Як швидко здійснюються транзакції Ethereum?

Authors:

(1) MICHAEL PACHECO, Лабораторія аналізу програмного забезпечення та розвідки (SAIL) в Університеті Королеви, Канада;

GUSTAVO A. OLIVA, Лабораторія аналізу програмного забезпечення та розвідки (SAIL) в Університеті Королеви, Канада;

(3) GOPI KRISHNAN RAJBAHADUR, Центр передового досвіду програмного забезпечення в Huawei, Канада;

(4) Ахмед Е. Хассан, Лабораторія аналізу програмного забезпечення та розвідки (SAIL) в Університеті королеви, Канада.

Лівий стіл

Абстракт і 1 введення

2 Фона і 2.1 Блокчейн

2.2 Транзакції

3 Мотиваційний приклад

4 Час обробки обчислювальних операцій

5 Збір даних та 5.1 Джерела даних

5.2 Підхід

6 Результати

6.1 RQ1: Скільки часу потрібно для обробки транзакції в Ethereum?

6.2 RQ2: Наскільки точні оцінки часу обробки транзакцій, надані Etherscan та EthGasStation?

7 Чи можна вивести простішу модель?

8 Вплив

8.1 Що стосується кінцевих користувачів?

9 Зв'язана робота

10 Загрози валідності

11 Висновок, відмова від відповідальності та посилання

A. COMPUTING TRANSACTION PROCESSING TIMES

A.1 Довгостроковий час

A.2 Оброблений таймер

B. RQ1: GAS PRICE DISTRIBUTION FOR EACH GAS PRICE CATEGORY

B.1 Аналіз чутливості на блок-огляд

C. RQ2: SUMMARY OF ACCURACY STATISTICS FOR THE PREDICTION MODELS

D. POST-HOC STUDY: SUMMARY OF ACCURACY STATISTICS FOR THE PREDICTION MODELS

Наприклад, при спостереженні транзакцій, розробники повинні перекласти запити, захоплені на передньому кінці їхнього застосування, далеко не тривіальним, оскільки розробники повинні оптимізувати баланс між витратами (податки на транзакції) та досвідом користувача (переробний час транзакції). Але, незважаючи на те, що ці ціни є точними, онлайн-сервіси були розроблені для того, щоб надати видавцям транзакцій (наприклад, розробникам ÐApp) оцінку того, скільки часу буде потрібно для обробки транзакцій, враховуючи певну ціну газу. Ми вирішуємо, що наші медіа-сервіси мають вирішальне значення в галузі Ethereum, тому що ми використовуємо кілька процесів, таких як метафори, які показують точність

1 Введення

Блокчейн є новою програмною технологією, яка дозволяє безпечну і децентралізовану обробку цифрових транзакцій. Першою основною блокчейн-платформою був Bitcoin, який популяризував концепцію криптовалют. У платформі Bitcoin криптовалюта також називається Bitcoin (з нижчим «b») і вона представлена кодом BTC. Основна мета платформи Bitcoin полягає в тому, щоб дозволити передачу BTC між обліковими записами користувачів. Тобто, платформа Bitcoin надає платформу для обробкиКриптовалютні транзакції

Після Bitcoin було розроблено багато інших блокчейн-платформ.Програмовані блокчейнНещодавно отримав особливу популярність.На відміну від Bitcoin, запрограмовані блокчейн також приймають і виконуютьРозумні контрактиКрім підтримки транзакцій з криптовалютами, розумний контракт - це державна, загальноприйнята комп'ютерна програма, яка зазвичай написана на високому рівні, об'єктно-орієнтованою мовою програмування (наприклад, Solidity).EthereumВ Ethereum, обліковий запис користувача може відправлятиконтрактних операційКонтрактна транзакція викликає виконання функції, визначеної в розумному контракті.

Програмовані блокчейн-системи дозволяють розвиватиBlockchain-побудовані додаткиУ світі Ethereum ці додатки відомі якДецентралізовані додаткиабо просто ÐApps. Завдяки властивостям блокчейна (наприклад, безпеці, розподіленої обробки), ÐApps мають потенціал для трансформації того, як в даний час працюють підприємства.Минулого року хмарні обчислення, штучний інтелект та аналітичні міркування очолили глобальний список LinkedIn з найбільш затребуваних жорстких навичок.Всі вони знову в цьому році, але навичка, на яку ми навіть не дивилися рік тому - блокчейн - очолює список найбільш затребуваних жорстких навичок для 2020 року.

