Selfish Mining là gì?

Selfish mining là một phương pháp khai thác tài sản mã hóa trong đó một nhóm các thợ mỏ (hoặc một người dùng đơn) cùng nhau để tối đa hóa doanh thu của họ và kiểm soát một chuỗi khối. Quá trình này bao gồm ẩn các khối mới tạo ra khỏi chuỗi khối công cộng và tiết lộ chúng vào một thời điểm cụ thể để có lợi thế so với các thợ mỏ khác. Chiến lược này được hỗ trợ bởi cách mà chuỗi khối Proof-of-Work (PoW) xác minh giao dịch bằng cách sử dụng các nút hoặc thợ mỏ giải quyết các câu đố mật mã phức tạp.

Các thợ mỏ cá nhân thường tham gia vào các nhóm khai thác để tổng hợp công suất tính toán của họ và chia sẻ phần thưởng, vì việc tiêu thụ năng lượng và chi phí cao của các chuỗi khối PoW khiến cho việc cạnh tranh của các thợ mỏ đơn lẻ trở nên khó khăn. Phần thưởng khai thác được phân phối dựa trên sự đóng góp của mỗi nút trong nhóm.

Trong một số trường hợp, có thể xuất hiện hai khối được tạo cùng một lúc, điều này có thể khiến cho blockchain phân nhánh thành hai chuỗi riêng biệt. Những người khai thác ích kỷ lợi dụng lỗ hổng này bằng cách không phát sóng khối đã khai thác của họ đến các nút khác. Do đó, các nút trung thực tiếp tục thêm khối mới vào chuỗi mà không hề biết về khối bị giữ lại. Trong khi đó, những người khai thác ích kỷ tiếp tục khai thác trên chuỗi riêng của họ, mà ngày càng dài ra.

Khi các thợ đào ích kỷ đã đạt được lợi thế đủ lớn, họ phát hành khối bị giữ lại của mình vào blockchain công cộng. Điều này khiến cho blockchain nhận ra chuỗi của các thợ đào ích kỷ là chuỗi hợp lệ, làm cho công việc của các nút trung thực trở nên vô nghĩa và trao thưởng khai thác cho các thợ đào ích kỷ. Điều này khuyến khích các thợ đào khác tham gia vào nhóm thợ đào ích kỷ, làm tăng kích thước của nó và có thể là sự kiểm soát của nó trên blockchain.

Nếu nhóm khai thác ích kỷ tích luỹ được hơn 51% tỷ lệ băm mạng lưới, họ có thể chi phối việc xử lý các giao dịch và làm suy yếu tính phân quyền của blockchain. Tuy nhiên, kết quả này không có khả năng xảy ra, vì các thợ đào biết rằng bất kỳ hoạt động gian lận nào được phát hiện có thể dẫn đến một sự suy giảm đáng kể trong giá của tiền điện tử. Do đó, hầu hết các thợ đào thích hoạt động một cách trung thực thay vì tham gia vào các nhóm khai thác có thưởng cao, có khả năng gian lận.

Selfish Mining làm gì được biết đến?

Khai thác tài phái lờ được biết để là một chiến lược gây tranh cãi vì khả năng làm suy yết sự động và sự công bố của các hoạt động khai thác tiền ảo. Bằng cách lấy điểm mạnh của các quy tữ của mạng blockchain, các thầy mời sử dụng chiến lược này có thể tối đa hóa lải ích của họ đồng thời làm hại cho người khác. Khai thác tài phái bao gồm:

• Giữ lại các khối đã khám phá
• Ép buộc các thợ đào khai thác tài nguyên trên các chuỗi bị bỏ rơi
• Tập trung sức mạnh hash trong một thực thể hoặc nhóm

Sự hợp nhất này làm tăng nguy cơ bị tấn công 51%, có thể dẫn đến việc kiểm duyệt và chi tiêu kép trong mạng lưới. Mặc dù các mạng lớn như Bitcoin vẫn chưa bị ảnh hưởng đáng kể bởi khai thác ích kỷ, mối đe dọa liên tục đối với tính phân quyền của tiền điện tử đặt ra những lo ngại hợp lý về bảo mật và ổn định lâu dài của chúng.

