Централизация майнинга — возможен ли «захват власти» в блокчейне

Централизация майнинга и атака 51%. Эти страшилки существуют с того времени, как майнинг вышел за пределы персональной техники и приобрел всеохватывающие масштабы. Какие возможны сценарии централизации майнинга и контроля более половины вычислительных мощностей узким кругом?

Пути централизации майнинга

Централизация майнинга и концентрация мощностей в одних руках может пойти двумя путями:

Наибольшую угрозу централизация майнинга представляет для новых, едва появившихся блокчейнов. Их можно быстро «оккупировать», генерируя прибыль за счет доминирующего положения. Впрочем, начнем с самого жуткого и неправдоподобного варианта развития событий.

Вариант первый: производитель перехватывает контроль над устройствами

Допустим, один из производителей займет на рынке доминирующее положение. Он может внедрить бэкдор на программном или аппаратном уровне и реализовать один из следующих сценариев:

Однако последствия подобных действий мгновенно уничтожат репутацию любой более-менее крупной компании. Коллективная жалоба и долгое судебное разбирательство в этом случае станет лишь началом процесса развала производителя.

В любом случае, даже неопытные пользователи могут заметить нестабильную работу и странное поведение устройств. Поэтому хотя любой производитель имеет физическую возможность интегрировать подобные бэкдоры, это не целесообразно. Производителю выгоднее продавать надежные и качественные «лопаты» для добычи, чем подвергать себя риску обнаружения и получать низкое вознаграждение.

Вариант второй: производитель повышает цену на оборудование

Это еще один сценарий, при котором централизация произойдет «сверху», хотя и с малой долей вероятности. Вендор-монополист способен поднять цену на оборудование, увеличив тем самым сроки окупаемости, требовать оплаты определенным способом (например, исключительно в криптовалюте), а также искусственно растягивать сроки поставки.

Однако, в условиях конкуренции такой ход практически невозможен. Новые производители регулярно выходят на рынок и они скорее снижают цены, демпингуя друг друга и сражаясь за клиентов.

Таким образом, производители не заинтересованы в концентрации мощности своими силами. Им напротив выгодно продать как можно больше устройств-«лопат». Основная опасность исходит от пользователей.

Вариант третий: захват вычислительных мощностей    

Объединение может реализовать два варианта централизации майнинга. При первом в руках компании сконцентрируется более половины пулов. Во втором случае можно объединить более половины вычислительной мощности и вплотную подойти к осуществлению «атаки 51%».

Когда майнеры стали объединяться в пулы, впервые заговорили об опасности централизации. До этого в блокчейне не предполагалось наличие единого центра, способного влиять на транзакции. Долгое время пулы не контролировали даже 20% сети, не говоря уже о 45-50%. Но по мере роста популярности майнинга, пользователи стали активнее входить именно в пулы.

Главная «фишка» пула — гарантированное вознаграждение для участников. Представим, что блокчейн-сеть состоит из 10 участников. Каждый из них имеет ферму одинаковой мощности с другими участниками. Соответственно, вероятность получить 10 биткоинов за 100 дней майнинга составляет для каждого из них примерно 1/10. Однако доподлинно неизвестно, кто будет срывать куш, а кто оставаться ни с чем. Если они объединятся в пул, то гарантированно заберут вознаграждение и поделят между собой. Каждый точно получит заветную часть биткоина.

В процессе развития пулы стали брать комиссию за гарантированное вознаграждение. Постепенно майнеры все чаще и чаще стали подключаться именно к пулам, девальвируя возможность отдельного участника на получение вознаграждения. Сложность сети выросла и некоторые пулы в той же сети биткоин отыграли солидные доли у других участников.

Например, пул GHASH.io на пике контролировал 40-45% вычислительных мощностей сети биткоин, а его конкурент BTC Guild располагал 25% мощностей. Если бы вдруг два этих пула объединились, они располагали бы 70% мощностей. В децентрализованной сети подобная концентрация позволила бы отклонять транзакции между кошельками. Пользователи даже делились наблюдениями о том, что некоторые пулы создавали несколько блоков подряд, словно проверяя возможность сети. Выдвигались также догадки о том, что GHASH продает мощности пула по фиксированной ставке через подставные каналы, расширяя и без того колоссальное влияние.

В начале августа 2018 года СМИ сообщили о снижении долей крупнейших пулов BTC.com и Antpool. Это подконтрольные Bitmain пулы, которые сократили присутствие до 30%. Доля мелких майнеров при этом вновь увеличилась. Также у пользователей появилась возможность использовать протоколы с собственными шаблонами блоков. Разработчики проиллюстрировали это решение восклицанием: «Майнеры вновь стали майнерами!».

Получается, что теоретическая вероятность атаки 51% сохраняется именно за счет концентрации вычислительных мощностей. Но централизация ведет к уязвимостям и повышению риска сетевых взломов. Поэтому концентрация мощностей не всегда в интересах «штаба».

Как реализовали сценарии захватов и почему их могут повторить

Атака 51% - это ахиллесова пята алгоритма Proof-of-Work. Поскольку вычисления происходят круглосуточно, майнеры постоянно предлагают верные хеши. В блокчейне происходит разветвление. Тогда участники признают верной ту ветвь, в которой сгенерировано больше блоков и включают ее в сеть.

Если у них оказывается более половины хешрейта, они могут добавлять свои ветки вычислений, блокируя новые («честные») транзакции. К тому же майнеры могут отзывать совершенные транзакции, перебрасывая одну и ту же монету несколько раз подряд. Это называется двойной тратой и активно используется захватчиками.

Аналитики говорят, что взломать гораздо проще альткоины и молодые блокчейны. Чтобы атаковать биткоин, например, нужно вложить около 50-60 млрд долларов.

Самые яркие атаки последних месяцев:

Абсолютной панацеи от атаки 51% или централизации нет. Теоретически, она возможна даже на алгоритме Proof-of-Stake. Недавно вариант решения предложил основатель сети Ethereum Виталик Бутерин. Он считает, что в сеть нужно добавить узлы-наблюдатели для слежения за консенсусом. Узлы будут не только автоматически выгружать результаты, что повысит отказоустойчивость системы до 99%. И тогда атаку 51% можно осуществить только в форме атаки 99%. Ложные транзакции всегда отличаются по времени и несогласованности можно будет блокировать в реальном времени.

Будем надеяться, что и остальные разработчики не сидят сложа руки и думают как сохранить децентрализацию в стремительно растущем блокчейне.
 

4 недели назад
Блокчейн