Satoshi Nakamoto über Skalierbarkeit

Als Mike Hearn die mögliche Fork von XT ankündigte, berief er sich auf Satoshis Vision der Bitcoin-Wirtschaft. Was genau hat der Gründer des Bitcoins aber gesagt?

Es gibt mehrere Beiträge in Mailing-Listen und Foren, in denen Satoshi Nakamoto Stellung zum Problem der Skalierbarkeit nimmt. Ich habe seine Beiträge übersetzt und möchte sie an dieser Stelle vorstellen.

Im Grunde war das Thema der Skalierbarkeit, welches sich derzeit in der Frage nach der Blockgröße konzentriert, von Anfang an da. Es wurde bereits ein Tag, nachdem Satoshi den Bitcoin über die Cryptography Mailing-List vorgestellt hat, angesprochen. James A. Donald hat am 2. November 2008 auf Satoshis E-Mail geantwortet.

Wir haben ein solches System sehr sehr nötig, aber so, wie ich es verstehe, ist es nicht im notwendigen Maße skalierbar. Damit die transferierbaren Tokens aus dem Proof-of-work einen Wert haben, müssen sie monetäre Werte haben. Um das zu haben, müssen sie in einem sehr großen Netzwerk transferierbar sein – beispielsweise ein File-Trading-Netzwerk wie bittorrent.

Um ein double-spend rasch zu erkennen und zu verhindern, muss man die meisten der vergangenen Transaktionen einer Münze in der Transaktion haben, was, naiv implementiert, es notwendig macht, dass jeder Knoten die meisten vergangenen Transaktionen oder die meisten letzten Transaktionen kennt, was eine Menge Bandbreite benötigt – jeder muss alles kennen, oder zumindest einen substanziellen Teil davon.

Tatsächlich speichert jeder volle Bitcoin-Knoten – jeder, der Bitcoin Core benutzt – die komplette Blockchain auf seiner Festplatte. Dies macht beim derzeitigen Stand der Dinge gut 40 Gigabyte aus. Auch wenn dies derzeit noch verkraftbar ist, sind der Skalierbarkeit enge Grenzen gesetzt. Satoshi war jedoch der Ansicht, dass der Bitcoin dennoch fast beliebig skalierbar sei. Sogar ein Transaktionsvolumen wie von VISA hält er nicht für unmöglich:

Lange bevor das Netzwerk auch nur im Ansatz so groß wird, sollte es sicher für die Nutzer sein, Simplified Payment Verification zu benutzen, um Double Spents zu erkennen. Dazu müssen sie nur die Kette von Block-Köpfen haben, etwa 12 Kilobyte am Tag. Nur Leute, die versuchen, neue Münzen zu schöpfen, sollten es nötig haben, die Knoten des Netzwerkes zu betreiben. Am Anfang können die meisten Nutzer einen Knoten betrieben, aber wenn das Netzwerk wächst, werden es mehr und mehr Spezialisten mit Server-Farmen aus spezialisierter Hardware sein. Eine Server-Farm würde nur einen einzigen Knoten im Netzwerk brauchen und könnte den Rest des lokalen Netzwerkes mit diesem verbinden.

Die Bandbreite könnte nicht so prohibitiv sein wie du denkst. Eine typische Transaktion würde etwa 400 bytes groß sein (ECC ist angenehm kompakt). Jede Transaktion muss zweimal ausgestrahlt werden, womit wir bei etwa 1 Kilobyte je Transaktion wären. Visa verarbeitete 37 Milliarden Transaktionen im Fiskal-Jahr 2008, oder im Durchschnitt von 100 Millionen Transaktionen am Tag. So viele Transaktionen würden 100 Gigabyte Bandbreite benötigen, oder die Größe von 12 DVD oder 2 HD Filmen, oder etwa 18 Dollar zum gegenwärtigen Preis.

Wenn das Netzwerk so groß werden würde, würde es einige Jahre dafür benötigen, und bis dahin wird es wahrscheinlich keine große Sache mehr sein, 2 HD Filme über das Internet zu versenden.

Lightweight-Clienten mit einer Simplified Payment Verification (SPV) gibt es heute tatsächlich in Fülle und Hülle – und sie sind so gebräuchlich, dass kaum mehr 6.000 Leute einen vollen Knoten betreiben. Allerdings haben die meisten Lightweight-Clienten, anders als von Satoshi geplant, nicht die Fähigkeit, Transaktionen autonom zu verifizieren. Die meisten von ihnen verbinden sich stattdessen mit einem Server oder einem Netzwerk von Servern, wo ein voller Knoten betrieben wird. Mike Hearns BitcoinJ scheint dagegen autonom Transaktionen zu verifizieren, ohne die ganze Blockchain zu speichern.

Was Satoshi hingegen nicht vorhergesehen hat – wie die Gegner größerer Blöcke zu recht einwenden – ist das Pool-Mining und wohl auch das Mining mit Asics. Dies führt dazu, dass nicht jeder, der Bitcoins mined, auch die Blockchain speichert, während nicht jeder, der die Blockchain mit dem Clienten speichert, Bitcoins schürft. Damit ist das ursprünglich von Satoshi geplanten Belohnungssystem aus dem Gleichgewicht geraten. Die Folge ist eine stärkere Zentralisierung sowohl der vollen Knoten (von denen es kaum mehr als 6.000 gibt) wie auch der Miner.

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Obacht!

Dieser Beitrag ist ein umgeschriebenes Kapitel aus dem „Buch Satoshi„. Ich habe für dieses Buch sämtliche Zitate von Satoshi Nakamoto gesammelt, übersetzt und kommentiert. Es stellt für jeden Bitcoin-Fan eine tolle Möglichkeit dar, in die frühesten Tage des Bitcoins einzutauchen und besser zu verstehen, wie der Bitcoin wirklich funktioniert. Sie können das „Buch Satoshi“ für nur 0,02 Bitcoin unter diesem Link kaufen und als pdf herunterladen. Einfach den Button klicken!