Xthin Blocks (Parte 1): escalando la cadena principal de Bitcoin

La alternativa Xtreme Thinblocks (acortada como Xthin), es una de las herramientas que el equipo de desarrolladores del cliente Bitcoin Unlimited ha perfeccionado y actualmente promociona. En la búsqueda de resolver el problema de la saturación de la red Bitcoin debido al límite del tamaño de los bloques, fueron realizadas pruebas usando el protocolo de Xthin en la red de Bitcoin en los últimos dos meses y, finalmente, los resultados y conclusiones han sido anunciadas.

El equipo encargado de llevar a cabo las pruebas ha decidido dar a conocer los detalles pertinentes, así como datos estadísticos y análisis de resultados, en 5 publicaciones en la red Medium. En CriptoNoticias haremos seguimiento del tema debido a su importancia y potencial para la resolución del actual problema de saturación de la red.

La primera de estas publicaciones, a la cual hace referencia este artículo, se enfoca en definir y explicar el funcionamiento del protocolo Xthin, así como la metodología empleada en los experimentos recientes en la red de Bitcoin.

Los experimentos fueron llevados a cabo por Andrew Clifford, Peter R. Rizun, @sickpig, Andrew Stone y Peter Tschipper; con colaboración de Jihan Wu del grupo de minería de bitcoins AntPool y con la financiación del usuario @cypherdoc. En las pruebas, se comparó el desempeño de los nodos del cliente Bitcoin Unlimited que emplean el protocolo de Xthin con aquellos que se ejecutan de forma estándar.

Además de ello, se emplearon nodos ubicados en China y en otros países; esto último con la finalidad de comparar el desempeño de la propagación de información entre nodos de la red Bitcoin sujetos a las limitaciones técnicas que ejerce The Great Firewall of China debido a las políticas de censura al Internet en el país asiático.

¿Qué son los Xtreme Thinblocks o Xthin?

Esta tecnología nace con el objetivo de eliminar el cuello de botella que detiene la escalabilidad de la red Bitcoin: la propagación de bloques entre los nodos de la red. Acuerdo al informe publicado por los investigadores de la firma Cornell, este es el principal obstáculo respecto a la escalabilidad, puesto que los nodos reciben con frecuencia dos veces las mismas transacciones.

Aunado a ello, los bloques propagados en nodos ubicados en China presentan mayor retraso en sus tiempos de propagación en comparación a los que se transmiten entre nodos ejecutados fuera de los controles del gran cortafuegos chino. Aunque el porcentaje de nodos en China supera apenas el 2% del global, las estadísticas de Kaiko reflejan que los grupos de minería chinos generan más del 80% de los bloques de la red Bitcoin; por lo que es de vital importancia desarrollar y ejecutar soluciones a dicho problema.

Precisamente, la tecnología de Xthin surge como una opción diseñada para superar tales obstáculos al disminuir notablemente la cantidad de datos propagados en los bloques y sus respectivos tiempos de propagación. Xthin utiliza un filtro Bloom como herramienta para seleccionar cuáles transacciones en un bloque ya han sido propagadas entre un nodo A y un nodo B, y así evitar transferir información repetida que aumentará el tamaño de los bloques de forma innecesaria.

Los experimentos realizados arrojaron resultados sorprendentes, donde el tamaño de los bloques Xthin son aproximadamente de 35 kilobytes, sumando la cantidad de información del bloque y la del filtro Bloom correspondiente. Esto contrasta con los 770 kilobytes de los bloques no comprimidos que son propagados utilizando la técnica estándar y actual de la red Bitcoin.

El otro parámetro que fue puesto a prueba y generó excelentes resultados, fue el tiempo de propagación de los bloques entre los nodos. La cantidad de tiempo requerida para propagar un bloque se midió con el establecimiento de un temporizador que se activaba inmediatamente después que el nodo receptor recibía la notificación de que se dispone de un nuevo bloque, y el temporizador se detenía cuando el bloque había sido completamente recibido y reconstruido.

Tal como se observa en la figura, el tiempo medido usando Xthin fue de tan solo 7,3 segundos; un tiempo que será comparado con los de los bloques propagados con la tecnología estándar y los resultados serán analizados en la próxima publicación del miembro del equipo, Peter Rizun.

Para manejar una amplia cantidad de variables y contextos adaptados a la red de Bitcoin actualmente, en las pruebas se emplearon cuatro escenarios distintos donde los nodos ubicados en China y en el resto del planeta fueron evaluados tanto con la tecnología Xthin como en la modalidad estándar.

Xthin y la escalabilidad de la red Bitcoin

Esta tecnología fue diseñada y propuesta por Peter Tschipper, quien se basó en el trabajo realizado por el antiguo desarrollador de Bitcoin Core, Mike Hearn. La propuesta original de Hearn presentaba una forma de propagación denominada “Thin Blocks” donde solamente los hashes de las transacciones eran transmitidos entre los nodos, en vez de la información de completa de las transacciones.

La modificación y mejora de Tschipper es la introducción de los filtros Bloom, los cuales seleccionan previamente los hashes de las transacciones no repetidas entre los nodos para luego propagarlas entre ellos. No debe confundirse las funciones de Xthin con SegWit, puesto que la primera es una tecnología de propagación de bloques entre los nodos, mientras que la segunda está enfocada en seleccionar la información específica que se registran en los bloques.

De hecho, la utilización de Xthin con SegWit podría ser una combinación bastante eficiente que reduciría en gran forma la cantidad de información que se registra en los bloques de la red Bitcoin. Xthin ya está siendo ejecutado en nodos del cliente Bitcoin Unlimited; sin embargo, puede ser implementado en cualquier otro cliente debido a la naturaleza de fuente abierta de Bitcoin.

Xthin presenta una opción más que puede ser aprovechada por cualquier usuario, grupo de minería o equipo líder desarrollador de un cliente para ser promovida. Si bien algunos resultados ya han sido expuestos, esta serie de publicaciones de Peter Rizun nos dará una perspectiva mucho más amplia de las ventajas que provee Xthin en la búsqueda de soluciones eficientes y seguras, orientadas a garantizar la escalabilidad de la red Bitcoin.

Para mayor información sobre Xthin, filtros Bloom, aspectos técnicos y dudas sobre esta tecnología, les invitamos a ver el siguiente vídeo: