Биткоин – это тщательно сбалансированная игра стимулов. В децентрализованной экосистеме равенство интересов имеет жизненно важное значение для долгосрочной жизнеспособности сети. Стимулы, которые побуждают
ноды обеспечивать безопасность сети, в основном являются финансовыми: работая честно нода заслуживает вознаграждение, попытается обмануть систему – теряет потенциальный доход.
Это вполне естественно для майнинга. Желающие начать майнить инвестируют большие суммы в электроэнергию и специализированное оборудование в надежде окупить свои инвестиции и получить прибыль за счет добавления
блоков в блокчейн. Майнеры стремятся максимизировать свою прибыль, и самый простой способ сделать это – играть по правилам.
Если майнер добавляет
блок в цепочку, он получает все комиссии в блоке, а также часть недавно добытых монет. Мы называем это
вознаграждением за блок, и данная награда уменьшается вдвое каждые 210 000 блоков (примерно каждые четыре года). На момент написания, она составляет 12.5 BTC, но в дальнейшем будет сокращена до 6.25 в течение
нескольких месяцев.
Финансовый стимул делает майнинг весьма конкурентной средой, что в конечном итоге повышает безопасность и децентрализацию сети. Некоторые предполагают, что эти стимулы могут превратиться в своеобразный азарт. В данной статье мы рассмотрим и разберем основные моменты концепции эгоистичного майнинга (от англ. selfish mining).
Наиболее полное исследование эгоистичного майнинга можно найти в статье написанной в 2013 году под названием: «
Majority is not Enough: Bitcoin Mining is Vulnerable» учеными-исследователями Иттаем Эяль и Эмином Гюн Сирера. В тезисной форме, суть документа заключается в том, что вопреки распространенному мнению, стимулы для майнеров биткоина ошибочны и могут в конечном счете привести к централизации сети.
Давайте рассмотрим эгоистичный майнинг на следующем примере. Предположим, что хешрейт равномерно распределен между четырьмя майнерами: Алисой, Бобом, Кэрол и Дэном (каждый имеет по 25%). Алиса, Боб и Кэрол играют по правилам, но Дэн пытается использовать систему для своей выгоды.
По стандарту, мы полагаем, что майнер, который найдет блок, немедленно добавит его в цепочку. И это то, что делают Алиса, Боб и Кэрол как добросовестные участники сети. Но когда Дэн находит блок, он удерживает его (он нашел правильное решение, но пока еще не добавил его). Дэну может повезти и он найдет сразу два блока подряд раньше всех остальных.
Давайте предположим, что было добыто 100,000 блоков. Итак, теперь у нас есть Алиса, Боб и Кэрол, пытающиеся предложить 100,001-й блок. Дэн находит его, но сохраняет эту информацию в тайне. Теперь есть две цепочки: публичная и секретная – Дэна (длиннее основной). Пока остальные все еще пытаются найти 100,001-й блок, он уже находит 100,002-й.
Цепь Дэна теперь на два блока впереди. Если его удача не иссякнет, он всегда сможет опережать основную цепь на этом расстоянии, и продолжать идти дальше. Когда другие будут подходить к тому, чтобы сократить дистанцию на один блок, он частично раскрывает свою цепь.
Теперь публичная сеть Дэна
длиннее, чем та, над которой работали другие участники. Согласно правилу самой длинной цепочки, «корректной» цепью для работы, является та, которая набрала наибольшее количество
доказательств работы (метрика, также именуемая
работой в цепи). Таким образом, если нода обнаружит цепочку, в которой накоплено больше работы, она переключится и выделит свою майнинговую мощность в пользу более длинной цепочки.
Теперь Алиса, Боб и Кэрол видят цепочку Дэна и они признают ее как основную. Любые награды, которые они получили бы в другой цепочке, больше не будут учитываться, и поскольку Дэн уже ранее добыл блоки в текущей цепочке, он присваивает все награды себе.
Для всех участников было бы дешевле просто вести себя так, как обычно. Эгоистичный майнинг предполагает большие затраты, но важно отметить, что тот, кто будет это практиковать, сохраняет за собой главное стратегическое преимущество перед другими участниками сети, ведь в результате, к атакующему, вероятнее всего, присоединятся майнеры, которые только усугубят ситуацию.
В своей статье, Эяль и Сирер подчеркивают, что это очень серьезный риск, ведь со временем эгоистичный майнинг может привести к увеличению количества хешей в майнинг-пулах, так как стороны будут объединяться с эгоистичными организациями для максимизации своего дохода. Как только один пул получит большую часть мощности, он может предпринять попытку
атаки 51%.
Другие не воспринимают подобное как угрозу, ссылаясь на идеологические соображения майнеров, а также на стимул поддерживать децентрализованную работу сети, ведь сам факт наличия коррумпированной экосистемы не позволит майнерам окупить свои вложения в электроэнергию и оборудование, а также извлекать какую-либо прибыль.
Если консорциум майнеров может успешно переключится на эгоистичный майнинг, это может стать довольно привлекательной стратегией для тех, кто желает увеличить сумму своих собственных доходов. В худшем случае стимулы попросту заставят честных майнеров присоединиться к эгоистичным майнерам, нанося ущерб децентрализации биткоина.
Однако, в случае с большими системами, сторонам не имеет смысла объединяться таким образом. В конце концов, действия, направленные на подрыв безопасности сети, могут банально привести к падению цены биткоина, что напрямую влияет на прибыльность майнинга.
