Czym jest samolubne kopanie w łańcuchu bloków?

Decentralizacja ma kluczowe znaczenie w większości projektów i sieci na blockchainie. Bitcoin deleguje sprawdzanie poprawności transakcji do węzłów z mocą obliczeniową, zamiast polegać na władzach centralnych. W blockchainie typu proof of work (PoW), takim jak Bitcoin, proces ten nazywa się wydobywaniem. Uczestnicy weryfikują transakcje kryptograficzne i otrzymują nagrody.

Bezpieczeństwo na blockchainie PoW zależy od założenia, że ​​węzły pozostaną uczciwe i będą udostępniać nowe bloki w łańcuchu. Ale nie można zagwarantować uczciwości każdego węzła. Niektórzy mogą nie publikować nowo odkrytych bloków, aby wygrać więcej nagród w procesie zwanym samolubnym wydobywaniem.

Czym jest samolubne górnictwo?

Samolubne wydobycie polega na tym, że górnik lub grupa górników podstępnie wstrzymuje nowe bloki w łańcuchu bloków, aby zmonopolizować nagrody za sprawdzanie poprawności bloków. Mining odnosi się do walidacji transakcji w sieci Bitcoin w zamian za nagrodę blokową i opłaty transakcyjne, czyli tzw jak działa kopanie bitcoinów.

Samolubne wydobycie ma miejsce, gdy górnik zachowuje informacje o nowo odkrytym bloku w tajemnicy, aby zgromadzić więcej bloków niż łańcuch publiczny i uzyskać większość nagród blokowych.

Samolubni górnicy, jeśli uda im się zaatakować, mogą zmienić trajektorię łańcucha bloków. Ich głównym celem jest podważenie łańcucha publicznego poprzez tworzenie większej liczby bloków, wystarczających do zdominowania głównego łańcucha i zmonopolizowania nagród za bloki. Gdy będą mogli zastąpić główny łańcuch swoim prywatnym łańcuchem, bloki i transakcje w ramach bloków w łańcuchu będą zupełnie inne niż to, co powinno być zwykle rejestrowane.

Jak działa samolubne górnictwo?

Aby zrozumieć samolubne wydobycie, kluczowe jest zrozumienie jak działa kopanie blockchain. Kiedy wysyłasz kryptografię z jednego portfela do drugiego, transakcja jest grupowana z innymi, tworząc blok zaszyfrowany 64-cyfrową liczbą szesnastkową zwaną hashem. Górnicy konkurują w rozwiązywaniu z mocą obliczeniową, aby odgadnąć skrót. Górnik, który odniósł sukces, uzyskuje prawo do walidacji transakcji w tym bloku, dodania go do publicznego łańcucha i otrzymania nagrody.

Samolubny górnik będzie konkurował z innymi górnikami o odgadnięcie skrótu i ​​zyska prawo do dodania bloku do łańcucha bloków. Ale zamiast dodawać (opublikować) nowy blok, samolubny górnik ukrywa ten blok i kontynuuje wydobywanie bloków na nim. Bloki wydobywane samolubnie są ujawniane tylko po to, aby uzyskać maksymalną nagrodę za bloki.

Proces wydobywania odbywa się jednocześnie, a nie jednocześnie. W dużej sieci, takiej jak Bitcoin, przetwarzane są tysiące transakcji. Aby zaoszczędzić czas, transakcje są grupowane w bloki. Górnicy rywalizują o to, jak najszybciej rozwiązać hash dla bloku, więc to oni dodają go do łańcucha.

Kiedy jednak samolubny górnik wydobywa i ukrywa blok, nie ukrywa go pod korcem. Zamiast tego górnik nie dodaje go do rozproszonej księgi, tworząc coś, co jest określane jako „przypadkowy widelec”. Przypadkowe rozwidlenie to po prostu seria bloków biegnących obok, ale nie będących częścią łańcuch blokowy. Chociaż w przypadku górnictwa samolubnego to naprawdę nie jest przypadkowe.

Podczas gdy inni kopacze kryptowalut nieustannie pracują nad publiczną częścią łańcucha bloków, samolubni górnicy budują na swoim rozwidleniu, zamierzając zgromadzić więcej bloków niż publiczny łańcuch, po czym oni opublikuj to.

