Comprendre les politiques de relais et leur impact sur le réseau de Bitcoin

Dans le dernier article de Mempool, j'ai parcouru les différents types de filtres de politique de relais, pourquoi ils existent et les incitations qui décident finalement de l'efficacité de chaque classe de filtre pour prévenir la confirmation de différentes classes de transactions.

In the last Mempool article, I went over the different kinds of relay policy filters, why they exist, and the incentives that ultimately decide how effective each class of filter is at preventing the confirmation of different classes of transactions. In this piece I’ll be looking at the dynamics of the relay network when some nodes on the network are running different relay policies compared to other nodes.

Dans le dernier article de Mempool, j'ai parcouru les différents types de filtres de politique de relais, pourquoi ils existent et les incitations qui décident finalement de l'efficacité de chaque classe de filtre pour prévenir la confirmation de différentes classes de transactions. Dans cette pièce, je vais regarder la dynamique du réseau de relais lorsque certains nœuds sur le réseau exécutent différentes politiques de relais par rapport aux autres nœuds.

All else being equal, when nodes on the network are running homogenous relay policies in their mempools, all transactions should propagate across the entire network given that they pay the minimum feerate necessary not to be evicted from a node’s mempool during times of large transaction backlogs. This changes when different nodes on the network are running heterogenous policies.

Tout le reste étant égal, lorsque les nœuds sur le réseau exécutent des politiques de relais homogène dans leurs mempools, toutes les transactions devraient se propager sur l'ensemble du réseau étant donné qu'ils paient le minimum feeate nécessaire pour ne pas être expulsé à partir du mempool d'un nœud pendant les périodes d'importance de transactions. Cela change lorsque différents nœuds sur le réseau exécutent des politiques hétérogènes.

The Bitcoin relay network operates on a best effort basis, using what is called a flood-fill architecture. This means that when a transaction is received by one node, it is forwarded to every other node it is connected to except the one that it received the transaction from. This is a highly inefficient network architecture, but in the context of a decentralized system it provides a high degree of guarantee that the transaction will eventually reach its intended destination, the miners.

Le réseau de relais Bitcoin fonctionne au meilleur effort, en utilisant ce qu'on appelle une architecture de remplissage d'inondation. Cela signifie que lorsqu'une transaction est reçue par un nœud, elle est transmise à tous les autres nœuds à laquelle il est connecté, sauf celui dont il a reçu la transaction. Il s'agit d'une architecture de réseau très inefficace, mais dans le contexte d'un système décentralisé, il offre un degré élevé de garantie que la transaction finira par atteindre sa destination prévue, les mineurs.

Introducing filters in a node’s relay policy to restrict the relaying of otherwise valid transactions in theory introduces friction to the propagation of that transaction, and degrades the reliability of the network’s ability to perform this function. In practice, things aren’t that simple.

L'introduction de filtres dans la politique de relais d'un nœud pour restreindre le relais des transactions autrement valides en théorie introduit la friction à la propagation de cette transaction et dégrade la fiabilité de la capacité du réseau à remplir cette fonction. En pratique, les choses ne sont pas aussi simples.

How Much Friction Prevents Propagation

Combien de frottement empêche la propagation

Combien de frottement empêche la propagation

Let’s look at a simplified example of different network node compositions. In the following graphics blue nodes represent ones that will propagate some arbitrary class of transactions known to be consensus valid, and red nodes represent ones that will not propagate those transactions. The collective set of miners is denoted in the center as a simple representation of where transacting users ultimately want their transactions to wind up so as to eventually be confirmed in the blockchain.

Examinons un exemple simplifié de différentes compositions de nœuds de réseau. Dans les graphiques suivants, les nœuds bleus représentent ceux qui propageront une classe arbitraire de transactions connues pour être valides consensuelles, et les nœuds rouges représentent ceux qui ne propageront pas ces transactions. L'ensemble collectif de mineurs est indiqué dans le centre comme une simple représentation de l'endroit où les utilisateurs de transaction souhaitent finalement que leurs transactions se terminent afin d'être finalement confirmées dans la blockchain.

This is a model of the network in which the nodes refusing to propagate these transactions are a clear minority. As you can clearly see, any node on the network that accepts them has a clear path to relay them to the miners. The two nodes attempting to restrict the transactions propagation have no effect on its eventual receipt by miners’ nodes.

Il s'agit d'un modèle du réseau dans lequel les nœuds refusant de propager ces transactions sont une minorité claire. Comme vous pouvez le voir clairement, tout nœud sur le réseau qui les accepte a un chemin clair pour les relayer aux mineurs. Les deux nœuds qui tentent de restreindre la propagation des transactions n'ont aucun effet sur son réception éventuel par les nœuds des mineurs.

In this diagram, you can see that almost half of the example network is instituting filtering policies for this class of transactions. Despite this, only part of the network that propagates these transactions is cut off from a path to miners. The rest of the nodes not filtering have a clear path to the collective set of miners. This has introduced some degree of friction for a subset of users, but the others can still freely engage in propagating these transactions.

