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चाचा दर और लेनदेन शुल्क विश्लेषण

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एथेरियम ब्लॉकचेन कितना लोड सुरक्षित रूप से संभाल सकता है, इसका एक महत्वपूर्ण संकेतक यह है कि अंकल रेट किसी लेनदेन के गैस उपयोग पर कैसे प्रतिक्रिया करता है। सतोशियन प्रूफ-ऑफ-वर्क किस्म के सभी ब्लॉकचेन में, प्रकाशित होने वाले किसी भी ब्लॉक में “बासी” होने का जोखिम होता है, अर्थात। मुख्य श्रृंखला का हिस्सा नहीं होना, क्योंकि हाल ही में प्रकाशित ब्लॉक तक पहुंचने से पहले एक अन्य खनिक ने एक प्रतिस्पर्धी ब्लॉक प्रकाशित किया, जिससे ऐसी स्थिति पैदा हो गई जहां दो ब्लॉकों के बीच एक “दौड़” है और इसलिए दोनों में से एक आवश्यक रूप से पीछे रह जाएगा।


एक महत्वपूर्ण तथ्य यह है कि एक ब्लॉक में जितने अधिक लेन-देन होते हैं (या एक ब्लॉक जितनी अधिक गैस का उपयोग करता है), नेटवर्क के माध्यम से प्रचार करने में उतना ही अधिक समय लगेगा। बिटकॉइन नेटवर्क में, इस पर एक मौलिक अध्ययन था डेकर और वाटेनहोफर (2013), जिसमें पाया गया कि एक ब्लॉक का औसत प्रसार समय लगभग 2 सेकंड और ब्लॉक में 0.08 सेकंड प्रति किलोबाइट था (यानी 1 एमबी ब्लॉक ~ 82 सेकंड लेगा)। ए हाल ही में बिटकॉइन असीमित अध्ययन दिखाया कि लेन-देन प्रसार प्रौद्योगिकी में सुधार के कारण यह तब से ~ 0.008 सेकंड प्रति किलोबाइट तक कम हो गया है। हम यह भी देख सकते हैं कि यदि किसी ब्लॉक को फैलने में अधिक समय लगता है, तो उसके बासी होने की संभावना अधिक होती है; 600 सेकंड के एक ब्लॉक समय पर, 1 सेकंड के प्रसार समय में वृद्धि पीछे छूट जाने की 1/600 की बढ़ी हुई संभावना के अनुरूप होनी चाहिए।

एथेरियम में, हम एक समान विश्लेषण कर सकते हैं, सिवाय इसके कि एथेरियम के “अंकल” मैकेनिक के लिए धन्यवाद, हमारे पास विश्लेषण करने के लिए बहुत ठोस डेटा है। एथेरियम में बासी ब्लॉक को “चाचा” के रूप में श्रृंखला में फिर से शामिल किया जा सकता है, जहां वे अपने मूल ब्लॉक इनाम का 75% तक प्राप्त करते हैं। इस मैकेनिक को मूल रूप से केंद्रीकरण के दबाव को कम करने के लिए पेश किया गया था, जो कि अच्छी तरह से जुड़े खनिकों के पास खराब जुड़े हुए खनिकों के लाभ को कम करके, लेकिन इसके कई साइड बेनिफिट्स भी हैं, जिनमें से एक यह है कि बासी ब्लॉकों को बहुत आसानी से खोजने योग्य में हर समय ट्रैक किया जाता है। डेटाबेस – ब्लॉकचेन ही। हम विश्लेषण के लिए डेटा के स्रोत के रूप में ब्लॉक 1 से 2283415 (सितंबर 2016 के हमलों से पहले) का डेटा डंप ले सकते हैं।

यहाँ कुछ स्रोत डेटा उत्पन्न करने के लिए एक स्क्रिप्ट है: http://github.com/ethereum/research/tree/master/uncle_regressions/block_datadump_generator.py

यहाँ स्रोत डेटा है: http://github.com/ethereum/research/tree/master/uncle_regressions/block_datadump.csv

कॉलम, क्रम में, ब्लॉक संख्या, ब्लॉक में चाचाओं की संख्या, कुल चाचा इनाम, चाचाओं द्वारा खपत की गई कुल गैस, ब्लॉक में लेनदेन की संख्या, ब्लॉक द्वारा खपत गैस, ब्लॉक की लंबाई का प्रतिनिधित्व करते हैं बाइट्स, और शून्य बाइट्स को छोड़कर बाइट्स में ब्लॉक की लंबाई।

