Что такое Эгоистичный Майнинг?

Selfish mining - это метод майнинга криптовалют, при котором группа майнеров (или отдельный пользователь) сотрудничают для максимизации своего дохода и получения контроля над блокчейном. Процесс включает в себя скрытие только что созданных блоков от публичного блокчейна и их открытие в определенное время для получения преимущества перед другими майнерами. Эта стратегия облегчается способом, которым блокчейны Proof-of-Work (PoW) проверяют транзакции с использованием узлов или майнеров, которые решают сложные криптографические головоломки.

Отдельные майнеры часто присоединяются к майнинговым пулам, чтобы объединить свою вычислительную мощность и делиться вознаграждениями, поскольку высокое энергопотребление и затраты на блокчейны PoW делают сложным конкуренцию для одиночных майнеров. Награды за майнинг распределяются на основе вклада каждого узла в пул.

В некоторых случаях два блока могут быть созданы одновременно, что может привести к разделению блокчейна на две отдельные цепочки. Эгоистичные майнеры эксплуатируют эту уязвимость, удерживая передачу своего добытого блока другим узлам. В результате честные узлы продолжают добавлять новые блоки к цепочке, не зная о задержанном блоке. Тем временем эгоистичные майнеры продолжают майнить на своей частной цепочке, которая становится длиннее.

Как только эгоистичные майнеры получают достаточное преимущество, они выпускают удерживаемый ими блок в общедоступный блокчейн. Это заставляет блокчейн признать цепь эгоистичных майнеров как действительную, аннулируя работу честных узлов и награждая майнеров-эгоистов майнинговыми вознаграждениями. Это побуждает других майнеров присоединиться к пулу эгоистичного майнинга, увеличивая его размер и, возможно, контроль над блокчейном.

Если эгоистичный майнинговый пул накапливает большинство хэш-скорости сети (51% или более), он может манипулировать обработкой транзакций и подорвать децентрализованный характер блокчейна. Однако такой исход маловероятен, поскольку майнеры знают, что любая обнаруженная мошенническая деятельность может привести к значительному падению цены криптовалюты. В результате большинство майнеров предпочитают действовать честно, а не присоединяться к высокооплачиваемым, потенциально мошенническим майнинговым пулам.

За что известен эгоистичный майнинг?

Эгоистичный майнинг - это спорная стратегия, известная своим потенциалом подорвать стабильность и справедливость операций по майнингу криптовалюты. Злоупотребляя встроенными правилами сети блокчейн, майнеры, использующие этот подход, могут максимизировать свою прибыль за счет других. Эгоистичный майнинг включает в себя:

• С задержкой обнаруженных блоков
• Принуждение других майнеров тратить ресурсы на заброшенные цепи
• Концентрация хэш-мощности в одном субъекте или пуле

Это консолидация увеличивает риск 51% атаки, что может привести к цензуре и двойным расходам в сети. Хотя крупные сети, такие как Биткойн, пока что не были значительно затронуты эгоистичным майнингом, его продолжающаяся угроза децентрализованной природе криптовалют вызывает обоснованные опасения относительно их долгосрочной безопасности и стабильности.

источник: https://digitalcommons.odu.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1314&context=ece_fac_pubs

Диаграмма перехода состояний в эгоистичном майнинге

Диаграмма перехода состояний - это важный инструмент для понимания поведения сети биткойна при атаке на эгоистичный майнинг. Диаграмма, как показано на рисунке 2, различает шесть основных состояний: 0 (исходное состояние), 0’ (двойные ветви), 1 (лидирующий блок), 2 (лидирующих два блока), 3 (лидирующих три блока) и 4 (успешная атака).

В начальном состоянии (0) все майнеры добывают на одной основной цепи без каких-либо ответвлений. Когда злоумышленный майнер обнаруживает блок и держит его в секрете, система переходит из состояния 0 в состояние 1 с коэффициентом перехода λ01. Если честный майнер первым находит блок, система остается в состоянии 0, с коэффициентом µ00.

