De hype van TPS (transacties per seconde)

In het huidige cryptolandschap is het moeilijk om je als cryptomunt te onderscheiden van de rest. Allemaal (enige uitzonderingen daar gelaten) maken ze gebruik van Blockchain technology. In het begin, voor 2014, was dat altijd een eigen blockchain maar tegenwoordig worden de meeste nieuwe cryptomunten uitgebracht op een Token platform zoals dat van bijvoorbeeld Ethereum, NEO, Cardano, enz.

De nieuwe tokens kunnen zich praktisch niet van elkaar onderscheiden op technisch gebied omdat ze allemaal van het hetzelfde platform gebruik maken. Dus zien we dat om de gunst van de kopers te verleiden uitgevochten wordt met ronkende websites, heel veel zogenaamde “partners”, ellenlange lijsten van team leden, advisors en supervisors, een roadmap van hier tot ginder en blitz uitziende “white papers” waarin de doelstelling vaak een beetje vaag blijft en je je regelmatig terecht kan afvragen of dit muntje nu bijdraagt aan een betere wereld of alleen dient voor het vullen van de zakken van de starters van de munt.

De Cryptomunten die met een eigen blockchain op de markt komen kunnen zich natuurlijk wel met eigen technische specificaties onderscheiden van de rest.
Één van de zaken waarmee ze dat doen is het aantal transacties per seconde dat hun blockchain/netwerk kan verwerken, de zgn. TPS. Heel trots vermelden ze dat ze meer transacties kunnen verwerken dan crypto X en Y en de grootste snoevers hebben het over meer transacties dan Paypal of Visa aankan. Vooral Visa is voor velen een voorbeeld waar ze zich aan willen spiegelen. Het centrale Visa netwerk behandeld nu gemiddeld ongeveer 4400 TPS. bron creditcard.nl

Laten we die TPS nu eens aan een nader onderzoek onderwerpen.
De moeder van de cryptomunten is natuurlijk Bitcoin. Deze munt heeft een bloktijd van 10 minuten en een bloksize van 1Mbyte. Omdat een transactie gemiddeld 420 Bytes groot is kunnen we uitrekenen dat Bitcoin 1000000/420/(10*60)=~4 transacties per seconde op het netwerk aan kan. Door invoering van SegWit is dit verhoogd tot gemiddeld 7 transacties per seconde.
Verschillende munten hebben de specificaties aangepast t.o.v. Bitcoin en komen met hogere cijfers. Zo heeft Gulden en Litecoin een bloktijd van 2,5 minuten en kunnen dus 4 keer zoveel transacties als Bitcoin aan. En Bitcoin cash heeft de blokgrootte aangepast naar 32MB en kan dus tot 32keer zoveel transacties per seconde verwerken als Bitcoin.
Het is dus zaak, als je TPS als USP (unique selling point) wil gebruiken, je dus boven de 7 uitkomt. Nou dat hebben we de afgelopen tijd geweten. De nieuwe muntjes rolden over elkaar heen om steeds hogere cijfers te presenteren.

• Bitcoin, 4–10 TPS
• Gulden, 16–40TPS
• Dash, 30-56 TPS
• Digibyte, 300-560TPS
• Neo, 1000 TPS
• Eos, 5000 TPS
• Nano, 7000 TPS
• Komodo, 20.000 TPS (1.000.000 in de toekomst)
• Ternio, 1.000.000 TPS

Daarnaast hebben verschillende bestaande munten aangekondigd “verbeteringen” aan te brengen om het aantal TPS omhoog te schroeven. Zo wil Ethereum ook via “sharding” naar 1.000.000 TPS met mogelijkheden tot uitbreiding naar 100 miljoen TPS. Maar dit zijn voorlopig theoretische waarden die nog niet in de praktijk zijn verwezenlijkt. Verwacht wordt dat Ethereum Sharding pas in 2020 kan uitrollen.

Is dit nu allemaal nodig?