इसके बाद हम इसका विश्लेषण करने के लिए इस स्क्रिप्ट का उपयोग कर सकते हैं: http://github.com/ethereum/research/tree/master/uncle_regressions/base_regression.py

परिणाम इस प्रकार हैं। सामान्य तौर पर, अंकल दर लगभग 0.06 से 0.08 के आसपास होती है, और प्रति ब्लॉक औसत गैस की खपत लगभग 100000 से 300000 होती है। गैस की संभावना इस संभावना को जोड़ती है कि दिया गया ब्लॉक अंकल होगा। गुणांक इस प्रकार निकलते हैं:

Block 0 to 200k: 3.81984698029e-08 Block 200k to 400k: 5.35265798406e-08 Block 400k to 600k: 2.33638832951e-08 Block 600k to 800k: 2.12445242166e-08 Block 800k to 1000k: 2.7023102773e-08 Block 1000k to 1200k: 2.86409050022e-08 Block 1200k to 1400k: 3.2448993833e-08 Block 1400k to 1600k: 3.12258208662e-08 Block 1600k to 1800k: 3.18276549008e-08 Block 1800k to 2000k: 2.41107348445e-08 Block 2000k to 2200k: 1.99205804032e-08 Block 2200k से 2285k: 1.86635688756e-08

इसलिए, प्रत्येक 1 मिलियन गैस मूल्य का लेन-देन जो एक ब्लॉक में शामिल हो जाता है, अब संभावना में ~ 1.86% जोड़ता है कि वह ब्लॉक चाचा बन जाएगा, हालांकि फ्रंटियर के दौरान यह 3-5% के करीब था। “आधार” (यानी 0-गैस ब्लॉक की चाचा दर) लगातार ~ 6.7% है। अभी के लिए, हम इस परिणाम को वैसा ही रहने देंगे और आगे कोई निष्कर्ष नहीं निकालेंगे; एक और जटिलता है जिस पर मैं कम से कम बाद में इस प्रभाव के संबंध में चर्चा करूंगा कि इस खोज का गैस सीमा नीति पर प्रभाव है।

गैस मूल्य निर्धारण

एक अन्य मुद्दा जो अंकल दरों और लेन-देन के प्रसार को छूता है, वह गैस मूल्य निर्धारण है। बिटकॉइन विकास चर्चाओं में, एक आम तर्क यह है कि ब्लॉक आकार की सीमाएं अनावश्यक हैं क्योंकि खनिकों के पास पहले से ही अपने ब्लॉक आकार को सीमित करने के लिए एक प्राकृतिक प्रोत्साहन है, जो कि वे जो भी किलोबाइट जोड़ते हैं वह बासी दर को बढ़ाता है और इसलिए उनके ब्लॉक इनाम को धमकी देता है। बिटकॉइन अनलिमिटेड अध्ययन द्वारा पाए गए 8 सेकंड प्रति मेगाबाइट प्रतिबाधा को देखते हुए, और यह तथ्य कि प्रतिबाधा का प्रत्येक सेकंड 12.5 बीटीसी ब्लॉक इनाम खोने के 1/600 मौके से मेल खाता है, यह 0.000167 बीटीसी प्रति किलोबाइट के संतुलन लेनदेन शुल्क का सुझाव देता है। ब्लॉक आकार सीमा।

बिटकॉइन के वातावरण में, इस तरह के नो-लिमिट इंसेंटिव मॉडल के अर्थशास्त्र के बारे में दीर्घकालिक संदेह होने के कारण हैं, क्योंकि अंततः कोई ब्लॉक इनाम नहीं होगा, और जब खनिकों को बहुत अधिक लेनदेन शामिल करने से केवल एक चीज का नुकसान होता है उनकी ओर से फीस अन्य लेन-देन, तो वहाँ एक आर्थिक तर्क है कि संतुलन बासी दर हो जाएगा जितना अधिक 50%. हालांकि, इस गुणांक को सीमित करने के लिए प्रोटोकॉल में संशोधन किए जा सकते हैं।

एथेरियम के वर्तमान परिवेश में, ब्लॉक पुरस्कार 5 ईटीएच हैं और जब तक एल्गोरिथम नहीं बदला जाता है, तब तक ऐसा ही रहेगा। 1 मिलियन गैस स्वीकार करने का मतलब ब्लॉक के अंकल बनने की 1.86% संभावना है। सौभाग्य से, एथेरियम के चाचा तंत्र का यहां एक सुखद दुष्प्रभाव है: औसत अंकल इनाम हाल ही में 3.2 ईटीएच के आसपास है, इसलिए 1 मिलियन गैस का मतलब केवल 1.86 ईटीएच को जोखिम में डालने का 1.86% मौका है, यानी। 0.033 ईटीएच की अपेक्षित हानि और 0.093 नहीं, जैसा कि चाचा तंत्र के बिना होगा। इसलिए, ~ 21 शैनन की मौजूदा गैस की कीमतें वास्तव में 33 शैनन की “आर्थिक रूप से तर्कसंगत” गैस की कीमत के काफी करीब हैं (यह डीओएस के हमलों से पहले है और इससे उत्पन्न होने वाले अनुकूलन; अब यह और भी कम होने की संभावना है)।