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

Biểu đồ chuyển trạng thái trong Khai thác ích kỷ

Sơ đồ chuyển trạng thái là một công cụ quan trọng để hiểu hành vi của mạng Bitcoin trong một cuộc tấn công khai thác ích kỷ. Sơ đồ, như minh họa trong Hình 2, phân biệt sáu trạng thái chính: 0 (trạng thái ban đầu hoặc gốc), 0’ (nhánh kép), 1 (dẫn đầu một khối), 2 (dẫn đầu hai khối), 3 (dẫn đầu ba khối) và 4 (thành công trong cuộc tấn công).

Trong trạng thái ban đầu (0), tất cả các thợ mỏ đào trên một chuỗi chính duy nhất mà không có bất kỳ nhánh nào. Khi thợ mỏ độc hại phát hiện một khối và giữ nó bí mật, hệ thống chuyển từ trạng thái 0 sang trạng thái 1, với tỷ lệ chuyển đổi là λ01. Nếu một thợ mỏ trung thực tìm thấy khối đầu tiên, hệ thống vẫn ở trong trạng thái 0, với tỷ lệ là µ00.

Trong trạng thái 1, nếu người khai thác độc hại thành công khai thác khối tiếp theo trên nhánh riêng của họ, hệ thống chuyển sang trạng thái 2, với tỷ lệ λ12. Nếu một người khai thác trung thực tìm thấy khối tiếp theo trước người khai thác độc hại, hệ thống chuyển sang trạng thái 0’, với tỷ lệ µ10’.

Trong trạng thái 0’ (nơi mà chuỗi có hai nhánh cùng độ dài), hệ thống chuyển đổi sang trạng thái 1 khi thợ đào ích kỷ tìm thấy khối mới đầu tiên, với tốc độ λ0’1. Nếu thợ đào trung thực phát hiện khối mới đầu tiên, hệ thống chuyển về trạng thái ban đầu 0, với tốc độ µ0’0.

Trong trạng thái 2, người đào mỏ độc hại có thể tìm thấy khối tiếp theo trước, với tỷ lệ λ23, làm cho hệ thống chuyển sang trạng thái 3. Nếu người đào mỏ trung thực phát hiện ra khối tiếp theo, hệ thống chuyển về trạng thái 1, với tỷ lệ µ21.

Trong trạng thái 3, khi người đào mỏ trung thực thành công khai thác khối tiếp theo với tốc độ λ34, hệ thống chuyển sang trạng thái 4. Ở trạng thái 4, người đào mỏ ích kỷ phát sóng nhánh riêng của họ, trở thành nhánh chính, hoàn thành cuộc tấn công khai thác ích kỷ.

Sơ đồ chuyển trạng thái, dựa trên phương pháp chuỗi Markov liên tục (CTMC), hỗ trợ trong việc xác định xác suất trạng thái và phân tích tính tin cậy của mạng Bitcoin. Sự hiểu biết này cho phép các nhà nghiên cứu Khai thác.io các hiệu ứng của các tỷ lệ chuyển trạng thái khác nhau đối với sự ổn định và bảo mật tổng thể của mạng.

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

Chỉ số hoạt động ích kỷ

Việc phát hiện hoạt động khai thác ích kỷ có thể khó khăn, vì nó liên quan đến việc xác định những thay đổi tinh tế trong mạng. Hai chữ ký mạng chính có thể giúp phát hiện ra hoạt động khai thác ích kỷ:

• Các khối bị bỏ rơi (hoặc mồ côi): Sự tăng đột ngột trong các khối bị bỏ rơi có thể cho thấy sự hiện diện của việc đào mỏ ích kỷ. Người đào mỏ ích kỷ nhằm mục tiêu vượt qua công việc của nhóm đào lương thực, dẫn đến một loạt các khối bị loại bỏ. Bằng cách theo dõi tốc độ các khối bị bỏ rơi theo thời gian, người ta có thể phát hiện xem việc đào mỏ ích kỷ có đang tăng lên hay không. Tuy nhiên, phương pháp này đối mặt với những hạn chế vì các khối bị bỏ rơi được cắt bỏ trong mạng Bitcoin, làm cho việc đếm chính xác trở nên khó khăn.
• Thời gian của các khối liên tiếp: Khoảng thời gian giữa hai khối có thể cung cấp gợi ý về khai thác ích kỷ. Các khối liên tiếp gần nhau thường hiếm hoi trong các giao thức trung thực nhưng lại phổ biến hơn khi một người khai thác ích kỷ nhanh chóng phát hành các khối bị giữ lại để vượt qua các người khai thác trung thực. Phân tích các dấu thời gian trên các khối liên tiếp có thể giúp xác định sự lệch khỏi các khoảng thời gian dự kiến, ngụ ý sự hiện diện của khai thác ích kỷ. Tuy nhiên, phương pháp này là thống kê và có thể mất thời gian để phát hiện ra bất kỳ sự không đều đặn nào.

