Drivechains: Sølvkuglen til Bitcoins skaleringsproblemer eller en Pandoras æske af nye risici?

I 2023 vakte et forslag om at udvide Bitcoins funktionalitet stor debat blandt udviklere på Twitter.

Bitcoins programmerbarhed og kapacitet er forholdsvis begrænsede sammenlignet med nogle andre blockchains. Et foreslået svar var Drivechains: sidekæder knyttet til Bitcoin, som samtidig fungerer selvstændigt med egne regler og funktioner.

Forslaget fra Paul Sztorc, beskrevet i BIP 300 og BIP 301, skulle indføre en sidekædemekanisme gennem en softfork. Overførsler skulle ikke bero på en fast forvalter, men tilbageførsler til Bitcoin ville afhænge af sikkerhedsantagelser om minernes afstemninger. Udtrykket trustless kan derfor ikke forstås som fravær af alle tillidsantagelser.

Her gennemgår vi mekanismen, dens mulige anvendelser og årsagerne til striden i 2023.

Hvad er Drivechain?

Drivechain blev først præsenteret i 2015 som en måde at udvide Bitcoin gennem sidekæder. Sidekæder kan have forskellige mønter og sikkerhedsmodeller; de arver ikke automatisk hele hovedkædens sikkerhed. Stacks er eksempelvis forbundet med Bitcoin gennem Proof of Transfer og har sin egen token, STX, men er ikke en BIP 300-drivechain.

Drivechains er foreslåede sidekæder, også kaldet underordnede kæder, som bruger enheder knyttet til BTC frem for en ny, uafhængigt udstedt grundvaluta. Brugere skulle låse BTC på hovedkæden og modtage tilsvarende enheder på sidekæden via en tovejsforbindelse. Tilbageførsel til Bitcoin ville ikke alene blive godkendt med et kryptografisk bevis for sidekædens korrekte tilstand.

Kæderne skulle fungere som selvstændige blockchains og kunne udvindes sammen med Bitcoin gennem kombineret mining, som det også sker for RSK-sidekæden.

Aktivering ville kræve en softfork med begrænsede ændringer på grundlaget. En senere fjernelse af regler ville også kræve koordinering og ville ikke være en enkel fortrydelse. Sztorc ønskede at begrænse opsplitninger som følge af uenighed og hardforks. Bitcoin Cash opstod ved en særskilt hardfork den 1. august 2017 under skaleringsstriden; det blev ikke skabt af selve SegWit-softforken.

Målet var at afprøve ønskede funktioner og anvendelser fra andre kryptokæder på sidekæder, uden at hvert forsøg ændrede Bitcoins grundlæggende design.

Tilhængerne forventede ekstra gebyrer til minere og mente, at det kunne understøtte hashkraft og sikkerhed. Mulige anvendelser omfattede stablecoins, tokeniserede værdipapirer, decentraliseret finans (DeFi) og ikke-fungible tokens (NFT’er), som allerede blev brugt på Ethereum og andre kæder. Formålet var mere eksperimentering omkring Bitcoin med begrænsede ændringer af L1. Fordelene var forventninger, ikke sikre resultater.

Klik her for at lære alt om investering i Bitcoin (BTC).

Hvordan fungerer Drivechain?

Drivechains kombinerer sidekæder og en tovejsforbindelse, der knytter enheder på sidekæden til BTC på hovedkæden.

Forenklet betalingsverifikation, SPV, gør det muligt for en let klient at kontrollere, at en transaktion indgår i en kæde, ved hjælp af blokhoveder og et tilhørende bevis i stedet for at lagre alle blokke som en fuld node. Men i BIP 300 godkendes tilbageførsler fra sidekæden ikke blot med et SPV-bevis for ejerskab eller gyldighed. De afhænger af længerevarende godkendelse fra Bitcoin-minerne.

Ved en indbetaling låses BTC i et særligt output på hovedkæden. Sidekæden registrerer indbetalingen og krediterer det tilsvarende beløb efter sine egne regler.

De tilknyttede enheder kan bruges med funktioner og afvejninger, som Bitcoins L1 ikke understøtter. Sidekædens design kan eksempelvis give hurtigere blokke og lavere gebyrer.

Ved tilbageførsel til Bitcoin foreslår BIP 300 samlede udbetalingsbundter. Et SPV-bevis for, at en bruger har enheder på sidekæden, er ikke i sig selv tilstrækkeligt.