В состоянии 1, если зловредный майнер успешно добывает следующий блок на своей частной ветке, система переходит в состояние 2, с коэффициентом λ12. Если честный майнер находит следующий блок раньше зловредного майнера, система переходит в состояние 0’, с коэффициентом µ10’.

В состоянии 0’ (где цепь имеет две ветви одинаковой длины), система переходит в состояние 1, когда самостоятельный майнер первым находит новый блок, с частотой λ0’1. Если честный майнер обнаруживает новый блок первым, система возвращается в начальное состояние 0, с частотой µ0’0.

Во втором состоянии злоумышленный майнер может первым найти следующий блок с частотой λ23, вызывая переход системы в состояние 3. Если честный майнер обнаруживает следующий блок, система снова переходит в состояние 1 с частотой µ21.

В состоянии 3, когда честный майнер успешно добывает следующий блок с частотой λ34, система переходит в состояние 4. В состоянии 4 эгоистичный майнер транслирует свою частную ветвь, которая становится главной ветвью, завершая тем самым атаку эгоистичного майнинга.

Диаграмма перехода состояний, основанная на подходе непрерывной цепи Маркова (CTMC), помогает вывести вероятности состояний и анализировать надежность сети Биткойн. Это понимание позволяет исследователям исследовать эффекты различных скоростей перехода состояний на общую стабильность и безопасность сети Gate.io.

исходный текст: https://digitalcommons.odu.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1314&context=ece_fac_pubs

Индикаторы эгоистичной деятельности

Обнаружение эгоистичной добычи может быть сложной задачей, поскольку она включает в себя выявление тонких изменений в сети. Два основных сетевых сигнатуры могут помочь выявить эгоистичную добычу:

• Брошенные (сиротские) блоки: Всплеск сиротских блоков может сигнализировать о наличии эгоистичного майнинга. Эгоистичные майнеры стремятся превзойти работу честного пула, что приводит к серии отброшенных блоков. Мониторинг частоты брошенных блоков во времени позволяет обнаружить, находится ли эгоистичный майнинг в восходящем тренде. Однако этот подход имеет ограничения, поскольку брошенные блоки удаляются в сети Bitcoin, что затрудняет точный подсчет.
• Время последовательных блоков: Интервал между двумя блоками может дать подсказки об эгоистичном майнинге. Блоки в тесной последовательности относительно редки в честных протоколах, но более распространены, когда эгоистичный майнер быстро выпускает удержанные блоки, чтобы опередить честных майнеров. Анализ временных меток на последовательных блоках может помочь выявить отклонения от ожидаемых интервалов, предполагающие наличие эгоистичного майнинга. Однако этот метод является статистическим, и для обнаружения каких-либо нарушений может потребоваться время.

Противодействие

По мере увеличения осведомленности о жадном майнинге, любой майнер, пытающийся использовать эту стратегию, вероятно, будет делать это скрытно, чтобы избежать негативной реакции. Чтобы опережать потенциальных злоумышленников, рассмотрите следующие противодействующие меры:

• Маскировка владения блоком: Эгоистичные майнеры могут использовать разные биткоин-адреса и IP-адреса, смешивать свои выплаты и притворяться множеством конкурирующих пулов. Выявление сговора становится сложным, когда владение блоком скрыто, поэтому полагаться на владение блоком в качестве индикатора не является идеальным.
• Сосредоточившись на времени блокировки: анализ времени блокировки выявляет только часть эгоистичного поведения майнеров. Эгоистичный майнер может избегать определенных поведенческих шаблонов, чтобы остаться незамеченным, жертвуя при этом частью прибыли.
• Изучение заброшенных блоков: Текущая практика сети биткойна по обрезке и отбрасыванию заброшенных блоков способствует самостоятельным майнерам, уничтожая доказательства их деятельности. Изменение протокола для распространения всех решенных блоков помогло бы смягчить эту проблему и облегчить обнаружение самостоятельного майнинга.

Хотя обнаружение эгоистичного майнинга возможно, это остается трудной задачей. В настоящее время нет определенных доказательств того, что эгоистичный майнинг происходит в сети Биткоина. Тем не менее, продолжающееся бдительность и разработка сложных методов обнаружения являются необходимыми для поддержания безопасности и стабильности сети.

