Размер блока в сети Биткоина определяет количество транзакций, которые могут быть обработаны. Эти блоки формируют цепочку блокчейна, в которой хранится информация о всех переводах BTC с момента создания криптовалюты. Хотя основные параметры блоков были определены основателем Биткоина, Сатоши Накамото, споры о целесообразности ограничения их размера продолжаются.
Что такое блок Биткоина?
Блок представляет собой набор транзакций в сети Биткоина. Можно сравнить его со страницей в журнале учета (блокчейне), которую нельзя удалить — она записывается в блокчейн навсегда. Подобно бухгалтеру, который фиксирует все транзакции за последние десять минут и надежно сохраняет страницу, блоки в блокчейне невозможно изменить или удалить.
Интересно, что после запуска сети Биткоина в 2009 году размер её блоков составлял 36 мегабайт, однако 14 июля 2010 года он был уменьшен до одного мегабайта.
Блок Биткоина: почему важен его размер?
По замыслу Накамото, новые блоки добавляются к цепочке каждые 10 минут. Иногда этот процесс занимает чуть больше или меньше времени, но в среднем составляет 10 минут. Размер каждого блока ограничен, что ограничивает и количество транзакций, которые можно включить в него. Это создает два ограничения: на количество транзакций и частоту их обработки.
Когда количество желающих перевести биткоины превышает пропускную способность блоков, возникает очередь на включение в блок. Это приводит к увеличению мемпула — списка ожидающих подтверждения транзакций, а также к росту комиссий, поскольку пользователи, готовые заплатить больше, получают приоритет в обработке своих транзакций.
В начале 2013 года блоки Биткоина в среднем содержали 125 килобайт данных, но к маю 2015 года этот показатель увеличился до 425 килобайт, при этом блоки часто заполнялись до максимума.
Как создаются блоки Биткоина?
Блок содержит данные о транзакциях и предыдущем блоке в цепочке. Главная особенность нового блока — наличие уникального решения, зафиксированного в заголовке. Поиск этого решения требует времени и мощных вычислительных ресурсов, которыми занимаются майнеры, получающие награду за создание нового блока.
Для включения блока в блокчейн необходимо найти значение хеша заголовка, которое будет ниже определенного порога. Майнеры подбирают входные данные методом перебора вариантов, используя специализированное оборудование. Если подходящий вариант найден, майнер сообщает об этом другим узлам сети, и блок включается в блокчейн после проверки.
Сложность вычислений изменяется каждые 2016 блоков, что происходит примерно раз в две недели. На создание одного блока уходит в среднем 10 минут. С увеличением мощности сети сложность добычи блоков также возрастает, и наоборот.
В процессе добычи может произойти ситуация, когда несколько майнеров находят решения для одного и того же блока одновременно. В этом случае цепочка делится, но оригинальной остается та ветвь, которая будет длиннее, а другая прекращает свое существование. Транзакции из “короткой” ветви возвращаются в мемпул.
Структура блока Биткоина
Блок состоит из двух частей: заголовка и списка транзакций. Основные свойства заголовка включают:
- Hash — хеш (алгоритм SHA-256), который вычисляется только для заголовка.
- Prev_block — хеш предыдущего блока, обеспечивающий безопасность цепочки.
- Version — версия структуры блока (текущая версия — 1).
- Time — время создания блока (время последнего блока в цепочке — 2106 год).
- Mrkl_root — список хешей транзакций, защищающий цепочку от подделки.
- Bits — сложность вычисления нового блока, обновляющаяся каждые 14 дней.
- N_tx — количество транзакций в блоке.
- Nonce — параметр, который изменяется, пока хеш не станет меньше bits.
- Size — размер блока в байтах.
Вторая часть блока — это список транзакций, которые входят в блок и становятся частью цепочки. Каждая транзакция указывает отправителя и получателя средств. Для использования средств получатель создает новую транзакцию, которая проверяется сетью с помощью цифровой подписи.
Заключение
Блоки Биткоина являются основными элементами блокчейна, содержащими данные о последних транзакциях в сети. Размер блоков и скорость их генерации играют ключевую роль в масштабируемости и производительности Биткоина. По мере роста популярности криптовалюты увеличивается нагрузка на сеть, что поднимает вопрос оптимизации параметров блоков.