De grootste crypto currency blijft natuurlijk Bitcoin. Deze crypto kon 4 TPS aan en dat liep in 2017 tegen de grenzen aan. Maar dat werd niet veroorzaakt door het theoretisch maximum aantal TPS maar voornamelijk doordat verschillende miners “lege” blokken mijnden waardoor de maximum capaciteit niet benut kon worden. Niet tegenstaande dat is met de invoering van SegWit nu gemiddeld 7 TPS mogelijk en dat is voorlopig genoeg gebleken. Het lijkt dus niet erg zinvol om nu al een Blockchain topologie neer te leggen die 1 miljoen transacties aan kan. Behalve als je dat doet voor marketing doeleinden natuurlijk. Het klinkt mooi maar dient geen enkel praktisch doel.
Hieronder voorbeelden waarbij de drang om te scoren op dit gebied negatieve effecten opgeleverd heeft.

DGB

Om bijvoorbeeld Digibyte te nemen, die heeft een bloktijd van 15 seconden gekozen en een blocksize van 2 MB. Op dit moment heeft het DGB netwerk ongeveer 0,2 transactie per seconde terwijl 560 TPS theoretisch mogelijk is. Ieder blok is nu gemiddeld 585 bytes groot. Dit betekent dat de blockchain van DGB bijzonder hard groeit met gemiddeld 1,4 Gbyte per jaar en is nu alreeds >8GB groot. Het is dus nu voornamelijk overhead wat DGB in zijn blockchain opslaat. De max capaciteit is een factor 2800 groter dan nu nodig is maar de blockchain groeit wel zeer hard, wat zich uit in een zeer traag werkende wallet. Het opstarten van de desktop wallet doet er minuten over om te synchroniseren om de laatste blokken binnen te halen. In feite een onwerkbare situatie.
Daarbij komt dat onderzoekers in 2013 bepaald hebben dat de netwerk latentie er voor zorgt dat het 12,6 seconden kan duren voordat een nieuw blok zich voortplant naar 95% van de nodes. Zie hier de paper. De bloktijd van DGB is regelmatig maar enkele seconden waardoor het voor kan komen dat een deel van het netwerk achterloopt bij een ander deel van het netwerk. Wat tot extra veel orphaned blocks leidt. Bij Ethereum, die dezelfde bloktijd hanteert, heeft men dat opgelost door zogenaamde “Uncle” blocks toe te staan. Maar het leidt allemaal tot nutteloos netwerkverkeer dat de goede werking van de Blockchain eigenlijk verstoort.

NEO

Neo heeft zijn decentraliteit grotendeels opgegeven in zijn zoektocht naar meer TPS. Ze hebben een systeem bedacht waarbij er Consensus nodes zijn die het blockchain verkeer regelen en delegeren. Er zijn nu 7 consensus nodes die onder verantwoording van de NEO foundation werkzaam zijn waardoor deze manier van werken geen controleerbare veilige gedecentraliseerde blockchain meer oplevert en dus neigt naar het centraal gestructureerde Fiat geldverkeer met zijn banken waar we nu juist met cryptogeld en blockchain vandaan wilden blijven.

Lightning network

Ook Bitcoin tracht wat te doen aan de traagheid van de transacties. Voor Bitcoin is het lightning network ontwikkeld. Een layer op het bitcoin protocol die transacties niet via blockchain maar via aparte kanalen afhandelt. Hierdoor kunnen transacties voortaan “off-chain” gedaan worden. Alleen de uiteindelijk resultaten (saldo’s) van een groep transacties wordt in de blockchain opgenomen. Maar ook deze vorm gaat ten koste van de decentraliteit en daarnaast wordt de historie van alle transacties niet meer exact bijgehouden. De blockchain zorgt ervoor dat alleen de eindsaldi blijven kloppen maar alle tussen saldi ins blaue hinein verdwijnen.
Voor meer uitleg over Lightning network kan je hier terecht

Conclusie

Het zich willen spiegelen aan de capaciteit van Visa is voor geen enkele cryptomunt nodig in de huidige crypto markt. Het drukste netwerk (Bitcoin) is een factor 1000 minder druk dan Visa, terwijl het wel willen halen van dergelijke grote aantallen transacties zeer negatieve bijverschijnselen kan opleveren voor het blockchain netwerk.
Het is natuurlijk zinvol om na te denken over oplossingen voor drukker verkeer maar de noodzaak om ze te implementeren is nog niet echt aanwezig. Het is zinniger om de tijd te nemen om een gedegen decentrale oplossing voor dit vraagstuk te bedenken dan nu een Blockchain netwerk op te zadelen met een half manke oplossing omdat het marketingtechnisch zo goed verkoopt.