Sidekæden kontrollerer udbetalingsanmodningerne efter egne regler og samler dem i et bundt. Bitcoin validerer ikke dermed alle sidekædens transaktioner og regler.

En hash af udbetalingsbundtet indsendes derefter til længerevarende afstemning blandt minere på hovedkæden. Når protokollens godkendelseskrav er opfyldt, kan de låste BTC udbetales til de angivne modtagere. Sikkerheden afhænger derfor af minernes incitamenter og adfærd.

Forslagene: BIP 300 og 301

Paul Sztorc, grundlægger og leder af Layer 2 Labs, er Bitcoin-forsker og -udvikler og har arbejdet med Drivechain-idéen siden 2015.

Ifølge den historiske omtale i artiklen rejste Layer 2 Labs 3 millioner dollar i startkapital fra private investorer i december 2022 til udvikling af Drivechains og andre Bitcoin-teknologier. Selskabet udtalte dengang, at løsningen kunne overflødiggøre altcoins, øge udbredelsen af Bitcoin og fremskynde en bred overgang til Bitcoin som penge. Det var selskabets forventninger.

Sztorc beskrev idéen i BIP 300 og BIP 301. BIP 300 blev registreret i 2017 og BIP 301 i 2019, ikke begge i 2017. Bitcoin Improvement Proposals beskriver tekniske ændringsforslag, som diskuteres i fællesskabet. Offentliggørelse er ikke det samme som aktivering.

Her er de centrale elementer i de to forslag.

BIP 300

I august 2023 indsendte Bitcoin Core-udvikleren Luke Dashjr et foreløbigt udkast til BIP 300-kode. Artiklen beskrev dengang 17 commits og en omskrivning med en UTXO-lignende model, altså inspireret af håndteringen af ubrugte transaktionsoutput.

I beskrivelsen på GitHub forklarede Dashjr, at koden ville dele Bitcoins eksisterende UTXO-database og cache frem for at oprette en særskilt sidekædedatabase. Han anså det for en renere og lettere gennemgåelig indledende løsning, men var åben for andre tilgange.

Udkastet fra 2023 indeholdt ingen aktiveringsmekanisme og kunne ikke anvendes sikkert på netværket i den form. Der var behov for væsentlige yderligere ændringer og udvikling, eventuelt med en anden tilgang efter fællesskabets vurdering.

BIP 301

Dette BIP 301-forslag beskriver blind kombineret mining. Ved almindelig kombineret mining bruges det samme beregningsarbejde til flere kæder med kompatible algoritmer, så minerne kan modtage belønninger fra dem.

Ved den almindelige form vælger deltageren at køre den ekstra kædes software. Blind kombineret mining lader en anden aktør drive sidekædens node og betale Bitcoin-minere for at inkludere blokforpligtelser gennem Bitcoin-transaktionsgebyrer. Minerne behøver ikke selv validere alle sidekædens transaktioner.

Debatten

I 2023 tog diskussionen fart på sociale medier, da nye Bitcoin-tilhængere genovervejede Sztorcs idéer. Drivechains lovede flere muligheder, men indebar også afvejninger, som skulle vurderes.

Der havde allerede været strid om Ordinals, der indskriver digitale objekter i Bitcoin gennem data i Taproot-scripts. Selve Ordinals-indskrifterne kræver heller ikke en særskilt token eller sidekæde. Drivechains er et andet forslag og kunne bruges til BTC-transaktioner med større privatliv eller kapacitet.

Ifølge Sztorc skulle Drivechains afhjælpe to problemer: begrænset innovation i Bitcoins grundprotokol og spredning af udviklingsindsatsen, når ændringer kræver bred enighed. Dette var hans vurdering af problemerne og løsningen.

Heterogenitet betyder her forskellige brugerønsker om funktioner, omkostninger og sikkerhed, ikke blot at kerneudviklere nægter ændringer. Drivechain-idéen var at gøre det muligt at eksperimentere uden tilladelse på separate kæder, så hver ny funktion ikke skulle indbygges i grundlaget.

Skalering var en anden mulig anvendelse. Sidekæder kunne have større blokke og modtage brugere direkte, afhængigt af deres design.

Ud over flere brugere kunne sidekædernes apps og tokens skabe aktivitet og ekstra gebyrer. Forskellige kæder kunne afprøve zk-SNARKs, større blokke, Turing-komplette scripts, MimbleWimble og ringsignaturer som i Monero. Målet var et åbent marked for tekniske idéer omkring Bitcoin.

