SIROTČÍ VS. STRÝCOVÉ BLOKY: KLÍČOVÉ ROZDÍLY

Definice osiřelých a strýcových bloků

V komplexní oblasti technologie blockchain hrají „osiřelé“ a „strýcové“ bloky významnou roli v tom, jak decentralizované sítě zvládají šíření dat a konsenzus. Ačkoli se tyto termíny někdy používají zaměnitelně, odkazují na odlišné koncepty, zejména při zvažování různých blockchainových protokolů, jako jsou Bitcoin a Ethereum.

Co je osiřelý blok?

Osiřelý blok je platný blok, který byl vytěžen téměř současně s jiným blokem, ale nakonec nebyl zahrnut do nejdelšího řetězce, známého jako „hlavní řetězec“, blockchainové sítě. Může vzniknout v důsledku toho, že dva těžaři vyřeší blok současně a vytvoří dočasný rozvětvení. Síť nakonec toto rozvětvení vyřeší přijetím jednoho bloku do hlavního řetězce – obvykle toho, který se stane základem pro další bloky – a odmítnutím druhého. Odmítnutý blok se stává osiřelým.

Mezi důležité vlastnosti osiřelých bloků patří:

• Jsou platné z hlediska výpočetní práce, ale jsou vyřazeny z hlavního řetězce.
• Nepřispívají do historie transakcí používané sítí.
• V protokolech jako Bitcoin nezískávají odměny za bloky těžařů.

Co je to strýcový blok?

strýcový blok (označovaný také jako „ommer“ blok) je částečně platný blok rozpoznávaný v určitých sítích, jako je Ethereum. Stejně jako osiřelé bloky vznikají i strýcové bloky, když jsou dva bloky vytěženy téměř současně, ale do hlavního řetězce se dostane pouze jeden. Na rozdíl od osiřelých bloků však strýcové bloky nejsou zcela ignorovány. V Ethereu jsou strýčkové bloky odkazovány pozdějšími bloky a stále jsou odměňovány, i když se sníženou sazbou.

Mezi významné vlastnosti strýčkových bloků patří:

• Jsou to platné bloky, které nebyly vybrány pro nejdelší řetězec, ale jsou uznávány.
• Ethereum odměňuje těžaře strýčkových bloků, aby podpořilo decentralizaci.
• Částečně přispívají k bezpečnosti sítě a spravedlnosti šíření bloků.

Stručně řečeno, ačkoli jak osiřelé, tak strýčkové bloky vznikají ze stejné situace – konkurenčních bloků produkovaných současně – odlišuje je způsob, jakým s nimi síť zachází. Osiřelé bloky jsou zahozeny, zatímco strýčkové bloky mohou stále hrát roli v procesu konsensu.

Technické rozdíly v blockchainových protokolech

Abychom lépe pochopili rozdíl mezi osiřelými a strýčkovými bloky, musíme se zaměřit na to, jak různé blockchainové protokoly zpracovávají šíření bloků a konsenzus, se zaměřením zejména na Bitcoin a Ethereum. Protokoly nejen definují, co tyto bloky tvoří, ale také jak ovlivňují pobídky k těžbě, bezpečnost a mechanismy škálovatelnosti.

Bitcoin a osiřelé bloky

V blockchainu Bitcoin, když dva těžaři vyřeší blok přibližně ve stejnou dobu, mohou uzly dočasně přijímat a šířit různé verze blockchainu. Konsenzus Bitcoinu určuje, který blok se stane součástí hlavního řetězce, a to pomocí Nakamotova konsensu: řetězec s nejvyšším kumulativním důkazem práce je rozpoznán jako platný řetězec. Zahozený blok je poté považován za osiřelý.

To má několik důsledků:

• Těžaři, kteří produkují osiřelé bloky, ztrácejí odměny za bloky a transakční poplatky.
• Toto motivuje centralizované těžební chování, kdy se těžaři snaží rychle najít a stavět na nejdelším řetězci.
• Osiřelé bloky nejsou uloženy v permanentní knize a nepoužívají se pro validaci transakcí.

V Bitcoinu neexistuje žádný formální mechanismus strýců. Protokol zachází se všemi bloky mimo hlavní řetězec jako s úplnými osiřelými bloky, bez možnosti obnovení nebo částečné odměny.

Ethereum a bloky strýců

Ethereum zavedlo inkluzivnější mechanismus rozpoznávání zastaralých bloků jako „strýců“. Protokol GHOST (Greedy Heaviest Observed Subtree) umožňuje Ethereu nepřímo zahrnout „strýčky“ do svého řetězce:

• Bloky se mohou odkazovat na předchozí zastaralé bloky (strýčky), aby byla zachována spravedlnost sítě.
• Odměny za „strýčky“ (obvykle zlomek odměny za celý blok) jsou rozděleny mezi těžaře „strýčka“ a těžaře, který jej zahrne do budoucího bloku.
• Podle pravidel Etherea 1.0 lze do bloku zahrnout maximálně dva „strýčky“.

Tento design zlepšuje odolnost Etherea vůči centralizaci a podporuje účast tím, že uděluje částečné uznání za pokusy o těsnou těžbu. Také umožňuje rychlejší blokování (~13 sekund ve srovnání s 10 minutami u Bitcoinu), což zvyšuje pravděpodobnost kolizí bloků, aniž by to penalizovalo těžaře tak tvrdě jako Bitcoin.

S přechodem Etherea 2.0 na Proof of Stake se očekává, že relevance strýců klesne, ale zůstávají klíčovým prvkem předchozího modelu šíření bloků Etherea.

Důsledky pro síťovou bezpečnost a těžbu

Manipulace s osiřelými a strýcovými bloky má zásadní vliv na síťovou bezpečnost, efektivitu a trategie těžby. Různé přístupy k rozpoznávání bloků mohou ovlivnit chování těžařů, konečnost transakcí a dynamiku decentralizace v celé síti.

Dopad na efektivitu těžby

Z pohledu těžařů představuje produkce bloku, který skončí mimo hlavní řetězec (buď osiřelý, nebo strýcový), plýtvání zdroji. Vzhledem k tomu, že těžba je konkurenční a náročný proces na zdroje, způsob, jakým blockchain odměňuje nebo ignoruje zastaralé bloky, ovlivňuje provozní strategie:

• Těhači bitcoinů raději staví na blocích, o kterých vědí, že jsou v hlavním řetězci. Osiřelé bloky nenabízejí žádnou odměnu, což vytváří „závod o vysílání“ s omezenou latencí.
• Částečné odměny Etherea za bloky typu „strýc“ toto riziko snižují, čímž se ekosystém stává přívětivějším pro menší těžaře nebo ty, kteří se nacházejí dále od síťových uzlů.

To vede k asymetrii, kde Ethereum prostřednictvím bloků typu „strýc“ podporuje širší účast a vyváženější chování při těžbě, což může omezit konsolidaci hašovací síly a podpořit decentralizaci.

Aspekty zabezpečení sítě

Bezpečnost v blockchainových sítích je hluboce spjata s procesem konsensu. Zpracování osiřelých a strýcových bloků ovlivňuje následující:

• Konečnost: Šance na vrácení transakce je vyšší v síti náchylné k osiřelým blokům, protože forky mohou způsobit reorganizaci bloků.
• Struktura pobídek: Odměňování strýcových bloků snižuje ekonomické výhody spojené s centralizovanou těžební infrastrukturou a zlepšuje spravedlnost protokolu.

Když například Bitcoin vyřeší osiřelý blok, všechny transakce v tomto osiřelém bloku se potenciálně vrátí do mempoolu k zahrnutí do následujících bloků. To může ovlivnit zpoždění transakcí a ve vzácných případech dokonce způsobit problémy s dvojitým utrácením.

Naproti tomu zahrnutí strýcových bloků do Etherea posiluje vyšší propustnost sítě a rychlejší potvrzení, aniž by to výrazně ohrozilo bezpečnost. Snižuje to také tlak na centralizaci, což dává uzlům s nižší latencí (např. jednotlivým těžařům) oporu v odměnovém fondu.

Adaptace v moderních blockchainových sítích

Moderní blockchainové protokoly jsou postaveny na těchto principech. Například:

• Protokoly jako Ethereum Classic také zahrnují bloky typu „strýček“, ale mohou se lišit ve způsobu výpočtu odměn za bloky typu „strýček“.
• Horizen a Zilliqa zavedly alternativní řešení, jako je sharding a rozdělení sítě, aby snížily míru osiřelých bloků.
• Rozvíjející se sítě typu Proof-of-Stake (PoS) mají tendenci zcela obcházet koncept bloků typu „strýček“ a „strýček“ a více se zaměřují na konečnost prostřednictvím konsensu validátorů namísto konkurence v těžbě.

V podstatě, ačkoli bloky typu „strýček“ i „strýček“ vznikají ze stejného technického omezení – latence bloku v globálně distribuovaných sítích – každý blockchain se přizpůsobuje jedinečně. Volba, zda tyto bloky zahodit, nebo začlenit, odhaluje základní hodnoty sítě: efektivitu, spravedlnost nebo prioritu bezpečnosti.

Pochopení těchto mechanismů nejen posiluje vývojáře a těžaře, ale také informuje o rozhodování podniků, které vytvářejí aplikace na blockchainových platformách, zejména při výběru mezi sítěmi, jako je Bitcoin a Ethereum.