Biện pháp chống đỡ

Khi nhận thức về việc khai thác ích kỷ tăng lên, bất kỳ người khai thác nào cố gắng sử dụng chiến lược này đều có thể làm điều đó một cách bí mật để tránh phản ứng phản đối. Để ở phía trước của người tấn công tiềm năng, hãy xem xét các biện pháp đối phó sau đây:

• Màn phủ phàng quyền sở hữu khối: Những người khai thác ích kỷ có thể sử dụng địa chỉ Bitcoin và IP khác nhau, rút tiền lộn xộn và giả vờ là nhiều nhóm khai thác cạnh tranh. Việc xác định sự kết hợp trở nên khó khăn khi quyền sở hữu khối được che giấu, đó là lý do tại sao việc phụ thuộc vào quyền sở hữu khối như một chỉ báo không phải lúc nào cũng lý tưởng.
• Tập trung vào thời gian khối: Phân tích thời gian khối chỉ phát hiện một phần nhỏ các hành vi của người đào ích kỷ. Một người đào ích kỷ có thể tránh một số hành vi cụ thể để không bị phát hiện, hy sinh một số lợi nhuận trong quá trình đó.
• Điều tra các khối bị bỏ rơi: Thực hành hiện tại của mạng Bitcoin trong việc cắt tỉa và loại bỏ các khối bị bỏ rơi giúp đỡ các thợ mỏ ích kỷ bằng cách phá hủy bằng chứng về hoạt động của họ. Việc sửa đổi giao thức để lan truyền tất cả các khối đã giải quyết sẽ giúp giảm thiểu vấn đề này và làm cho việc phát hiện thợ mỏ ích kỷ dễ dàng hơn.

Mặc dù phát hiện khai thác ích kỷ là có thể, nhưng vẫn là một nhiệm vụ khó khăn. Hiện tại, không có bằng chứng xác định nào cho thấy khai thác ích kỷ đang diễn ra trong mạng lưới Bitcoin. Tuy nhiên, sự cảnh giác liên tục và việc phát triển các kỹ thuật phát hiện tinh vi là cần thiết để duy trì sự an toàn và ổn định của mạng lưới.

Lịch sử của Selfish Mining

Khái niệm đào kho bạc đã được lý thuyết lần đầu tiên từ năm 2010 và thu hút sự chú ý đáng kể vào năm 2013 khi các nhà nghiên cứu Ittay Eyal và Emin Gün Sirer công bố bài báo của họ, “Đa số không đủ: Đào Bitcoin có thể bị tấn công.” Các nhà nghiên cứu của Đại học Cornell đã nêu bật tiềm năng của một cuộc tấn công kinh tế bởi các thợ mỏ có tỷ lệ băm ít hơn có thể dẫn đến một phần thưởng khối và phí giao dịch không cân đối. Bài báo của họ nhấn mạnh rằng đào kho bạc có thể trở nên hiệu quả hơn đào thành thật khi một thợ mỏ hoặc bể đào kho bạc kiểm soát hơn 25% tỷ lệ băm của mạng theo một số điều kiện nhất định. Sự phát hiện này đã gây ra lo ngại về những tác động lâu dài của đào kho bạc ích kỷ đối với các mạng tiền điện tử.

Trường hợp sử dụng và tính năng của Khai thác Selfish

Khai thác ích kỷ là một chiến lược khai thác bất lương được một số thợ mỏ hoặc nhóm thợ mỏ nhất định áp dụng để tối đa hóa lợi nhuận bằng cách thao túng các quy tắc giao thức blockchain. Chiến lược này làm suy yếu tính phân quyền của các mạng tiền điện tử và có thể gây ra tác động tiêu cực đối với bảo mật và ổn định tổng thể của chúng. Các đặc điểm chính của khai thác ích kỷ bao gồm:

Khai thác khối

Người đào tự ái cố ý giữ các khối mới khai thác được riêng tư thay vì phát sóng chúng đến toàn bộ mạng lưới. Bằng cách làm như vậy, họ tạo ra một chuỗi các khối ẩn mà họ cuối cùng có thể phát hành lên blockchain công cộng khi đó là thuận lợi cho họ. \

Lãng phí tài nguyên bắt buộc

Khi các thợ đào trung thực tiếp tục làm việc trên blockchain công cộng, họ vẫn không biết đến chuỗi riêng được tạo ra bởi các thợ đào ích kỷ. Khi các thợ đào ích kỷ tiết lộ chuỗi riêng dài hơn của họ, công việc của các thợ đào trung thực trên các khối bị loại bỏ trở nên phí phạm, dẫn đến mất mát đáng kể về tài nguyên như điện và công suất tính toán.