При розробці ÐApp, розробникам потрібно перекласти запити, захоплені в передньому кінці їхньої програми, в одну або кілька контрактних операцій. Наприклад, припустимо, що фінансова компанія хоче розробити банківський ÐApp на додаток до Ethereum.перекладатиФінансові операції (наприклад, оплата рахунку) в одну або кілька контрактних операцій. Щоб забезпечити приємний досвід кінцевого користувача, ці операції повинні бути оброблені якомога швидше вузлами, які підтримують блокчейн. Проте, фактичний час, який потрібно для обробки транзакції в Ethereum, залежить від декількох факторів, включаючи: ціну газу, встановлену для транзакції (специфічна для Ethereum форма транзакційних зборів), рівень використання блокчейн (тобто, наскільки великий поточний робочий навантаження), а також алгоритми пріоритетизації транзакцій, що використовуються вузлами майнера (тобто ті суб'єкти, які вибирають і ефективно обробляють транзакції в блокчейн). Іншими словами

З трьох перерахованих вище факторів, що впливають на час обробки транзакції, тільки ціна газу може контролюватися емітентом транзакції (наприклад, розробниками ÐApp). У описаному вище банківському прикладі розробники, ймовірно, досягнуть швидкого часу обробки транзакцій, встановлюючи дуже високу ціну газу.In other words, the challenge is to dynamically determine the cheapest gas price that will provide the best possible end-user experience (transaction processing time).

Онлайн-послуги були розроблені для підтримки транзакційних емітентів (наприклад, розробників ÐApp) у виборі відповідних цін на газ. В даний час двома найпопулярнішими послугами є Etherscan і EthGasStation. Ці послуги надають оцінки часу обробки в реальному часі для даної ціни на газ (або набору цін на газ). Причина полягає в тому, що, аналізуючи ці оцінки, транзакційні емітенти можуть зробити більш обґрунтований вибір ціни на газ. Незважаючи на популярність двох вищезазначених послуг, точність їхніх оцінок часу обробки залишається неясною. Крім того, служба Etherscan є власною і чорною коробкою (тобто її внутрішня робота не розкривається, що перешкоджає інтерпретації

У цьому дослідженні ми емпірично досліджуємо терміни обробки транзакцій в Ethereum. Більш конкретно, ми визначаємо типові терміни обробки, досліджуємо зв'язок між термінами обробки та цінами на газ, а також оцінюємо точність послуг оцінки часу обробки.

• RQ1: How long does it take to process a transaction in Ethereum? Також 90% з них обробляються протягом 8 місяців.Ми також спостерігаємо, що більш високі ціни на газ призводять до швидкого часу обробки транзакцій з зменшенням прибутку (наприклад, немає практичної різниці між часом обробки дорогих і дуже дорогих транзакцій).

• RQ2: How accurate are the estimates for transaction processing time provided by Etherscan and EthGasStation? Etherscan і EthGasStation використовують по дві моделі прогнозування. Наші результати показують, що чотири досліджені моделі є еквівалентними середньою абсолютною помилкою в діапазоні від 40,8s до 58,2s. Однак, в стратифікованому аналізі, заснованому на категоріях цін на газ, ми спостерігаємо, що Etherscan Gas Tracker (власний, чорний ящик) є найбільш точною моделлю для дуже дешевих і дешевих транзакцій.

Виходячи з результатів RQ1 і RQ2, ми провели пост-хок-студію, в якій ми прагнули розробити просту і інтерпретабельну модель, яка була принаймні настільки ж точною, як існуючі моделі з найвищими показниками. У такому дослідженні ми демонструємо, що проста лінійна модель регресії, яка будується тільки на одній функції, здатна виконувати принаймні так само точно, як моделі з найвищими показниками для всіх цінових категорій.Дуже дешевотадешевотранзакції, які є найскладнішими для передбачення часу обробки.

Результати нашої статті підтримують розробників ÐApp у прийнятті більш обґрунтованих рішень щодо ціни на газ їхніх транзакцій, випущених через додатки.Крім того, наша описова статистика часу обробки в Ethereum повинна бути цінною для тих, хто розглядає розробку ÐApp на вершині цієї блокчейн-платформи.

Додатки нашого дослідження такі: (i) розробка підходу до збору часу обробки транзакцій, що дозволяє майбутні дослідження в цій області, (ii) характеристика часу обробки транзакцій для різних категорій цін на газ (дуже дешевий, дешевий, регулярний, дорогий і дуже дорогий), (iii) визначення точності існуючих послуг оцінки часу обробки і (iv) розробка моделі, яка перевершує існуючі послуги оцінки.

Paper organization.Ця стаття організована наступним чином. Розділ 2 вводить ключові поняття, які ми використовуємо у цій статті. Розділ 3 описує мотиваційний приклад, який пояснює, як практик може використовувати службу оцінки часу обробки на практиці. Розділ 4 описує, як ми обчислюємо час обробки транзакцій. Розділ 5 описує процес збору даних нашого дослідження. Розділ 6 представляє мотивацію, підхід і наші висновки для кожного питання дослідження. Розділ 7 представляє наше пост-хок дослідження. Розділ 8 обговорює наслідки наших висновків. Розділ 9 представляє пов'язану роботу. Розділ 10 обговорює загрози для дійсності наших висновків. Нарешті, Розділ 11 завершує дослідження.

Цей документ доступний на архіві під ліцензією CC BY-NC-ND 4.0 DEED.

[1] https://bit.ly/2YzfcKt. Для остаточної версії паперу дані будуть доступні за допомогою постійного посилання на репозиторій GitHub.