale Blockgröße auf 20 Megabyte erhöhen würden, und wenn jeder einzelne Miner beginnt, 20MB Blocks zu bilden, und wenn ein plötzlicher Anstieg der Anzahl an Transaktionen im Netzwerk diese Blöcke füllt …

… dann würde die 0.10.0 Version der Referenz-Implementierung gut laufen.

Andresen hat getestet, wie das Netzwerk mit 20-Megabyte-Blöcken funktioniert. Das Ergebnis: gut. Die Last für CPU und Arbeitsspeicher würde nicht das übersteigen, was ein Heim-PC mit guter Internetverbindung stemmen kann. Für virtuelle private Server (vps) waren die großen Blöcke überraschenderweise sogar vier mal so schnell wie die normalen 1-mb-Blöcke. Eventuell weil Festplatten große Dateien einfach schneller verarbeiten.

Der bisher größte Block, der im Bitcoin-Netzwerk gefunden wurde, hatte gut 0,4 Megabyte und kam an einem Tag, an dem das Netzwerk gut 100.000 Transaktionen prozessiert hat. Mit 20-Megabyte-Blöcken könnte man so wohl 5-10 Millionen täglicher Transaktionen problemlos verarbeiten. Die Blockchain würde dann freilich viel schneller wachsen und bisherige Heimcomputer an die Grenzen der Festplattenbelastung bringen. Nicht jeder kann mal 20-30 Terabyte speichern. Allerdings liegt eine solche Menge Transaktionen noch in ferner Zukunft.

Ich bin überzeugt, dass es keine technischen Hindernisse gibt, um hochzuscalen – Ich habe gezeigt, dass unser gegenwärtiger Code viel größere Blocks verarbeiten kann, und ich bin überzeugt, dass der Fortschritt in Elektro- und Netzwerktechnik nicht plötzlich anhalten wird, so dass unser gegenwärtiger Code auf der Hardware von morgen das Wachstum packt, von dem ich ausgehe.

Und morgen werden wir nicht nur die Hardware, sondern auch die Software von, nun ja, morgen haben. Auch der Bitcoin Code wird immer besser. Schon mit dem nächsten Release sollte die CPU-Beanspruchung um den Faktor 8 abnehmen. Zahlreiche weitere Verbesserungen des Codes seien in der Mache, so Andresen, durch die auch der Download der Blockchain künftig Minuten anstatt Stunden (oder Tage) dauern dürfte (wobei mir unklar ist, wie gegenwärtige deutsche Internetverbindungen das packen sollen).

Spannend wird werden, ob und wann die größeren Blocks ins Protokoll aufgenommen werden. Denn, wie Gavin schreibt, muss jeder Miner sie auch akzeptieren. Das Ändern der Blockgröße ist ein tiefer Eingriff ins Protokoll, der wohl eine Hard Fork notwendig macht – was bedeutet, dass jeder Client und jeder Miner updaten muss. Zuvor soll diese Hard Fork aber durch Soft Forks vorbereitet werden.