Bitcoin-ketjun haarautumiset selitettynä: miksi jokainen BTC:n haltija saa uuden omaisuuserän suhteessa 1:1

Vastaus ei liity mitenkään anteliaisuuteen, vaan siihen, miten Bitcoin tosiasiassa seuraa omistajuutta.

Bitcoin ei seuraa saldoja, vaan lähtöjä

Bitcoinilla ei ole tilikirjaa, jossa olisi nimiä ja juoksevia summia. Sen sijaan se seuraa käyttämättömiä transaktiolähtöjä, joita kutsutaan UTXO:iksi. Jokainen UTXO on erillinen bitcoin-palanen, joka on lukittu tiettyyn avaimeen. Lompakon saldo on yksinkertaisesti kaikkien niiden UTXO:iden summa, jotka yksityisavain voi avata. Tällä yksityiskohdalla on merkitystä, koska se selittää, mitä haarautuminen tosiasiassa kopioi.

Kun hard fork aiheuttaa pysyvän haarautumisen, kaksi verkkoa alkaa soveltaa erilaisia sääntöjä samasta yhteisestä historiallisesta pisteestä lähtien. Jokainen kyseistä pistettä edeltävä lohko ja jokainen hetkeä ennen sitä olemassa ollut UTXO on identtinen molemmissa ketjuissa.

Mitään ei tarvitse luoda uudelleen tai laskea liikkeelle uudelleen. Molemmilla verkoilla on jo samat tiedot, koska ne olivat sama ketju haarautumiseen asti.

Miksi 1:1 ei ole lahja, vaan kopiointi

Kuvittele haltija, jolla on 1 BTC yhdessä UTXO:ssa juuri ennen haarautumista. Tuo ulostulo on olemassa yhteisessä historiassa, jonka molemmat ketjut perivät. Bitcoin-ketju tunnistaa sen. Uusi haarautunut ketju tunnistaa sen myös, koska se hyväksyi samat lohkot siihen pisteeseen asti. Yksityistä avainta ei ole kopioitu jonkin verkkoprosessin avulla. Se oli jo ainoa, jolla kyseistä ulostuloa voitiin käyttää, ja nyt kaksi erillistä solmuryhmää on itsenäisesti yhtä mieltä tästä tosiasiasta.

Siksi suhde on aina 1:1 tilannekuvassa. Kyseessä ei ole perinteisessä mielessä airdrop, jossa projekti lyö uusia tokeneita ja lähettää ne osoiteluetteloon. Kukaan ei laadi luetteloa. Mikään uusi transaktio ei siirrä mitään. Haarautunut verkko yksinkertaisesti laskee saman, jo ennen haarautumista olemassa olleen UTXO-joukon ja alkaa sitten soveltaa siihen omia sääntöjään jatkossa.

Yksi sääntö ei takaa kahta samanlaista tulevaisuutta

Suhde 1:1 kuvaa vain haarautumisen hetkeä. Sen jälkeen ketjut eivät enää pysy synkronoituna. Omistaja voi käyttää bitcoinejaan alkuperäisessä ketjussa jättäen haarautuneen kolikon koskemattomaksi, tai päinvastoin. Ketjun haarautumisen jälkeen louhitut uudet bitcoinit ovat olemassa vain Bitcoin-ketjussa. Haarautuneessa ketjussa louhitut uudet kolikot ovat olemassa vain siellä. Tarjonta, hinta ja transaktiohistoria eroavat toisistaan haarautumisen jälkeen.

Itsehallinta tekee molempien osapuolten lunastamisesta periaatteessa suoraviivaista, sillä kuka tahansa, joka hallitsee avainta tilannekuvan ottamishetkellä, voi yleensä allekirjoittaa transaktioita kummassakin ketjussa. Säilytyspalveluissa tilanne on erilainen. Jos bitcoineja on pörssin lompakossa, pörssi hallitsee avainta tilannekuvan ottamishetkellä, ei yksittäinen asiakas. Se, saako asiakas haarautuneen kolikon, riippuu täysin alustan käytännöistä, ei itse protokollasta.

Yhteinen historia luo piilevän riskin: toistaminen

Koska molemmat ketjut alkavat identtisillä allekirjoitussäännöillä, yhdelle ketjulle luotu transaktio voi joskus olla kelvollinen myös toisessa. Tämän hyödyntämiseen ei tarvita yksityistä avainta. Riittää, että kopioidaan jo allekirjoitettu transaktio yhdestä verkosta ja lähetetään se uudelleen toiseen. Jos se menee läpi, haltija menettää kykynsä päättää itsenäisesti, milloin ja miten hän siirtää haarautuneen kolikkonsa.

Tämän vuoksi aiemmissa merkittävissä haaroituksissa on sisällytetty toistosuojaus, tyypillisesti upottamalla ketjukohtainen tunniste allekirjoitettavaan kohteeseen. Transaktio, joka sisältää kyseisen tunnisteen, vahvistetaan tarkoitetussa ketjussa ja hylätään toisessa, mikä sulkee porsaanreiän ilman, että käyttäjien tarvitsee tehdä mitään ylimääräistä. Haarat, joissa ei ole vahvaa suojausta, jättävät päätöksen haltijalle, jonka on ehkä luotava tarkoituksellisesti ketjukohtainen transaktio, ennen kuin varojen siirtäminen on turvallista kummallakin puolella.

Louhinnan vaikeusaste on uuden ketjun seuraava este

Haarautunut ketju perii myös Bitcoinin louhintavaikeuden, joka on kalibroitu sen hashrateen mukaan, joka verkostolla oli ennen haarautumista. Tämä luku vastaa harvoin sitä, mitä uusi ketju tosiasiassa houkuttelee. Jos haarautumisen jälkeen hash-teho on huomattavasti pienempi, lohkot saapuvat hitaasti, kunnes seuraava aikataulun mukainen säätö ehtii tasoittaa tilannetta. Tämä jättää uudelle verkostolle väliaikaisen jakson, jolloin se tuottaa lohkoja epätasaisesti ja on helpompi häiritä kuin ketju, josta se on peräisin.

Hash-teho ratkaisee, mitä ketjua solmu tosiasiassa seuraa

Vielä yksi seikka estää kahden verkon sekoittumisen toisiinsa. Bitcoin-solmut valitsevat sen kelvollisen ketjun, jolla on eniten kertynyttä työtodistusta (proof of work, PoW), mutta vain niiden ketjujen joukosta, jotka noudattavat omia konsensussääntöjään. Solmu, joka noudattaa Bitcoinin alkuperäisiä sääntöjä, ei hyväksy haarautunutta lohkoa pelkästään siksi, että haarautuneet louhijat ovat tuottaneet sen taustalla enemmän kumulatiivista työtä. Hash-teho ratkaisee kiistat kelvollisten, keskenään kilpailevien lohkojen välillä samojen sääntöjen puitteissa. Sillä ei ole valtaa pakottaa solmua hyväksymään lohkoa, joka rikkoo sääntöjä, joita solmu jo noudattaa. Tämä on yksi syy siihen, miksi hard fork johtaa kahden pysyvän ketjun syntymiseen sen sijaan, että yksi ketju voittaisi yksin.

Mikään tästä ei muuta eCashin ja BIP-110:n ytimessä olevaa perusmekanismia. Ketjun halkeaminen ei luo arvoa tyhjästä. Se monistaa olemassa olevan omistustietueen tunnustamisen kahteen tilikirjaan, jotka sitten kulkevat omia teitään, jolloin toistosuojaus ja louhinnan vakaus määräävät, kuinka käyttökelpoiseksi uusi omaisuuserä muuttuu.