Tiềm năng để kết hợp

Chiến lược đào tiền ích kỷ có thể kích thích những người đào tiền khác tham gia vào nhóm đào tiền ích kỷ để theo đuổi phần thưởng cao hơn. Khi có nhiều người đào tiền tham gia hơn, sức mạnh hash của nhóm tăng lên, có thể đạt đến mức họ kiểm soát hơn 51% tỷ lệ hash của mạng. Sức mạnh hash tăng lên có thể dẫn đến cuộc tấn công 51%, làm suy yếu tính toàn vẹn của chuỗi khối và cho phép kẻ tấn công thực hiện giao dịch double-spending hoặc phê duyệt giao dịch một cách chọn lọc.

Lỗ hổng mạng

Khai thác ích kỷ tiết lộ những điểm yếu trong cơ chế đồng thuận của các chuỗi khối Proof-of-Work (PoW). Bằng cách lợi dụng những điểm yếu này, người khai thác ích kỷ có thể làm gián đoạn việc phân phối công bằng của phần thưởng khai thác và xói mòn sự tin tưởng của người dùng trong mạng tiền điện tử.

Tác động kinh tế

Chiến lược khai thác ích kỷ này có thể có hậu quả kinh tế sâu rộng. Ví dụ, nó có thể dẫn đến sự mất cân bằng trong phân phối phần thưởng khai thác và phí giao dịch, làm giảm sự quan tâm của các thợ mỏ mới muốn tham gia mạng lưới và có khả năng tập trung quyền lực khai thác. Hơn nữa, khai thác ích kỷ cũng có thể ảnh hưởng tiêu cực đến giá trị của loại tiền điện tử liên quan, khi thị trường có thể mất niềm tin vào an ninh và ổn định của mạng lưới.

Khai thác ích kỷ có phải là một khoản đầu tư tốt không?

Mặc dù khai thác ích kỷ có vẻ là một chiến lược hấp dẫn đối với những người khai thác muốn tối đa hóa lợi nhuận của họ, nhưng quan trọng là phải xem xét các rủi ro và hậu quả dài hạn liên quan đến cách tiếp cận này. Dưới đây là một số yếu tố cần lưu ý khi đánh giá xem khai thác ích kỷ có phải là một khoản đầu tư tốt không:

• Vốn bị ràng buộc: Người khai thác có tỷ lệ đáng kể của lực hash thường có một lượng vốn đầu tư đáng kể vào hoạt động khai thác của họ. Điều này bao gồm chi phí mua và duy trì thiết bị khai thác, đại diện cho phần lớn chi phí vốn. Tham gia khai thác ích kỷ có thể đe dọa đầu tư này nếu uy tín của blockchain bị đe dọa.
• Ảnh hưởng đến giá trị tiền điện tử: Khai thác ích kỷ có thể ảnh hưởng đáng kể đến giá của tiền điện tử liên quan. Bằng cách đánh đổ sự đáng tin cậy của blockchain, những người khai thác ích kỷ đang đối mặt với nguy cơ làm giảm giá trị nguồn thu nhập của họ, vì thị trường có thể mất niềm tin vào sự an toàn và ổn định của mạng lưới.
• Nguy cơ kết đồng: Để tiến hành một cuộc tấn công khai thác ích kỷ thành công, người khai thác có thể cần phải liên quan đến các người khai thác khác hoặc các nhóm, điều này đi kèm với những rủi ro đáng kể. Quá trình hình thành một liên minh có thể phức tạp, và luôn có khả năng rằng kế hoạch bị phát hiện, dẫn đến hậu quả pháp lý tiềm ẩn hoặc gây tổn thất cho uy tín của các bên tham gia.
• Khai thác khối ngắn: Một số nhóm khai thác có thể sử dụng khoảng thời gian giữ lại khối ngắn, đặc biệt khi các khối được tìm thấy nhanh chóng so với tốc độ sản xuất khối mục tiêu. Mặc dù điều này có thể mang lại lợi thế nhỏ bằng cách tăng cơ hội tìm thấy hai khối liên tiếp, nhưng nó cũng tăng nguy cơ phát hiện và các hậu quả tiêu cực tiềm ẩn liên quan đến khai thác ích kỷ.
• Các chiến lược khai thác thay thế: Có các chiến lược khai thác phức tạp và tinh vi hơn, như Khai thác Bướng Bỉnh, kết hợp khai thác ích kỷ với một cuộc tấn công Eclipse. Những chiến lược tiên tiến này có thể mang lại cơ hội tăng lợi nhuận nhưng cũng đi kèm với các rủi ro cao và các hậu quả tiêu cực có thể ảnh hưởng đến mạng lưới và các thợ mỏ tham gia.

