リレーポリシーとビットコインのネットワークへの影響を理解する

最後のMempoolの記事では、さまざまな種類のリレーポリシーフィルター、なぜそれらが存在するのか、そして最終的には、さまざまなクラスのトランザクションの確認を防ぐための各クラスのフィルターがどれほど効果的かを決定するインセンティブについて説明しました。

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.

最後のMempoolの記事では、さまざまな種類のリレーポリシーフィルター、なぜそれらが存在するのか、そして最終的には、さまざまなクラスのトランザクションの確認を防ぐための各クラスのフィルターがどれほど効果的かを決定するインセンティブについて説明しました。この記事では、ネットワーク上のいくつかのノードが他のノードと比較して異なるリレーポリシーを実行している場合、リレーネットワークのダイナミクスを調べます。

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.

ネットワーク上のノードがMempoolで均質なリレーポリシーを実行している場合、すべてのトランザクションは、大規模なトランザクションバックログの時期にノードのメモリから追い出されない必要がある最低限の給与を支払うことを考えると、ネットワーク全体に伝播する必要があります。これは、ネットワーク上の異なるノードが異種ポリシーを実行している場合に変更されます。

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.

ビットコインリレーネットワークは、洪水充填アーキテクチャと呼ばれるものを使用して、最良の努力ベースで動作します。これは、トランザクションが1つのノードで受信されると、トランザクションを受け取ったノードを除いて、他のすべてのノードに転送されることを意味します。これは非常に非効率的なネットワークアーキテクチャですが、分散型システムのコンテキストでは、トランザクションが最終的に意図した目的地である鉱夫に到達することを高度な保証を提供します。

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.

ノードのリレーポリシーにフィルターを導入して、他の方法では有効なトランザクションのリレーを理論的に制限すると、そのトランザクションの伝播に摩擦が導入され、この機能を実行するネットワークの能力の信頼性が低下します。実際には、物事はそれほど単純ではありません。

How Much Friction Prevents Propagation

摩擦の量は伝播を防ぎます

摩擦の量は伝播を防ぎます

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.

さまざまなネットワークノード構成の簡略化された例を見てみましょう。次のグラフィックスブルーノードは、有効であることが知られているトランザクションの任意のクラスを伝播するものを表し、赤いノードはそれらのトランザクションを伝播しないものを表します。鉱夫の集合セットは、最終的にトランザクションユーザーが最終的にトランザクションを巻き上げたい場所の単純な表現として中央で示されています。

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.

これは、これらのトランザクションの伝播を拒否するノードが明確な少数派であるネットワークのモデルです。あなたが明確に見ることができるように、それらを受け入れるネットワーク上のノードは、それらを鉱夫に中継する明確なパスを持っています。トランザクションの伝播を制限しようとする2つのノードは、鉱山労働者のノードによる最終的な受領に影響を与えません。

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.

この図では、サンプルネットワークのほぼ半分が、このクラスのトランザクションのフィルタリングポリシーを制定していることがわかります。それにもかかわらず、これらのトランザクションを伝播するネットワークの一部のみが鉱夫へのパスから遮断されます。フィルタリングではないノードの残りの部分には、鉱夫の集合セットへの明確なパスがあります。これにより、ユーザーのサブセットにある程度の摩擦が導入されましたが、他のユーザーはこれらのトランザクションの伝播に自由に関与することができます。

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.

ノードのフィルタリングによって影響を受けるユーザーでさえ、鉱夫から切り取られないネットワークノードの残りの部分への単一の接続（または鉱夫への直接接続）が必要です。実際のリレーネットワークがこの例と同様の構成を持つことがあれば、それが必要なのは、問題を軽減するための単一の新しい接続だけです。

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.

このシナリオでは、ネットワークのごく少数のみが実際にこれらのトランザクションを伝播しています。ネットワークの残りの部分は、伝播を防ぐためにポリシーのフィルタリングに従事しています。ただし、この場合でも、フィルタリングをしていないノードには、鉱夫に伝播する明確なパスがあります。

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.

鉱山労働者への最終的な伝播を確保するためには、この小さな少数の非フィルタリングノードのみが必要です。優先的なピアリングロジック、つまり、ノードが同じソフトウェアバージョンを実装するピアまたはリレーポリシーを好むことを確認するための機能性。これらのタイプのソリューションは、別のノードを伝播するピアがお互いを見つけられず、ネットワーク全体で自分自身の間の接続を維持することを保証できます。

The Tolerant Minority

寛容な少数派

寛容な少数派

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.

これらの異なる例を見ることができるように、パブリックネットワークの圧倒的多数が特定のクラスのトランザクションのフィルタリングに従事していることに直面しても、ネットワークを介して鉱夫にうまく伝播するために必要なのは、それらを伝播して中継するネットワークの少数です。

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.

これらのノードは、基本的に、技術的なメカニズムを通じて、より大きなパブリックリレーネットワーク内に「サブネットワーク」を作成し、これらのタイプのトランザクションに従事しているユーザーから、ブロックにそれらを含めることをいとわないマイナーに実行可能なパスがあることを保証します。

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.

これらのすべてのノードに対するシビル攻撃を行うことを除いて、この動的に対抗するためにできることは本質的には何もありません。また、シビル攻撃には完全に敗北するためには、単一の正直なつながりが必要です。同様に、ネットワーク上の他のノードと非常に多数の接続を作成する正直なノードは、このようなシビル攻撃のコストを除容量に引き上げることができます。より多くの接続を作成するほど、すべての接続スロットを消費するために、より多くのシビルノードを紡ぐ必要があります。

What If There Is No Minority?

少数派がいない場合はどうなりますか？

少数派がいない場合はどうなりますか？

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

では、寛容な少数派がいない場合はどうなりますか？その場合、このクラスのトランザクションはどうなりますか？

If users still want to make them and pay fees to

ユーザーがまだそれらを作成し、料金を支払う必要がある場合