Kommunikation im Bitcoin-Netzwerk bald deutlich weniger Daten verbrauchend

Bald könnte die Kommunikation im Bitcoin-Netzwerk deutlich weniger Daten verbrauchen, denn nun wurde von Forschern ein Ansatz entwickelt, der den Datenstrom im Netzwerk signifikant verringern kann.

Dass Bitcoin so sicher gegen Hacker-Angriffe gilt, liegt vor allem daran, dass Bitcoin Hackern keinen zentralen Angriffspunkt bieten, wie etwa in Form eines einzelnen Servers. Das Bitcoin-Protokoll und die dazugehörige Blockchain, also die Transaktionsgeschichte, werden stattdessen von mehreren Tausend Nodes (Netzwerkknoten) beheimatet.

Eine Bitcoin Überweisung muss zuerst den Netzwerkknoten bekannt gemacht werden, bevor diese in der Blockchain landet. Dieser Vorgang geschieht, indem ein Knoten, welcher die Ankündigung einer BTC-Transaktion erhalten hat, diese an alle seiner benachbarten Nodes im BTC-Netzwerk weitergibt.

Warum werden aktuell so viele Daten verbraucht?

Dieser Vorgang der Informationsweiterleitung wird Flooding, also Überfluten, genannt. Informationen können auf diese Weise durch das ganze Bitcoin-Netzwerk wandern. Das BTC-Netzwerk besteht momentan aus rund 60.000 ansteuerbaren Knoten, davon sind 6.000 Full Nodes. Die sogenannten Full Nodes heißen so, da sie immerzu die komplette Blockchain des Bitcoin speichern, mit dem Netzwerk synchronisieren und überprüfen, ob die geminten Blöcke gültig sind.

Eine Full Node verfügt dabei über 125 Ports (Kanäle) in der Bitcoin-Standardkonfiguration. Von diesen 125 Ports haben maximal 8 die Aufgabe als ausgehender Kanäle zu dienen, um Informationen an die benachbarten Netzwerkknoten weiterzuleiten. Private Nodes hingehen verfügen nur über die Outbound Ports (ausgehende Kanäle).

Das Flooding ist jedoch nur mangelhaft effizient, worin das hauptsächliche Problem liegt. Jeder Knoten im Netzwerk erfährt so gleich mehrfach von einer geplanten Transaktion. Dieser Vorgang ist überflüssig und verursacht einen unverhältnismäßigen Datenverkehr. Nun wurde ein neuer Ansatz von den Autoren des Papers „Brandbreiteneffizientes Transaktionsrelais in Bitcoin“ entwickelt, welcher zur Reduktion des überflüssigen Datenverkehrs im BTC-Netzwerk beitragen soll.

Statt jeder Transaktion soll Nodes nur noch ein Teil davon verkündet werden

Im Paper wird beschrieben, dass ein Knoten, der das Protokoll nutzt, anstatt jede Transaktion auf jedem Link anzukündigen, nur einer Teilmenge von Peers diese verkündet. Das wird dann Low-Fanout-Flooding genannt. Die Knoten beteiligen sich regelmäßig an einem interaktiven Protokoll, um sicherzustellen, dass verpasste Ankündigungen aufgespürt und fehlende Transaktionen angefordert werden. Dieser Vorgang wird als Abgleich (Set Reconcilation) bezeichnet.

Indem Low-Fanout-Flooding und Set Reconcilation im Rahmen eines Tests der Forscher miteinander kombiniert wurden, konnten erhebliche Einsparungen beim Bitcoin-Datenverkehr erzielt werden. Das bisherige BTC-Protokoll verursacht einen proportional mit der Anzahl der Verbindungen der Knoten steigenden Datenverkehr. Mit dem neuen Ansatz soll die Konnektivität vergrößert werden und gleichzeitig das Datenvolumen gering bleiben. Das Netzwerk soll nach Auffassung der Forscher mit mehr Verbindungen pro Node robuster gegenüber Angriffen werden. Derzeit arbeiten die Forscher an einer Implementierung.