संतुलन गैस मूल्य को और नीचे धकेलने का सबसे आसान तरीका चाचा समावेशन यांत्रिकी में सुधार करना है और चाचाओं को जितनी जल्दी हो सके ब्लॉक में शामिल करने का प्रयास करना है (शायद प्रत्येक ब्लॉक को “संभावित अंकल हेडर” के रूप में अलग से प्रचारित करके); सीमा पर, यदि हर चाचा को जितनी जल्दी हो सके शामिल किया जाता है, तो संतुलन गैस की कीमत लगभग 11 शैनन तक गिर जाएगी।

क्या डेटा कम है?

स्रोत कोड के साथ एक दूसरा रेखीय प्रतिगमन विश्लेषण यहां किया जा सकता है: http://github.com/ethereum/research/tree/master/uncle_regressions/tx_and_bytes_regression.py

यहाँ उद्देश्य यह देखना है कि क्या, गैस के लिए उपरोक्त संगणित गुणांकों के लिए लेखांकन के बाद, लेन-देन की संख्या के साथ या बचे हुए बाइट्स में ब्लॉक के आकार के साथ एक संबंध है। दुर्भाग्य से, हमारे पास चाचाओं के लिए ब्लॉक आकार या लेन-देन की संख्या के आंकड़े नहीं हैं, इसलिए हमें एक अधिक अप्रत्यक्ष चाल का सहारा लेना होगा जो 50 के समूहों में ब्लॉक और अंकल को देखता है। गैस गुणांक जो इस विश्लेषण को पाता है वह पिछले विश्लेषण से अधिक है: लगभग 0.04 चाचा दर प्रति मिलियन गैस। एक संभावित व्याख्या यह है कि यदि एक एकल ब्लॉक का प्रसार समय अधिक है, और यह चाचा की ओर जाता है, तो 50% संभावना है कि चाचा उच्च प्रसार-समय ब्लॉक है, लेकिन 50% संभावना भी है कि चाचा वह दूसरा ब्लॉक होगा जिसके खिलाफ वह प्रतिस्पर्धा करता है। यह सिद्धांत 0.04 प्रति मिलियन “सोशल अंकल रेट” और ~0.02 प्रति मिलियन “प्राइवेट अंकल रेट” खोज के साथ अच्छी तरह से मेल खाता है; इसलिए हम इसे सबसे संभावित स्पष्टीकरण के रूप में लेंगे।

प्रतिगमन से पता चलता है कि इस सामाजिक चाचा दर के लिए लेखांकन के बाद, एक बाइट एक अतिरिक्त ~ 0.000002 अंकल दर के लिए खाता है। लेन-देन में बाइट्स 68 गैस लेते हैं, जिनमें से 61 गैस खाते हैं बैंडविड्थ में इसका योगदान (शेष 7 इतिहास डेटाबेस को फुलाए जाने के लिए है)। यदि हम चाहते हैं कि बैंडविड्थ गुणांक और गैस तालिका में अभिकलन गुणांक दोनों प्रसार समय को दर्शाते हैं, तो इसका तात्पर्य है कि यदि हम चाहते थे वास्तव में गैस की लागत का अनुकूलन करें, हमें प्रति बाइट गैस की लागत को 50 (यानी 138 तक) बढ़ाने की आवश्यकता होगी। इसमें लेन-देन की आधार गैस लागत को 5500 तक बढ़ाना भी आवश्यक होगा (ध्यान दें: इस तरह के पुनर्संतुलन का मतलब यह नहीं होगा कि सब कुछ अधिक महंगा हो जाएगा; गैस की सीमा ~10% बढ़ा दी जाएगी ताकि औसत मामला लेन-देन थ्रूपुट अपरिवर्तित रहेगा)। दूसरी ओर, सबसे खराब स्थिति के इनकार-की-सेवा हमलों का जोखिम डेटा की तुलना में निष्पादन के लिए बदतर है, और इसलिए निष्पादन के लिए बड़े सुरक्षा कारकों की आवश्यकता होती है। इसलिए, कम से कम कुछ समय के लिए यहां कोई पुनर्मूल्यांकन करने के लिए यकीनन पर्याप्त मजबूत सबूत नहीं हैं।

