Apa itu Penambangan Egois?

Selfish mining adalah metode penambangan aset kripto di mana sekelompok penambang (atau pengguna tunggal) bekerja sama untuk memaksimalkan pendapatan mereka dan mendapatkan kontrol atas blockchain. Prosesnya melibatkan menyembunyikan blok yang baru saja dibuat dari blockchain publik dan mengungkapkannya pada waktu tertentu untuk mendapatkan keuntungan atas penambang lain. Strategi ini difasilitasi oleh cara blockchain Proof-of-Work (PoW) memvalidasi transaksi menggunakan node, atau penambang, yang menyelesaikan teka-teki kriptografis kompleks.

Para penambang individu sering bergabung dengan kolam penambangan untuk mengumpulkan daya komputasi mereka dan berbagi hadiah, karena konsumsi energi tinggi dan biaya dari blockchain PoW membuat sulit bagi penambang tunggal untuk bersaing. Hadiah penambangan didistribusikan berdasarkan kontribusi masing-masing node dalam kolam.

Dalam beberapa kasus, dua blok dapat diciptakan secara bersamaan, yang dapat menyebabkan blockchain bercabang menjadi dua rantai terpisah. Para penambang egois mengeksploitasi kerentanan ini dengan menahan penyiaran blok yang mereka tambang ke node lain. Akibatnya, node jujur terus menambahkan blok baru ke rantai, tanpa menyadari blok yang ditahan. Sementara itu, para penambang egois terus menambang pada rantai pribadi mereka, yang tumbuh lebih panjang.

Setelah para penambang egois mendapatkan keuntungan yang cukup, mereka melepaskan blok yang ditahan mereka ke blockchain publik. Hal ini menyebabkan blockchain mengakui rantai penambang egois sebagai yang valid, membatalkan kerja node-node jujur dan memberikan hadiah penambangan kepada para penambang egois. Hal ini mendorong penambang lain untuk bergabung dengan kolam penambangan egois, meningkatkan ukurannya dan potensialnya untuk mengontrol blockchain.

Jika kolam penambangan egois mengumpulkan sebagian besar tingkat hash jaringan (51% atau lebih), itu dapat memanipulasi pemrosesan transaksi dan merusak sifat terdesentralisasi dari blockchain. Namun, hasil ini tidak mungkin, karena para penambang sadar bahwa setiap aktivitas penipuan yang terdeteksi bisa menyebabkan penurunan signifikan dalam harga cryptocurrency. Akibatnya, kebanyakan penambang lebih memilih untuk beroperasi dengan jujur daripada bergabung dengan kolam penambangan berpotensi penipuan yang berhadiah tinggi.

Apa yang Dikenal dari Penambangan Egois?

Penambangan egois adalah strategi kontroversial yang dikenal karena potensinya untuk merusak stabilitas dan keadilan operasi penambangan cryptocurrency. Dengan memanfaatkan aturan-aturan yang melekat pada jaringan blockchain, para penambang yang menggunakan pendekatan ini dapat memaksimalkan keuntungan mereka dengan merugikan orang lain. Penambangan egois melibatkan:

• Menahan blok yang ditemukan
• Memaksa penambang lain untuk menyia-nyiakan sumber daya pada rantai yang ditinggalkan
• Mengkonsentrasikan kekuatan hash dalam satu entitas atau kolam renang

Konsolidasi ini meningkatkan risiko serangan 51%, yang bisa mengakibatkan sensor dan pengeluaran ganda dalam jaringan. Meskipun jaringan utama seperti Bitcoin belum signifikan terpengaruh oleh penambangan egois, ancamannya terus menerus terhadap sifat terdesentralisasi dari cryptocurrency menimbulkan kekhawatiran valid tentang keamanan dan stabilitas jangka panjang mereka.

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

Diagram Transisi Negara dalam Penambangan Egois

Diagram transisi keadaan adalah alat penting untuk memahami perilaku jaringan Bitcoin dalam serangan penambangan egois. Diagram, seperti yang diilustrasikan dalam Gambar 2, membedakan enam keadaan utama: 0 (keadaan asli atau awal), 0’ (cabang ganda), 1 (keunggulan satu blok), 2 (keunggulan dua blok), 3 (keunggulan tiga blok), dan 4 (keberhasilan serangan).

Pada keadaan awal (0), semua penambang menambang pada rantai utama tunggal tanpa cabang. Ketika penambang jahat menemukan blok dan menyimpannya secara rahasia, sistem bertransisi dari keadaan 0 ke keadaan 1, dengan laju transisi λ01. Jika penambang jujur menemukan blok terlebih dahulu, sistem tetap berada dalam keadaan 0, dengan laju µ00.