Dans ce diagramme, vous pouvez voir que près de la moitié de l'exemple de réseau instituent des politiques de filtrage pour cette classe de transactions. Malgré cela, seule une partie du réseau qui propage ces transactions est coupée d'un chemin vers les mineurs. Le reste des nœuds qui ne filtraient pas ont un chemin clair vers l'ensemble collectif de mineurs. Cela a introduit un certain degré de frottement pour un sous-ensemble d'utilisateurs, mais les autres peuvent toujours s'engager librement dans la propagation de ces transactions.

Even for the users that are affected by filtering nodes, a single connection to the rest of the network nodes that are not cut off from miners (or a direct connection to a miner) is necessary in order for that friction to be removed. If the real relay network were to have a similar composition to this example, all it would take is a single new connection to alleviate the problem.

Même pour les utilisateurs qui sont affectés par le filtrage des nœuds, une seule connexion au reste des nœuds de réseau qui ne sont pas coupées des mineurs (ou une connexion directe à un mineur) est nécessaire pour que la frottement soit supprimé. Si le réseau réel de relais devait avoir une composition similaire à cet exemple, tout ce qu'il faudrait est une nouvelle connexion pour atténuer le problème.

In this scenario, only a tiny minority of the network is actually propagating these transactions. The rest of the network is engaging in filtering policies to prevent their propagation. Even in this case however, those nodes that are not filtering have a clear path to propagate them to miners.

Dans ce scénario, seule une petite minorité du réseau propage ces transactions. Le reste du réseau s'engage dans le filtrage des politiques pour empêcher leur propagation. Même dans ce cas cependant, les nœuds qui ne filtraient pas ont un chemin clair pour les propager aux mineurs.

Only this tiny minority of non-filtering nodes is necessary in order to ensure their eventual propagation to miners. Preferential peering logic, i.e. functionality to ensure that your node prefers peers who implement the same software version or relay policies. These types of solutions can guarantee that peers who will propagate something another node won’t find each other and maintain connections amongst themselves across the network.

Seule cette petite minorité de nœuds non filtrants est nécessaire afin d'assurer leur propagation éventuelle aux mineurs. Logique de peering préférentielle, IE Fonctionnalité pour vous assurer que votre nœud préfère les pairs qui implémentent la même version du logiciel ou les mêmes politiques de relais. Ces types de solutions peuvent garantir que les pairs qui propageront quelque chose, un autre nœud ne se trouvera pas et maintiendra des liens entre eux sur le réseau.

The Tolerant Minority

La minorité tolérante

La minorité tolérante

As you can see looking at these different examples, even in the face of an overwhelming majority of the public network engaging in filtering of a specific class of transactions, all that is necessary for them to successfully propagate across the network to miners is a small minority of the network to propagate and relay them.

Comme vous pouvez le voir, regarder ces différents exemples, même face à une écrasante majorité du réseau public se livrant au filtrage d'une classe spécifique de transactions, tout ce qui est nécessaire pour qu'ils se propagent avec succès à travers le réseau aux mineurs est une petite minorité du réseau pour les propager et les transmettre.

These nodes will essentially, through whatever technical mechanism, create a “sub-network” within the larger public relay network in order to guarantee that there are viable paths from users engaging in these types of transactions to the miners who are willing to include them in their blocks.

Ces nœuds créeront essentiellement, par le biais du mécanisme technique, un «sous-réseau» au sein du plus grand réseau de relais public afin de garantir qu'il existe des chemins viables des utilisateurs qui se livrent à ces types de transactions aux mineurs qui sont prêts à les inclure dans leurs blocs.

There is essentially nothing that can be done to counter this dynamic except to engage in a sybil attack against all of these nodes, and sybil attacks only need a single honest connection in order to be completely defeated. As well, an honest node creating a very large number of connections with other nodes on the network can raise the cost of such a sybil attack exorbitantly. The more connections it creates, the more sybil nodes must be spun up in order to consume all of its connection slots.

Il n'y a essentiellement rien qui puisse être fait pour contrer cette dynamique, sauf pour s'engager dans une attaque de Sybil contre tous ces nœuds, et les attaques de Sybil n'ont besoin que d'une seule connexion honnête pour être complètement vaincu. De plus, un nœud honnête créant un très grand nombre de connexions avec d'autres nœuds sur le réseau peut augmenter de manière exorbitante le coût d'une telle attaque de Sybil. Plus il crée de connexions, plus les nœuds Sybil doivent être tournés pour consommer toutes ses créneaux de connexion.

What If There Is No Minority?

Et s'il n'y a pas de minorité?

Et s'il n'y a pas de minorité?

So what if there is no Tolerant Minority? What will happen to this class of transactions in that case?

Et s'il n'y a pas de minorité tolérante? Qu'arrivera-t-il à cette classe de transactions dans ce cas?

If users still want to make them and pay fees to

Si les utilisateurs veulent toujours les faire et payer des frais