La visione di un analista di rete sulla Block Chain

Martin Harrigan è un informatico e sviluppatore di software. È il fondatore di QuantaBytes, una startup irlandese che sviluppa una serie di strumenti per analizzare e visualizzare la blockchain di bitcoin. È anche coautore di ONE dei primi articoli accademiciper studiare le proprietà di rete della blockchain e le sue implicazioni per l'anonimato.

La blockchain è un registro decentralizzato e basato sul consenso di ogni transazione Bitcoin riuscita fino a oggi. A partire dal 300.000° blocco, il registro include oltre 38 milioni di transazioni.

Oltre a essere un monumentale risultato tecnico, la blockchain è un affascinante dataset. Possiamo usarla per creare una rete di transazioni che modella il FLOW di bitcoin dalla creazione del blocco genesi fino ai giorni nostri.

In questa rete, ogni nodo rappresenta una transazione e ogni edge (diretto) rappresenta un FLOW di bitcoin da un output di ONE transazione a un input di un'altra. Questa grande e complessa rete ha oltre 38 milioni di nodi e 85 milioni di edge.

Scienza delle reti

La scienza delle reti è lo studio delle reti complesse. Fornisce teorie, tecniche e strumenti che ci aiutano a comprendere la struttura eevoluzione di una rete. La rete di transazioni Bitcoin è un esempio PRIME . Il suo elemento costitutivo di base, la transazione, può essere combinato per produrre trasferimenti complessi di valore. Ciò si riflette nella struttura topologica della rete di transazioni.

La rete nel suo complesso è troppo grande e complessa per la maggior parte degli strumenti di visualizzazione di rete. Tuttavia, possiamo misurare varie proprietà strutturali della rete. Ad esempio, le transazioni possono essere caratterizzate dai loro diversi numeri di input e output. Ma come sono distribuiti questi numeri in pratica? Nella rete di transazioni, possiamo analizzare i gradi in e out dei nodi. Possiamo tracciare le distribuzioni dei gradi in e out. Esse mostrano, per ogni possibile grado, il numero di volte in cui si verificano nella rete.

In entrambi i casi, osserviamo relazioni inverse tra questi numeri. Più basso è il grado, più frequentemente si verificano i nodi con quel grado; più alto è il grado, meno frequentemente si verificano. Ci sono molti valori anomali. Il valore anomalo nella distribuzione out-degree con out-degree uguale a due è dovuto a un'abbondanza di transazioni con esattamente due output.

Componente connesso gigante

Supponiamo di essere in grado di visualizzare l'intera rete di transazioni Bitcoin . Probabilmente assomiglierebbe a una "palla di pelo". Queste visualizzazioni soffrono di confusione e sovra-tracciamento a un livello estremo che le rende inutilizzabili per qualsiasi scopo pratico. Tuttavia, forniscono ONE chiave. Abbiamo a che fare con ONE grande componente connesso o con diversi componenti connessi più piccoli?

Un componente connesso è un gruppo di nodi e bordi che sono tutti connessi tra loro, direttamente o indirettamente. Se una rete ha un componente connesso gigante, significa che quasi ogni nodo è raggiungibile da quasi ogni altro nodo. Se ignoriamo la direzione dei bordi nella rete di transazioni Bitcoin , allora contiene effettivamente un componente connesso gigante che copre oltre il 99,9% di tutti i nodi. Il secondo componente connesso più grande ha solo 71 nodi.

Quattordici gradi di separazione

I sei gradi di separazione sono la teoria secondo cui tutti sul pianeta sono collegati a tutti gli altri attraverso una catena di conoscenze connon più di sei luppoli. Nella terminologia della scienza delle reti, questo si traduce nella teoria secondo cui la rete sociale della razza Human ha un diametro di sei. Facebook segnalatoche il diametro effettivo (che copre il 90% di tutte le coppie di utenti) della sua rete sociale è cinque e diminuisce con il tempo.

Il numero equivalente per la rete di transazioni Bitcoin è quattordici e aumenta nel tempo. Vale a dire, nel 90% di tutte le coppie di transazioni, il percorso più breve tra di esse nella rete di transazioni, ignorando la direzionalità, è al massimo quattordici hop. Il valore crescente è probabilmente dovuto al fatto che, a differenza del social network Facebook, non c'è attaccamento preferenziale. I nuovi nodi sono collegati ai nodi esistenti le cui transazioni corrispondenti non sono ancora state completamente riscattate. In altre parole, la rete di transazioni cresce solo alla frontiera.

La prima valuta con un registro

Sorprendentemente, il Bitcoin non è la prima valuta con un registro da cui possiamo modellare il trasferimento di valore. La valuta comunitaria Tomamae-cho è stata introdotta nella prefettura di Hokkaido in Giappone per un periodo di tre mesi nel 2004-05 nel tentativo di rivitalizzare l'economia locale. Il sistema Tomamae-cho prevedeva buoni regalo riutilizzabili e legalmente convertibili in yen. C'era uno spazio di inserimento sul retro di ogni certificato per i destinatari per registrare le date delle transazioni, i loro nomi e indirizzi e gli scopi dell'uso, fino a un massimo di cinque destinatari.

I ricercatori hanno raccolto questi certificati per ricavare una struttura di rete che rappresentasse il FLOW di valuta durante il periodo. Hanno mostrato, ad esempio, che la rete aveva piccolo mondoproprietà.

La blockchain è un equivalente digitale dei certificati Tomamae-cho. Non contiene informazioni quali nomi e indirizzi o scopi di utilizzo. Tuttavia, ha altre proprietà che la rendono adatta per analizzare il trasferimento di valore, tra cui la sua accuratezza, dimensione e completezza.

L'applicazione dell'analisi di rete alla blockchain è un'area poco esplorata, ma affascinante. Ci sono una manciata di studi accademici ma molto poco in termini di software e strumenti per aprirla a un pubblico più ampio.Quanti byteè una startup irlandese, fondata dal'autore, sviluppando una serie di strumenti per analizzare e visualizzare la blockchain di bitcoin. Comprendendo la struttura e l'evoluzione della blockchain, possiamo comprendere meglio i modelli di utilizzo di bitcoin, l'economia e la crescita del sistema nel suo complesso.

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