Временные метки блоков Bitcoin могут идти в обратном порядке, не нарушая последовательность блокчейна

Два последовательных блока с временными метками в обратном порядке

7 ноября временные метки блоков Bitcoin, казалось, пошли назад: в только что добытом блоке было указано более раннее время, чем в непосредственно предшествующем. Речь шла о блоках 974,987 с отметкой 21:22:24 UTC и 974,988 с отметкой 21:19:02 UTC. Поскольку блок 974,988 был добыт позже, отображаемое время выглядело несогласованным на три минуты и 22 секунды. Это расхождение вызвало вопросы о возможном сбое блокчейна Bitcoin.

Расхождение было видно в общедоступном обозревателе блокчейна, на него также обратил внимание Алекс Торн, руководитель отдела исследований Galaxy Digital. Торн отметил, что mempool.space и его собственная панель отображали такое же видимое нарушение порядка, подчеркнув при этом, что ни один из этих сервисов не ошибался. Важно понимать, что отображаемое время — это значение, записанное в блоке, а не точная отметка, полученная от центральных сетевых часов в момент добычи.

На первый взгляд, если у более позднего блока указано более раннее время, может показаться, что цепочка противоречит собственной истории. Но этот случай касается временных меток, а не последовательности блоков. Эти две записи показывают конкретный пример расхождения между этими показателями. Указывает ли это на сбой консенсуса, зависит от правил, которые Bitcoin действительно проверяет, а они не требуют, чтобы временная метка каждого блока была позже, чем у непосредственно предшествующего блока.

Как устанавливаются и проверяются временные метки Bitcoin

Майнеры Bitcoin выбирают временную метку блока. В источнике объясняется, что при поиске подходящего блока они могут изменять её, увеличивая число комбинаций, которые компьютерам предстоит проверить. Поэтому временная метка — это не просто показание синхронизированных часов, неизменным образом передаваемое от одного блока к следующему. Майнеры задают её в ходе работы, необходимой для создания блока, соответствующего правилам Bitcoin.

У этой свободы есть ограничения. Временная метка блока должна быть позже медианного времени предыдущих 11 блоков и не должна опережать часы проверяющего узла более чем на два часа. Эти проверки ограничивают значение, но не требуют строго возрастающей последовательности от блока к блоку. Иными словами, допустимое время оценивается относительно более широкой недавней истории и часов узла, а не только по временной метке родительского блока.

Правило медианы — ключ к пониманию кажущегося обратного хода времени. Временная метка может быть раньше указанной у непосредственно предшествующего блока и при этом позже медианного времени предыдущих 11 блоков. Следовательно, проверки консенсуса Bitcoin допускают некоторые локальные нерегулярности во временных метках. Пара блоков от 7 ноября иллюстрирует это различие: у более нового блока отображалось более раннее время, но сам по себе этот факт не доказывает, что сеть приняла недопустимый блок.

Почему временная метка не определяет порядок блоков

Анализ Торна даёт представление о том, насколько часто временные метки отличаются от простых часов, которые идут только вперёд. По его словам, временные метки примерно 3% блоков биткоина предшествуют временным меткам их родительских блоков. Он также отметил, что примерно каждый десятый блок приходит с временной меткой, которая опережает момент получения блока его узлом более чем на минуту. Эти цифры описывают разные особенности временных меток и помогают понять, почему это поле не следует воспринимать как точный, непрерывно синхронизированный журнал реального времени.

Эти цифры не означают, что блоки регулярно переставляются местами или что правила консенсуса игнорируются. Они показывают, что временные метки могут не совпадать с ожиданием читателя относительно точной хронологии и при этом соответствовать установленным проверкам. В источнике этот случай не описывается как сбой сети; вместо этого объясняется допустимая роль временных меток, задаваемых майнерами. Эта конкретная пара привлекла внимание, потому что отображаемое время особенно наглядно показало это различие.

Bitcoin устанавливает последовательность блоков с помощью криптографических связей, а не сортировки по временным меткам. Каждый блок содержит уникальный хеш предыдущего блока, связывающий его с родительским блоком и явно задающий порядок этих записей. Поэтому более ранняя временная метка в более позднем блоке не стирает эту связь и не меняет её направление. Чтобы определить, какой из этих двух блоков появился в цепочке первым, нужно учитывать именно криптографическую связь.

Что этот случай означает для записей, привязанных ко времени

Согласно источнику, настоящая реорганизация блокчейна требует наличия конкурирующей цепочки с большим объёмом накопленной работы майнеров. Одного изменения временных меток для этого недостаточно. Поэтому расхождение во временных метках не означает, что транзакции были отменены или что более ранний блок перестал предшествовать более позднему. Это важное различие: неожиданная отметка времени и изменение принятой истории цепочки — разные события, обусловленные разными механизмами.

Для тех, кто использует записи блокчейна, чтобы установить, когда что-либо произошло, важно помнить, что временная метка является приблизительной оценкой, а не точными показаниями независимых часов. Высота блока задаёт последовательность, а временная метка даёт оценку времени в соответствии с правилами Bitcoin. В источнике особо отмечается, что это различие важно для всех, кто полагается на записи блокчейна, чтобы точно установить, когда произошло событие. При интерпретации данных, где важно время, не следует принимать отображаемую временную метку за доказательство точного времени в реальном мире.

Сатоси Накамото описал биткоин как «сервер временных меток» в оригинальном техническом документе, однако пример от 7 ноября показывает, почему это описание не означает, что показания времени всегда идут в идеальном порядке. Система опирается на криптографическое подтверждение порядка блоков и ограниченные временные метки, отражающие примерное время. Из сообщения об инциденте нельзя точно понять, почему майнер выбрал именно это значение: источник объясняет правила и результат, но не указывает конкретную причину, по которой для этого блока была выбрана такая временная метка.

Источник: BeInCrypto