Über ein neues Relay-Protokoll könnte die Bandbreite, die für Bitcoin-Nodes notwendig ist, erheblich reduziert werden. Hierbei handelt es sich jedoch nicht um eine vollständige Skalierungslösung.

Erlay wurde von Gleb Naumenko, einem Wissenschaftler der University of British Columbia, in Zusammenarbeit mit den Bitcoin Core Entwicklern Greg Maxwell und Pieter Wuille entwickelt. Der Zweck des Protokoll ist es, die benötigte Bandbreite für eine Node erheblich zu senken. Naumenko schrieb dazu folgendes in seinem Bericht:

„Anstatt, dass wir jedem Peer jede Transaktion mitteilen, werden Informationen nur über wenige Verbindungen (nur 8 ausgehende) mitgeteilt. Periodisch wird dann ein Protokoll zur Einstellabstimmung durchgeführt, um die fehlenden Informationen weiterzugeben.

Das Abgleichungsprotokoll verwendet Fehlerkorrekturcodes, um Transaktionen an Peers zu übermitteln, die bereits über ähnliche Informationen verfügen, wobei die verwendete Bandbreit nur gleich der Größe der Differenz ist.

Ergebnis: Die Hälfte der Bandbreite, die eine Node benötigt, wird eingespart, wodurch auch Timing-Angriffe erschwert werden und zudem eine erhebliche Menge an Ressourcen frei werden.
Würde man die Anzahl der ausgehenden Peers auf 32 erhöhen, so würde Erlay etwa 75% gegenüber dem aktuellen Protokoll einsparen.“

Bandbreite ist ein wichtiger Faktor, wenn es um Skalierung geht, nicht nur in Bezug auf eine eventuelle Erhöhung der Blockgröße, sondern auch, wenn es um die Einbindung kleinerer Geräte in das Netzwerk geht, wobei letzteres der wichtigste Anwendungsfall von Erlay ist.

Nur ein Teil von dem, was notwendig ist, um das Netzwerk richtig zu skalieren

Laut dem IT-Wissenschaftler Dr. Darren Tapp von der Arizona State University kann Erlay die Belastung der Nodes reduzieren, ist jedoch kein Freifahrtschein für On-Chain-Skalierung:

„Durch das Erlay-Protokoll kann Bandbreite eingespart werden, die für den Betrieb von Nodes notwendig ist. Dies hat jedoch keine Auswirkung auf die Blockpropagierung, wenn diese nicht verlangsamt werden soll. Erlay würde ohne ein Zusatzprotokoll die Latenz erhöhen. Deswegen ist ein gut ausgearbeitetes Zusatzprotokoll notwendig, um diese Bedenken zu beseitigen.“

Auch andere Wissenschaftler haben sich laut Tapp mit dem Thema Bandbreitenreduzierung beschäftigt, wobei sich darunter auch solche befinden, die an Konzepten arbeiten, die einen positiven Effekt auf die Blockpropagierung haben und daher für On-Chain-Skalierung nutzbar sind:

„Wissenschaftler der UMass Amherst wollen einen Bloomfilter für jede Verbindung verwenden. Dadurch würde ein Bloomfilter all jene Transaktionen durchlaufen lassen, die einer anderen Node bekannt sind. Hierdurch könnte die Bandbreite genauso wie bei Erlay reduziert werden. Zudem könnten fehlende Transaktionen ermittelt werden, damit diese bei der Blockpropagierung versandt werden.

Die Divergenz der Mempools, welche die Einführung von Graphene verlangsamt, hat ASU- und UMass-Forscher dazu veranlasst Synchronisationstechniken für den Mempool in Betracht zu ziehen. Am offensichtlichsten wäre es hierbei, das Xthin-Protokoll zu verwenden.“

Dr. Tapp war selbst an der Erforschung einer effizienten Möglichkeit der On-Chain Skalierung beteiligt, welche sich besonders gut für Dash eignet. Diese Skalierung ist erforderlich, um ein globales Zahlungsnetzwerk zu unterstützen. Um einen näheren Einblick in die Skalierungs-Technologie zu bieten hat er eine Reihe an Beiträgen auf Dash News veröffentlicht, welche sich mit Bloomfiltern, Bloom-Lookup Tabellen (IBLTs), Graphene, Giftblockangriffen und dem Velocity Protokoll beschäftigen.

Dash kombiniert On-Chain-Skalierung mit einer robusten und dezentralen Infrastruktur

Bitcoin verfolgt im Gegensatz zu Dash den Ansatz, dass weiterhin jeder eine Full Node betreiben kann, wodurch die Möglichkeit der On-Chain Skalierung sehr stark eingeschränkt wird. Dash hingegen möchte On-Chain Skalierung dadurch ermöglichen, dass es das Masternode-Netzwerk dafür nutzt. Hierdurch wird die Zahl der Dash Nodes nicht sinken, da diese für ihren Aufwand vergütet werden, was einen erheblichen Vorteil mit sich bringt. Die Untersuchungen der Arizona State University zeigten dahingehend, dass Dash auf diese Weise ein Niveau erreichen könnte, das dem von PayPal gleicht oder sogar noch über dieses hinauswächst.