История эгоистичного майнинга

Концепция эгоистичного майнинга была впервые теоретически обоснована еще в 2010 году и получила значительное внимание в 2013 году, когда исследователи Иттай Эйял и Эмин Гюн Сирер опубликовали свою статью «Большинство недостаточно: майнинг биткойна уязвим». Исследователи из Корнелла подчеркнули потенциал экономической атаки со стороны майнеров с меньшим хэшрейтом, что может привести к несоразмерной доле блоковых наград и комиссий за транзакции. Их статья подчеркивала, что эгоистичный майнинг может стать более эффективным, чем честный майнинг, когда майнер или пул майнеров контролирует более 25% хэшрейта сети при определенных условиях. Это открытие вызвало опасения относительно потенциальных долгосрочных последствий эгоистичного майнинга для криптовалютных сетей.

Применение и особенности эгоистичного майнинга

Эгоистичный майнинг - это эксплуатационная стратегия, применяемая определенными майнерами или пулами майнинга для максимизации своей прибыли путем манипулирования правилами протокола блокчейна. Эта тактика подрывает децентрализованный характер сетей криптовалют и может оказать негативное воздействие на их общую безопасность и стабильность. Основные особенности эгоистичного майнинга включают следующее:

Блокирование блоков

Эгоистичные майнеры умышленно держат вновь обнаруженные блоки в тайне, вместо того чтобы транслировать их всей сети. Таким образом, они создают скрытую цепь блоков, которую в конечном итоге могут выпустить в публичное блокчейн-пространство, когда это будет выгодно для них.

Принудительная трата ресурсов

Поскольку честные майнеры продолжают работать на общедоступном блокчейне, они остаются неосведомленными о частном цепочке, созданной эгоистичными майнерами. Когда эгоистичные майнеры раскрывают свою более длинную частную цепочку, работа честных майнеров над отброшенными блоками оказывается потраченной впустую, что приводит к значительным потерям ресурсов, таким как электроэнергия и вычислительная мощность.

Потенциал для сговора

Стратегия эгоистичного майнинга может привлечь других майнеров присоединиться к пулу эгоистичного майнинга в поисках более высоких наград. По мере присоединения большего количества майнеров хэш-мощность пула увеличивается, потенциально достигая точки, в которой они контролируют более 51% хэш-скорости сети. Это увеличение хэш-мощности может привести к атаке на 51%, подрывающей целостность блокчейна и позволяющей злоумышленникам выполнять двойные траты или селективно утверждать транзакции.

Уязвимости сети

Эгоистичный майнинг подвергает уязвимостям консенсус-механизмы блокчейнов с доказательством работы (PoW). Злоупотребляя этими слабостями, эгоистичные майнеры могут нарушить справедливое распределение майнинговых вознаграждений и подорвать доверие пользователей к криптовалютной сети.

Экономические последствия

Эта стратегия эгоистичного майнинга может иметь далеко идущие экономические последствия. Например, она может привести к дисбалансу в распределении майнинговых вознаграждений и комиссий за транзакции, отпугивая новых майнеров от присоединения к сети и потенциально централизуя майнинговую мощность. Более того, эгоистичный майнинг может негативно сказываться на стоимости связанной с ним криптовалюты, поскольку рынок может потерять доверие к безопасности и стабильности сети.

Является ли эгоистичный майнинг хорошим инвестиционным вариантом?