एक संभावित दीर्घकालिक प्रोटोकॉल परिवर्तन इन-ईवीएम निष्पादन और लेनदेन डेटा के लिए अलग गैस मूल्य निर्धारण तंत्र शुरू करना होगा; यहां तर्क यह है कि दोनों को अलग करना बहुत आसान है क्योंकि लेन-देन डेटा को बाकी सब चीजों से अलग से गणना की जा सकती है, और इसलिए इष्टतम रणनीति यह हो सकती है कि किसी तरह बाजार को उन्हें संतुलित करने की अनुमति दी जाए; हालाँकि, ऐसा करने के लिए सटीक तंत्र अभी भी विकसित किए जाने की आवश्यकता है।

गैस सीमा नीति

एक व्यक्तिगत खनिक के लिए उनकी गैस की कीमत निर्धारित करने के लिए, 0.02 प्रति मिलियन गैस की “निजी अंकल दर” प्रासंगिक आंकड़ा है। संपूर्ण प्रणाली के दृष्टिकोण से, 0.04 प्रति मिलियन गैस की “सामाजिक चाचा दर” क्या मायने रखती है। यदि हम सुरक्षा कारकों के बारे में परवाह नहीं करते हैं और प्रति ब्लॉक 0.5 अंकल की चाचा दर के साथ ठीक थे (मतलब, “51% हमले” को सफल होने के लिए केवल 40% हैशपावर की आवश्यकता होगी, वास्तव में यह उतना बुरा नहीं है जितना लगता है) तो कम से कम यह विश्लेषण से पता चलता है कि गैस की सीमा को सैद्धांतिक रूप से ~ 11 मिलियन तक बढ़ाया जा सकता है (20 tx/sec को औसत 39k गैस प्रति tx दिया जाता है जैसा कि वर्तमान उपयोग के तहत मामला है, या 37 tx/sec साधारण भेजता है)। नवीनतम अनुकूलन के साथ, इसे और भी ऊपर धकेला जा सकता है। हालांकि, चूंकि हम सुरक्षा कारकों के बारे में परवाह करते हैं और केंद्रीयकरण जोखिमों को कम करने के लिए कम अंकल दर पसंद करते हैं, 5.5 मिलियन गैस सीमा के लिए एक इष्टतम स्तर होने की संभावना है, हालांकि मध्यम अवधि में एक “गतिशील गैस सीमा” सूत्र है जो एक विशेष लक्ष्य को लक्षित करता है ब्लॉक प्रोसेसिंग टाइम एक बेहतर तरीका होगा, क्योंकि यह हमलों और जोखिमों के जवाब में जल्दी और स्वचालित रूप से समायोजित करने में सक्षम होगा।

ध्यान दें कि केंद्रीकरण जोखिमों के बारे में चिंता और सुरक्षा कारकों की आवश्यकता एक दूसरे के ऊपर ढेर नहीं होती है। इसका कारण यह है कि एक सक्रिय डिनायल-ऑफ़-सर्विस हमले के दौरान, ब्लॉकचैन को जीवित रहने की जरूरत है, दीर्घकालिक आर्थिक रूप से केंद्रीकरण-प्रतिरोधी होने की नहीं; तर्क यह है कि यदि हमलावर का लक्ष्य आर्थिक रूप से केंद्रीकरण को प्रोत्साहित करना था, तो हमलावर अन्य खनिकों को इसमें शामिल होने के लिए रिश्वत देने के लिए सबसे बड़े पूल को धन दान कर सकता था।

भविष्य में, हम अंकल दरों को और कम करने के लिए वर्चुअल मशीन सुधारों की उम्मीद कर सकते हैं, हालांकि अंततः नेटवर्किंग में सुधार की भी आवश्यकता होगी। एक श्रृंखला पर कितनी मापनीयता संभव है, इसकी एक सीमा है, प्राथमिक बाधा डिस्क पढ़ने और लिखने के साथ है, इसलिए कुछ बिंदु (संभावित 10-40 मिलियन गैस) के बाद शार्डिंग अधिक लेनदेन को संसाधित करने का एकमात्र तरीका होगा। यदि हम केवल संतुलन गैस की कीमतों को कम करना चाहते हैं, तो कैस्पर काफी मदद करेगा, अंकल दर के “ढलान” को कम से कम एक निश्चित बिंदु तक गैस की खपत के करीब-शून्य बनाकर।



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