Tóm lại, trong khi khai thác ích kỷ có thể mang lại lợi ích tiềm năng ngắn hạn, những rủi ro lâu dài và những hậu quả tiêu cực cho hệ sinh thái blockchain khiến nó trở thành một chiến lược đầu tư đáng ngờ. Điều quan trọng là người khai thác cần cân nhắc kỹ lưỡng giữa những lợi ích tiềm năng và những rủi ro, và xem xét tác động của hành động của họ đối với cộng đồng tiền điện tử rộng lớn. Tham gia vào các phương pháp khai thác trung thực không chỉ bảo tồn tính nguyên vẹn của blockchain mà còn giúp đảm bảo sự bền vững và phát triển lâu dài của thị trường tiền điện tử.

Hiểu và Giảm Thiểu Rủi Ro Khai thác Khi Ép Buộc

Mạng Bitcoin dễ bị tấn công khai thác ích kỷ, trong đó các thợ mỏ độc hại giữ lại các khối đã được khai thác và khai thác trên chuỗi riêng của họ. Nghiên cứu hiện tại chủ yếu tập trung vào mật mã, thiết kế giao thức, phát hiện rủi ro và ước lượng thiệt hại. Tuy nhiên, phân tích khai thác ích kỷ từ góc độ tin cậy là rất quan trọng để phòng thủ hiệu quả chống lại các cuộc tấn công như vậy.

Bài viết này đóng góp vào cơ thể kiến thức hiện có bằng cách phát triển một mô hình tin cậy phân tích dựa trên CTMC để đánh giá sự dễ bị tổn thương của mạng Bitcoin đối với các cuộc tấn công khai thác ích kỷ. Phân tích đã cho thấy một số kết luận chính:

• Độ tin cậy của mạng Bitcoin giảm đi khi kẻ tấn công ích kỷ sở hữu nhiều công năng tính toán hơn.
• Hệ thống có xu hướng gặp sự cố nhanh hơn khi tỷ lệ kích hoạt tấn công tăng lên.
• Độ tin cậy của mạng được cải thiện khi người đào khai thác trung thực có khả năng phục hồi tốt hơn.

Mặc dù những kết quả này có vẻ hợp lý, nhưng các kết quả và so sánh số liệu cung cấp cái nhìn giá trị để phát triển thuật toán và giao thức chống chịu để tăng cường sự mạnh mẽ của các mô hình mạng tiền điện tử dựa trên blockchain hiện tại. Những cải tiến này có thể tăng cường khả năng tự vệ của mạng trước các cuộc tấn công độc hại khác nhau.

Nghiên cứu tương lai có thể khai thác mở rộng phân tích tin cậy đến thời gian chuyển trạng thái không mũi tên bằng cách sử dụng các phương pháp như mô hình bán-Markov và các phương pháp phân tích dựa trên đa tích phân. Những tiến bộ này sẽ giúp củng cố thêm tính bảo mật và tin cậy của mạng blockchain trước những mối đe dọa tiến hóa.

Kết luận

Tóm lại, khai thác ích kỷ là một phương pháp gây tranh cãi và có thể gây hại có thể đe dọa các nguyên tắc cơ bản của sự phi tập trung, an toàn và công bằng trong các mạng tiền điện tử. Bằng cách tận dụng các quy tắc giao thức, người khai thác ích kỷ có thể chi phối hệ thống vì lợi ích cá nhân, thường làm tổn thương người khai thác trung thực và sức khỏe tổng thể của chuỗi khối.