W tym momencie może się zdarzyć jedna z trzech rzeczy; jeśli publiczny łańcuch jest dłuższy niż widelec samolubnego górnika, przegrywają, a (uczciwi) górnicy w publicznym łańcuchu otrzymują swoje nagrody. Jeśli łańcuch publiczny jest krótszy, wygrywają, a przypadkowe rozwidlenie jest przyjmowane jako ważny łańcuch. Dzieje się tak dlatego, że blockchain typu dowód działania jest zbudowany na założeniu, że najdłuższy łańcuch jest prawidłowym łańcuchem. „Samolubny” widelec staje się następnie częścią głównego łańcucha, a zduplikowane bloki w głównym łańcuchu są odrzucane, co powoduje, że górnicy, którzy przyczynili się do tego łańcucha, tracą swoje nagrody.

Blockchain PoW wymaga dużej mocy obliczeniowej do walidacji transakcji, więc często niesie ze sobą grupę górników rozpoczęli działalność wydobywczą zwaną pulą, która łączy ich moc obliczeniową, aby zwiększyć ich szanse na zysk nagrody. Samolubny górnik musi utrzymywać od pięciu do dziesięciu procent szybkości hashowania w sieci.

Czy samolubne wydobycie jest niebezpieczne?

Jednym ze skutków samolubnego ataku górniczego jest centralizacja sieci. Węzły na łańcuchach bloków PoW są zobowiązane do przyjęcia najdłuższego łańcucha jako prawidłowej wersji łańcucha bloków. Ponieważ uczciwe węzły ryzykują utratę swoich nagród, jeśli samolubny łańcuch okaże się dłuższy w momencie publikacji, jest bardziej prawdopodobne, że dołączą do puli samolubnych górników. W końcu samolubna pula staje się większością na blockchainie i eliminuje decentralizację w sieci.

Centralizacja wydobycia w sieci Bitcoin może również prowadzić do opóźnień w transakcjach. Kiedy samolubna pula staje się większością w sieci, może dyktować, które transakcje zostaną dodane do łańcucha publicznego. Samolubni górnicy są bardziej skłonni do priorytetowego traktowania bloków z wyższymi nagrodami. Taka selekcja transakcji doprowadzi do spiętrzenia transakcji i sprawi, że sieć będzie nieefektywna.

Ponadto samolubne wydobycie poprzez wprowadzenie centralizacji do łańcucha bloków tworzy idealne środowisko dla złośliwych aktorów. Kwestie takie jak podwójne wydatki można również rozwiązać, ponieważ zadanie sprawdzania poprawności transakcji leży w gestii nieuczciwych węzłów.

Strategie walki z samolubnym wydobyciem

Zaproponowano kilka strategii walki z samolubnym wydobyciem w sieci Bitcoin, a każda strategia ma inne podejście. Podczas gdy niektórzy sugerują wprowadzenie zmian w sieci, inne strategie obejmują dostarczanie węzłom zachęt do zachowania uczciwości.

Pierwszym zaproponowanym rozwiązaniem jest technika randomizacji. Jest to znane jako zmiana wstecznie kompatybilna. Wymaga to od górników, którzy natkną się na więcej niż jedno rozwidlenie w łańcuchu bloków, wybrania losowego rozwidlenia, nad którym będą kontynuować pracę. Oprócz losowego wybierania bloków, górnicy muszą publikować informacje o wszystkich odkrytych blokach i rozwidleniach. Ponieważ samolubne wydobycie zależy od prywatnego łańcucha i celowego ciągłego wydobycia w tym łańcuchu, wprowadzenie losowego procesu selekcji podważa aktywność.

Oddzielna strategia polega na oznaczaniu każdego bloku znacznikiem czasu. Znacznik czasu będzie zawierał informacje o tym, kiedy każdy blok został wydobyty, więc kiedy blok jest wydobywany prywatnie i następnie dodany do głównego łańcucha z nieaktualnym znacznikiem czasu, można go łatwo odróżnić od reszty i odrzucona.

Samolubne wydobycie obniża wartość Bitcoina

Niezależnie od ich lukratywnej atrakcyjności, samolubne ataki górnicze mogą negatywnie wpłynąć na sieć blockchain. Mogą prowadzić do centralizacji i opóźnień w transakcjach, tworząc idealne środowisko dla złośliwych aktorów.

Zaproponowano kilka strategii walki z samolubnym wydobyciem, w tym wprowadzanie zmian w protokole i zachęcanie węzłów do zachowania uczciwości. Ostatecznie, aby górnicy przynosili zyski, w ich najlepszym interesie leży uczciwe działanie i utrzymanie propozycji wartości kryptowaluty.