Tilhængere anså sidekæder og deres apps og tokens for vigtige kilder til transaktionsgebyrer. De argumenterede for, at minerne uden mere transaktionsaktivitet en dag kunne få problemer med rentabiliteten.

I 2023 kom en stor del af miningindtægterne fra udstedelsen af nye BTC pr. blok. Denne bloksubsidie halveres for hver 210.000 blokke og falder ikke lineært. Udstedelsen forventes at ophøre omkring 2140, hvorefter protokollens betaling til minerne alene vil bestå af transaktionsgebyrer. Den samlede blokbelønning omfatter allerede både subsidie og gebyrer.

Når subsidien falder, skal gebyrer dække en større del af indtægterne, hvis incitamenterne til mining skal opretholdes. Drivechain-tilhængere forventede, at mere aktivitet kunne skabe ekstra gebyrer, som i sidste ende tilfaldt Bitcoin-minerne.

Der er dog sikkerhedsmæssige afvejninger. Blind kombineret mining giver indtægter uden drift af en sidekædenode. Separat afhænger BIP 300’s udbetalingsmekanisme af minernes godkendelser. Funktionerne hænger sammen, men mining er ikke i sig selv et bevis for, at en udbetaling følger alle sidekædens regler.

Artiklen gengav Dashjrs advarsel om, at et angreb med flertallet af hashkraften kunne være mere alvorligt med Drivechains. Ud over at omorganisere kæden kunne et ondsindet flertal omdirigere BTC låst til en sidekæde. Det betyder ikke, at minerne kan bruge vilkårlige BTC i almindelige tegnebøger på hovedkæden.

Den daværende artikel gengav også Dashjrs skarpe advarsel om, at han på grund af centraliseringen af mining fandt det uklogt at sende BTC til en Drivechain og sammenlignede det med at destruere mønter eller donere til minere.

I sin kodebeskrivelse understregede Dashjr samtidig, at arbejdet med implementeringen ikke i sig selv var en støtte til idéen. En konsensusændring krævede opbakning fra fællesskabet og skulle kunne bruges af dem, der valgte at deltage.

BitMEX fremhævede i sin analyse fra august 2023 de omstridte sider af tilbageførsler fra sidekæder. Forfatterne vurderede, at minere kunne censurere eller forfalske data eller samarbejde med en administrator om at stjæle sidekædens BTC. Samtidig anerkendte de, at vellykkede sidekæder kunne øge Bitcoins nytteværdi.

Kritikere frygtede også, at kombineret mining kunne øge deltagelsesomkostningerne og påvirke rentabilitet og centralisering. Tilhængerne fremhævede ekstra gebyrer, og at deltagelse i blind kombineret mining ville være frivillig.

Nogle kritikere kaldte forslaget et angreb på Bitcoin og en måde at tilføje mønter af tvivlsom værdi uden reel nytte. Tilhængerne svarede, at modstanden også afspejlede tilbageholdenhed over for forandring.

Afsluttende overvejelser

Drivechains var i 2023 et omstridt forslag om sekundære kæder, der samarbejder med hovedkæden og giver brugerne flere muligheder. Idéen var ikke ny og havde været diskuteret i årevis.

Mulige fordele omfattede større kapacitet, eksperimentering uden tilladelse og bedre tilpasningsevne. Brugerne kunne vælge privatlivsfunktioner, smarte kontrakter og ekstra tokens, hvilket kunne åbne for nye produkter og anvendelser. Fordelene afhang dog af gennemførelse og anvendelse.

Implementeringen ville kræve en softfork og tilføre kompleksitet og mulige risici. Hensigten var én indledende ændring, som kunne lade fremtidig udvikling foregå på sidekæder uden nye ændringer af grundlaget for hvert forsøg.

Tidligere i 2023 havde Ordinals skabt en lignende debat. Artiklen rapporterede dengang, at de tilknyttede transaktioner udgjorde størstedelen af aktiviteten i den omtalte periode. Det var en historisk oplysning om denne periode.

Sztorc anså dengang aktivering for uundgåelig, fordi forslaget kunne skabe gebyrer til minerne og tillade direkte indbetalinger på sidekæder. Det var hans forventning. I artiklens 2023-kontekst var fællesskabet fortsat uenigt, og det var uvist, om og hvornår forslaget ville blive aktiveret.

Klik her for at lære alt om at købe Bitcoin (BTC).