Bitcoin är ett noggrant balanserat spel med incitament. I ett decentraliserat ekosystem är det viktigt att samordna deltagarnas intressen för nätverkets långsiktiga hälsa. Incitamenten som driver
noder att säkra nätverket är främst ekonomiska – genom att agera ärligt belönas de. Om de försöker fuska går de miste om potentiella intäkter.
Detta är uppenbart inom utvinning. Parterna investerar stora mängder kapital i elektricitet och specialiserad hårdvara i hopp om att få tillbaka sin investering och göra vinst genom att lägga till
block i blockkedjan. Miners försöker maximera sin avkastning och det enklaste sättet att göra detta är genom att följa reglerna.
Om en miner lägger till ett block till kedjan får denne alla avgifter som betalas för transaktionerna från blocket som denna miner har lagt till, plus en del nymintade coin. Vi kallar detta för
block-belöning och mängden coin som tas emot halveras vart 210 000:e block (ungefär vart fjärde år). I skrivande stund är belöningen värd 12,5 BTC, men den kommer att sänkas till 6,25 inom några månader.
Det ekonomiska incitamentet att utvinna har gjort denna aktivitet mycket konkurrenskraftig, vilket i slutändan ökar säkerheten och decentraliseringen av nätverket. Vissa spekulerar att dessa incitament kan förbättras för vissa. I den här artikeln ska vi ta en titt på begreppet självisk utvinning.
Den mest omfattande utforskningen av självisk utvinning finns i en artikel från 2013:
Majority is not Enough: Bitcoin Mining is Vulnerable, av forskarna Ittay Eyal och Emin Gun Sirer. Artikelns tes är att, i motsats till vad många tror, är incitamenten för bitcoin-miner felaktiga och kan i slutändan leda till en centralisering av nätverket.
Låt oss demonstrera självisk utvinning med ett exempel. Antag att den totala hashhastigheten är jämnt fördelad mellan fyra miners: Alice, Bob, Carol och Dan (var och en med 25 %). Alice, Bob och Carol följer reglerna, medan Dan försöker utnyttja systemet för egen vinning.
Under normala omständigheter förväntar vi oss att miners som hittar ett block lägger till det i kedjan omedelbart. Och detta är vad Alice, Bob och Carol gör, som de ärliga deltagare de är. Men om Dan hittar ett block kan han undanhålla det (det är en giltig lösning, men blocket har ännu inte lagts till). Dan kan ha tur och hitta två block i rad innan någon annan gör det.
Låt oss anta att 100 000 block har utvunnits. Alice, Bob och Carol försöker föreslå det 100 001:a blocket. Dan hittar det, men håller denna information privat. Det finns nu två kedjor – den offentliga och Dans hemliga (som också är längre). Medan de andra fortfarande försöker hitta block nummer 100 001, hittar han nummer 100 002.
Dans kedja ligger nu två block före. Förutsatt att lyckan inte vänder och han alltid kan ligga före den andra kedjan med samma distans, fortsätter han. När de andra är ikapp med bara är ett block bakom avslöjar han sin kedja.
Dans numera offentliga kedja är
längre än den som de andra deltagarna arbetade med. Enligt en regel som vi kallar den
längsta kedjeregeln är den "rätta" kedjan att arbeta på den som har samlat på sig mest
bevis på arbete/Proof-of-Work (ett mått som även kallas
kedjearbete). Så om en nod upptäcker en kedja som har mer ackumulerat arbete kommer den att byta och dedikera utvinningskraft till denna längre kedja.
Alice, Bob och Carol ser då Dans kedja och följer den. Eventuella belöningar som de skulle ha tjänat på den andra kedjan slutar att existera. Och eftersom Dan har utvunnit de där blocken på den nuvarande kedjan behåller han alla belöningar.
Det skulle vara billigare för alla deltagare att helt enkelt bete sig som de förväntas göra. Självisk utvinning skapar en hel del slöseri, men det är viktigt att notera att de som deltar i praktiken har en strategisk fördel gentemot andra deltagare i nätverket. Som ett resultat får angriparen sannolikt sällskap av andra miners som bara kommer att göra saken värre.
I deras artikel lyfter Eyal och Sirer fram detta som en stor risk: efter hand kan självisk utvinning leda till att gruvpooler växer i hashhastighet, eftersom parterna kommer att samarbeta med de själviska enheterna för att maximera sina intäkter. När en enda pool har fått majoriteten av makten kan den försöka sig på en
51 %-attack.
Andra uppfattar inte ett sådant beteende som ett hot med hänvisning till ideologiska överväganden från miners, såväl som ett incitament att hålla nätverket i drift på ett decentraliserat sätt. Att tillåta att ekosystemet korrumperas förhindrar dess miners från att få tillbaka sina investeringar i elektricitet och hårdvara eller att göra vinst.
Om självisk utvinning framgångsrikt kan drivas av ett sammanslutning av miners kan det bli en attraktiv strategi för de inblandade att öka sina egna intäkter. I ett värsta scenario får incitamenten ärliga miners att ansluta sig till själviska miners, vilket skadar bitcoins decentralisering.
På det stora hela är det dock knappast meningsfullt för parterna att anpassa sig på detta sätt. Att agera för att undergräva nätverkets säkerhet kan trots allt få bitcoin-priset att sjunka, vilket direkt påverkar lönsamheten för en utvinning.