Хотя эгоистичный майнинг может показаться привлекательной стратегией для майнеров, стремящихся максимизировать свою прибыль, важно учитывать риски и долгосрочные последствия, связанные с таким подходом. Вот некоторые факторы, которые следует учитывать при оценке того, является ли эгоистичный майнинг хорошим инвестиционным вариантом:

• Затраты капитала: У горняков, у которых значительная доля хешрейта, часто есть значительные капитальные вложения в свою деятельность по добыче. Сюда входят затраты на приобретение и обслуживание горнодобывающего оборудования, которые составляют наибольшую долю капитальных затрат. Участие в эгоистичном майнинге может подвергнуть опасности эти инвестиции, если доверие к блокчейну будет подорвано.
• Влияние на стоимость криптовалюты: Эгоистичный майнинг может значительно повлиять на цену связанной криптовалюты. Подрывая доверие к блокчейну, эгоистичные майнеры рискуют обесценить свой источник дохода, поскольку рынок может потерять уверенность в безопасности и стабильности сети.
• Риск коллузии: Для успешной атаки на себя жадного майнинга майнерам может потребоваться привлечь других майнеров или пулы, что сопряжено с существенными рисками. Процесс формирования коалиции может быть сложным, и всегда есть шанс, что схема будет выявлена, что может привести к потенциальным юридическим последствиям или нанести ущерб репутации участников.
• Удержание короткого блока: Некоторые майнинговые пулы могут использовать короткие периоды удержания блока, особенно когда блоки находятся быстро относительно целевой скорости производства блоков. Хотя это может дать небольшое преимущество, увеличивая шансы найти два последовательных блока подряд, это также повышает риск обнаружения и потенциальные негативные последствия, связанные с эгоистичным майнингом.
• Альтернативные стратегии майнинга: Существуют более сложные и замысловатые стратегии майнинга, такие как Упрямый Майнинг, который сочетает в себе эгоистичный майнинг с Атакой Затмения. Эти продвинутые стратегии могут предложить увеличенный потенциал для прибыли, но также сопряжены с повышенными рисками и потенциальными отрицательными последствиями для сети и участвующих в майнинге.

В заключение, хотя эгоистичный майнинг может предложить потенциальные краткосрочные выгоды, долгосрочные риски и негативные последствия для экосистемы блокчейн делают его сомнительной стратегией инвестирования. Для майнеров важно внимательно взвесить потенциальные преимущества по сравнению с рисками и учесть влияние своих действий на широкое криптовалютное сообщество. Поддержка честных практик майнинга не только сохраняет целостность блокчейна, но также помогает обеспечить долгосрочную устойчивость и рост криптовалютного рынка.

Понимание и смягчение рисков эгоистичного майнинга

Сеть Биткоин подвержена атакам на эгоистичный майнинг, при которых злонамеренные майнеры удерживают обнаруженные блоки и майнят на своих частных цепочках. Существующие исследования в основном сосредоточены на криптографии, дизайне протоколов, обнаружении рисков и оценке ущерба. Однако анализ эгоистичного майнинга с точки зрения надежности является ключевым для эффективной защиты от таких атак.

Эта статья вносит свой вклад в существующий объем знаний, разрабатывая аналитическую модель надежности на основе CTMC для оценки уязвимости сети Bitcoin к атакам на эгоистичный майнинг. Анализ раскрывает несколько ключевых результатов:

• Надежность сети биткойна снижается, когда у самонадеянного атакующего больше вычислительной мощности.
• Система склонна к более быстрой неисправности с увеличением скорости срабатывания атаки.
• Надежность сети повышается, когда у честных майнеров улучшаются возможности восстановления.

Хотя эти результаты могут показаться интуитивно понятными, количественные результаты и сравнения предоставляют ценные идеи для разработки устойчивых алгоритмов и протоколов для улучшения надежности текущих моделей сети криптовалют на основе блокчейна. Эти улучшения могут укрепить возможности самозащиты сети от различных злонамеренных атак.

Будущие исследования могут исследовать возможность расширения анализа надежности на неэкспоненциальные времена перехода состояний путем применения методов, таких как полумарковские модели и многомерные аналитические подходы. Эти достижения помогут дополнительно укрепить безопасность и надежность блокчейн-сетей перед изменяющимися угрозами.

Заключение

В общем, эгоистичный майнинг - это спорная и потенциально вредная практика, которая может подорвать основные принципы децентрализации, безопасности и справедливости в криптовалютных сетях. Злоупотребляя правилами протокола, эгоистичные майнеры могут манипулировать системой в личных интересах, часто за счёт честных майнеров и общего здоровья блокчейна.