Bitcoin je pečlivě vyvážená hra pobídek. V decentralizovaném ekosystému je pro dlouhodobou životaschopnost sítě nezbytné sladit zájmy účastníků. Pobídky, které
uzly vedou k zabezpečení sítě, jsou především finanční – za poctivé jednání jim náleží odměna. Při pokusu o podvod jim potenciální příjem uniká.
To je patrné při těžbě. Strany investují velké množství kapitálu do elektřiny a specializovaného hardwaru v naději, že se jim investice vrátí a že přidáváním
bloků do blockchainu dosáhnou zisku. Těžaři se snaží maximalizovat své zisky a nejjednodušší způsob, jak toho dosáhnout, je hrát podle pravidel.
Pokud těžař přidá blok do chainu, obdrží všechny poplatky za transakce ze svého bloku a také část nově vytěžených coinů. Tomu říkáme
odměna za blok a množství obdržených coinů se každých 210 000 bloků (zhruba každé čtyři roky) snižuje na polovinu. V době psaní tohoto článku má odměna hodnotu 12,5 BTC, ale během několika měsíců bude snížena na 6,25.
Díky finanční pobídce k těžbě se tato praxe stala vysoce konkurenční, což v konečném důsledku zvyšuje bezpečnost a decentralizaci sítě. Někteří spekulují, že tyto pobídky by šlo zneužít. V tomto článku se podíváme na koncept selfish miningu.
Nejobsáhlejší průzkum selfish miningu lze nalézt v článku
Majority is not Enough: Bitcoin Mining is Vulnerable (Většina nestačí: Těžba Bitcoinu je zranitelná) z roku 2013 od výzkumníků Ittaye Eyala a Emina Gun Sirera. Teze článku zní, že navzdory všeobecnému přesvědčení jsou pobídky pro těžaře bitcoinů chybné a mohou v konečném důsledku vést k centralizaci sítě.
Ukažme si selfish mining na příkladu. Předpokládejme, že celkový hash rate je rovnoměrně rozdělen mezi 4 těžaře: Alice, Bob, Carol a Dan (každý s 25 %). Alice, Bob a Carol hrají podle pravidel, ale Dan se snaží využít systém pro svůj vlastní prospěch.
Za normálních okolností bychom očekávali, že těžař, který nalezne blok, jej okamžitě připojí do chainu. A to Alice, Bob a Carol jako poctiví účastníci dělají. Pokud však Dan najde blok, podrží si ho (jedná se o oprávněné řešení, ale ještě musí být zavedeno). Dan může mít štěstí a najít dva bloky za sebou dříve než kdokoli jiný.
Předpokládejme, že bylo vytěženo 100 000 bloků. Nyní se tedy Alice, Bob a Carol pokoušejí navrhnout blok 100 001. Dan ho najde, ale tuto informaci si nechá pro sebe. Nyní existují dva chainy, veřejný a Danův tajný (a delší). Zatímco ostatní se stále snaží najít blok 100 001, on najde blok 100 002.
Danův chain je nyní o dva bloky napřed. Pokud ho neopustí štěstí a bude schopen s touto vzdáleností udržet náskok před druhým chainem, pokračuje dál. Když ho ostatní dohoní tak, že jsou jen o jeden blok pozadu, Dan svůj chain odhalí.
Danův nyní zveřejněný chain je
delší než chain, na kterém pracovali ostatní účastníci. Podle pravidla, kterému říkáme
pravidlo nejdelšího chainu, je „správný“ chain, na kterém se pracuje, ten, který nashromáždil nejvíce z mechanismu
Proof-of-Work (metrika označovaná také jako
chainwork). Pokud tedy uzel odhalí chain, který má nashromážděno více práce, přepne se a věnuje těžební výkon tomuto delšímu chainu.
Nyní Alice, Bob a Carol vidí Danův chain – nyní ho považují za chain, který je třeba sledovat. Odměny, které by získali na jiném chainu, již neexistují. A protože Dan tyto bloky vytěžil v aktuálním chainu, všechny odměny zůstávají jemu.
Bylo by skutečně levnější, kdyby se všichni účastníci chovali tak, jak se od nich očekává. Selfish mining vytváří velké množství odpadu, ale je důležité si uvědomit, že ti, kteří se mu věnují, si udržují strategickou výhodu oproti ostatním účastníkům sítě. V důsledku toho se k útočníkovi pravděpodobně přidají těžaři, kteří situaci jen zhorší.
Eyal a Sirer ve svém článku upozorňují na toto hlavní riziko: časem by selfish mining mohl vést k tomu, že by těžební pooly zvyšovaly hash rate, protože strany se budou spojovat se sobeckými subjekty, aby maximalizovaly své výnosy. Jakmile jeden pool získá většinu výkonu, může se pokusit o
51% útok.
Jiní takové jednání nevnímají jako hrozbu a odvolávají se na ideologické důvody těžařů a také na motivaci udržet síť v provozu decentralizovaným způsobem. Umožnění poškození ekosystému zabrání jeho těžařům, aby se jim vrátily investice do elektřiny a strojů nebo aby dosáhli zisku.
Pokud se sdružení těžařů podaří úspěšně realizovat selfish mining, může to být pro zúčastněné skutečně atraktivní strategie, jak zvýšit své vlastní výnosy. V nejhorším případě pobídky způsobí, že se poctiví těžaři přidají k sobeckým těžařům, což poškodí decentralizaci Bitcoinu.
V širším měřítku však nedává smysl, aby se strany takto sjednocovaly. Koneckonců jednání, které podkopává bezpečnost sítě, může způsobit pokles ceny Bitcoinu, což má přímý dopad na ziskovost těžby.