Pada tahap 1, jika penambang jahat berhasil menambang blok berikutnya di cabang pribadinya, sistem bertransisi ke tahap 2, dengan tingkat λ12. Jika seorang penambang jujur menemukan blok berikutnya sebelum penambang jahat, sistem bertransisi ke tahap 0’, dengan tingkat µ10’.

Dalam keadaan 0’ (di mana rantai memiliki dua cabang dengan panjang yang sama), sistem beralih ke keadaan 1 ketika penambang egois menemukan blok baru pertama, dengan tingkat λ0’1. Jika penambang jujur menemukan blok baru pertama, sistem beralih kembali ke keadaan awal 0, dengan tingkat µ0’0.

Pada state 2, penambang jahat dapat menemukan blok berikutnya terlebih dahulu, dengan tingkat λ23, menyebabkan sistem bertransisi ke state 3. Jika penambang jujur menemukan blok berikutnya, sistem akan bertransisi kembali ke state 1, dengan tingkat µ21.

Pada keadaan 3, ketika penambang jujur berhasil menambang blok berikutnya dengan tingkat λ34, sistem bertransisi ke keadaan 4. Pada keadaan 4, penambang egois menyiarkan cabang pribadinya, yang menjadi cabang utama, sehingga menyelesaikan serangan penambangan egois.

Diagram transisi keadaan, berdasarkan pendekatan rantai Markov waktu kontinu (CTMC), membantu dalam menurunkan probabilitas keadaan dan menganalisis keandalan jaringan Bitcoin. Pemahaman ini memungkinkan para peneliti untuk menyelidiki efek berbagai tingkat transisi keadaan pada stabilitas dan keamanan keseluruhan jaringan.

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

Indikator Aktivitas Egois

Mendeteksi aktivitas penambangan egois bisa menantang, karena melibatkan identifikasi perubahan halus dalam jaringan. Dua tanda tangan jaringan utama dapat membantu mengungkapkan penambangan egois:

• Blok-blok yang ditinggalkan (atau yatim piatu): Lonjakan dalam blok-blok yatim piatu bisa menjadi pertanda adanya penambangan egois. Penambang egois bertujuan untuk melampaui kinerja kolam penambangan yang jujur, yang menghasilkan serangkaian blok yang dibuang. Dengan memantau tingkat blok-blok yang ditinggalkan dari waktu ke waktu, seseorang dapat mendeteksi apakah penambangan egois sedang meningkat. Namun, pendekatan ini menghadapi keterbatasan karena blok-blok yang ditinggalkan dipotong di jaringan Bitcoin, sehingga membuat penghitungan yang akurat sulit.
• Waktu blok berturut-turut: Interval antara dua blok dapat memberikan petunjuk tentang penambangan egois. Blok-blok yang berturut-turut jarang terjadi dalam protokol jujur namun lebih umum terjadi ketika penambang egois dengan cepat melepaskan blok-blok yang ditahan untuk mengungguli penambang jujur. Menganalisis timestamp pada blok-blok berturut-turut dapat membantu mengidentifikasi penyimpangan dari interval yang diharapkan, menunjukkan keberadaan penambangan egois. Namun, metode ini bersifat statistik dan mungkin memerlukan waktu untuk mendeteksi ketidakteraturan apa pun.

Tindakan pencegahan

Saat kesadaran tentang penambangan egois meningkat, setiap penambang yang mencoba strategi ini kemungkinan akan melakukannya secara diam-diam untuk menghindari reaksi negatif. Untuk tetap unggul dari serangan yang mungkin terjadi, pertimbangkan langkah-langkah pengamanan berikut:

• Kamuflase kepemilikan blok: Penambang egois mungkin menggunakan Bitcoin dan alamat IP yang berbeda, mencampur aduk pembayarannya, dan berpura-pura menjadi beberapa kolam penambangan yang bersaing. Mengidentifikasi kolusi menjadi sulit ketika kepemilikan blok disembunyikan, itulah sebabnya mengandalkan kepemilikan blok sebagai indikator tidak ideal.
• Berfokus pada waktu blok: Analisis waktu blok hanya mendeteksi sebagian perilaku penambang egois. Seorang penambang egois mungkin menghindari perilaku tertentu untuk tetap tidak terdeteksi, mengorbankan sebagian keuntungan dalam prosesnya.
• Memeriksa blok-blok yang ditinggalkan: Praktek saat ini jaringan Bitcoin dalam memangkas dan membuang blok-blok yang ditinggalkan membantu penambang egois dengan menghancurkan bukti dari aktivitas mereka. Memodifikasi protokol untuk menyebarkan semua blok yang telah diselesaikan akan membantu mengatasi masalah ini dan membuatnya lebih mudah mendeteksi penambangan egois.

Meskipun mendeteksi penambangan egois memungkinkan, tetap menjadi tugas yang sulit. Saat ini, tidak ada bukti definitif yang menyarankan bahwa penambangan egois sedang terjadi dalam jaringan Bitcoin. Namun, kewaspadaan yang berkelanjutan dan pengembangan teknik deteksi yang canggih sangat penting untuk menjaga keamanan dan stabilitas jaringan.

Sejarah Penambangan Egois

Konsep penambangan egois pertama kali dipikirkan sejak tahun 2010 dan mendapat perhatian signifikan pada tahun 2013 ketika para peneliti Ittay Eyal dan Emin Gün Sirer menerbitkan makalah mereka, “Majority is not Enough: Penambangan Bitcoin Rentan.” Para peneliti Cornell menyoroti potensi serangan ekonomi oleh penambang dengan hash rate minoritas yang dapat mengakibatkan pembagian imbalan blok dan biaya transaksi yang tidak proporsional. Makalah mereka menekankan bahwa penambangan egois dapat menjadi lebih efisien daripada penambangan jujur ketika seorang penambang atau kolam penambangan mengendalikan lebih dari 25% dari hash rate jaringan di bawah kondisi tertentu. Penemuan ini menimbulkan kekhawatiran tentang efek jangka panjang potensial dari penambangan egois pada jaringan cryptocurrency.

Kasus Penggunaan dan Fitur Penambangan Egois

Penambangan egois adalah strategi eksploitatif yang digunakan oleh sejumlah penambang atau kolam penambangan tertentu untuk memaksimalkan keuntungan mereka dengan memanipulasi aturan protokol blockchain. Taktik ini merusak sifat terdesentralisasi jaringan cryptocurrency dan dapat berdampak buruk pada keamanan dan stabilitas keseluruhan. Fitur utama dari penambangan egois meliputi hal berikut:

Menahan blok

Penambang egois dengan sengaja menyimpan blok yang baru ditemukan secara pribadi daripada menyiarkannya ke seluruh jaringan. Dengan begitu, mereka membuat rantai blok tersembunyi yang akhirnya dapat mereka lepaskan ke blockchain publik ketika menguntungkan bagi mereka. \

Pemborosan sumber daya yang dipaksa

Saat penambang jujur terus bekerja pada blockchain publik, mereka tetap tidak menyadari adanya rantai pribadi yang dibuat oleh penambang egois. Ketika penambang egois mengungkapkan rantai pribadi yang lebih panjang, pekerjaan penambang jujur pada blok-blok yang dibuang menjadi sia-sia, mengakibatkan kerugian sumber daya yang signifikan, seperti listrik dan daya komputasi.

Potensi kolusi

Strategi penambangan egois dapat memikat penambang lain untuk bergabung dengan kolam penambangan egois demi imbalan yang lebih tinggi. Seiring bertambahnya jumlah penambang yang bergabung, kekuatan hash kolam tersebut meningkat, potensial mencapai titik di mana mereka mengontrol lebih dari 51% tingkat hash jaringan. Kekuatan hash yang meningkat ini dapat menyebabkan serangan 51%, merusak integritas blockchain dan memungkinkan penyerang melakukan pengeluaran ganda atau menyetujui transaksi secara selektif.

Kerentanan jaringan

Penambangan egois mengekspos kerentanan dalam mekanisme konsensus dari blockchain Proof-of-Work (PoW). Dengan memanfaatkan kelemahan-kelemahan ini, penambang egois dapat mengganggu distribusi yang adil dari imbalan penambangan dan mengikis kepercayaan pengguna dalam jaringan cryptocurrency.

Dampak ekonomi

Strategi penambangan egois ini dapat memiliki konsekuensi ekonomi yang jauh mencapai. Misalnya, ini dapat menyebabkan ketidakseimbangan dalam distribusi imbalan penambangan dan biaya transaksi, yang dapat mengurangi minat para penambang baru untuk bergabung dengan jaringan dan berpotensi mengkonsentrasikan kekuatan penambangan. Selain itu, penambangan egois dapat berdampak negatif terhadap nilai kriptokurensi terkait, karena pasar mungkin kehilangan kepercayaan pada keamanan dan stabilitas jaringan.

Apakah Penambangan Egois merupakan Investasi yang Baik?

Meskipun penambangan egois mungkin terlihat seperti strategi yang menarik bagi para penambang yang ingin memaksimalkan keuntungan mereka, penting untuk mempertimbangkan risiko dan implikasi jangka panjang yang terkait dengan pendekatan ini. Berikut adalah beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan saat mengevaluasi apakah penambangan egois merupakan investasi yang baik:

• Modal terikat: Para penambang dengan sebagian besar hashrate seringkali memiliki jumlah modal yang signifikan yang diinvestasikan dalam operasi penambangan mereka. Ini termasuk biaya pembelian dan pemeliharaan peralatan penambangan, yang mewakili bagian terbesar dari pengeluaran modal. Terlibat dalam penambangan egois bisa membahayakan investasi ini jika kredibilitas blockchain terancam.
• Dampak pada nilai cryptocurrency: Penambangan egois dapat secara signifikan mempengaruhi harga cryptocurrency terkait. Dengan merusak kepercayaan pada blockchain, penambang egois berisiko menurunkan nilai sumber pendapatannya, karena pasar mungkin kehilangan kepercayaan terhadap keamanan dan stabilitas jaringan.
• Risiko kolusi: Untuk melancarkan serangan penambangan egois yang sukses, para penambang mungkin perlu melibatkan penambang atau kolam lain, yang membawa risiko signifikan. Proses pembentukan koalisi bisa rumit, dan selalu ada kemungkinan bahwa skema tersebut terbongkar, yang dapat menyebabkan konsekuensi hukum potensial atau kerusakan terhadap reputasi para peserta.
• Pemendekan blok: Beberapa kolam penambangan mungkin menggunakan periode penahanan blok yang singkat, terutama ketika blok ditemukan dengan cepat dibandingkan dengan tingkat produksi blok yang ditargetkan. Meskipun hal ini dapat memberikan sedikit keuntungan dengan meningkatkan peluang menemukan dua blok berurutan, namun juga meningkatkan risiko deteksi dan konsekuensi negatif potensial yang terkait dengan penambangan egois.
• Strategi penambangan alternatif: Ada strategi penambangan yang lebih kompleks dan rumit, seperti Penambangan Keras kepala, yang menggabungkan penambangan egois dengan Serangan Gerhana. Strategi lanjutan ini mungkin menawarkan potensi keuntungan yang lebih besar tetapi juga datang dengan risiko yang meningkat dan potensi dampak negatif bagi jaringan dan para penambang yang terlibat.

Sebagai kesimpulan, meskipun penambangan egois mungkin menawarkan potensi keuntungan jangka pendek, risiko jangka panjang dan implikasi negatif bagi ekosistem blockchain membuatnya menjadi strategi investasi yang dipertanyakan. Penting bagi para penambang untuk mempertimbangkan dengan hati-hati manfaat potensial dibandingkan dengan risiko dan mempertimbangkan dampak tindakan mereka pada komunitas cryptocurrency secara lebih luas. Terlibat dalam praktik penambangan yang jujur tidak hanya menjaga integritas blockchain tetapi juga membantu memastikan keberlanjutan jangka panjang dan pertumbuhan pasar cryptocurrency.

Memahami dan Mengurangi Risiko Penambangan Egois

Jaringan Bitcoin rentan terhadap serangan penambangan egois, di mana penambang jahat menahan blok yang ditemukan dan menambang pada rantai pribadi mereka. Penelitian yang ada terutama fokus pada kriptografi, desain protokol, deteksi risiko, dan estimasi kerusakan. Namun, menganalisis penambangan egois dari perspektif ketergantungan adalah krusial untuk pertahanan yang efektif terhadap serangan tersebut.

Artikel ini berkontribusi terhadap tubuh pengetahuan yang ada dengan mengembangkan model keandalan analitis berdasarkan CTMC untuk menilai kerentanan jaringan Bitcoin terhadap serangan penambangan egois. Analisis ini mengungkap beberapa temuan kunci:

• Keandalan jaringan Bitcoin menurun ketika penyerang egois memiliki lebih banyak daya komputasi.
• Sistem cenderung gagal lebih cepat ketika tingkat pencetus serangan meningkat.
• Ketika penambang yang jujur memiliki kemampuan pemulihan yang lebih baik, keandalan jaringan meningkat.

Meskipun temuan ini mungkin terasa intuitif, hasil kuantitatif dan perbandingan memberikan wawasan berharga untuk mengembangkan algoritma dan protokol yang tangguh guna meningkatkan ketangguhan model jaringan kriptokurensi berbasis blockchain saat ini. Perbaikan ini dapat memperkuat kemampuan pertahanan diri jaringan terhadap berbagai serangan berbahaya.

Penelitian masa depan bisa menjelajahi perluasan analisis keterandalan ke waktu transisi keadaan non-eksponensial dengan menggunakan metode seperti model semi-Markov dan pendekatan analitis berbasis multi-integral. Kemajuan ini akan membantu memperkuat keamanan dan keterandalan jaringan blockchain dalam menghadapi ancaman yang berkembang.

Kesimpulan

Secara ringkas, penambangan egois adalah praktik yang kontroversial dan berpotensi merugikan yang dapat merusak prinsip-prinsip inti dari desentralisasi, keamanan, dan keadilan dalam jaringan cryptocurrency. Dengan memanfaatkan aturan protokol, para penambang egois dapat memanipulasi sistem untuk keuntungan pribadi, seringkali dengan merugikan para penambang jujur dan kesehatan keseluruhan blockchain.