آشنایی با پدیده سلفیش ماینینگ (Selfish mining)

زمان مطالعه: 6 دقیقه

مقدمه

بیت‌ کوین یک بازی متوازن از ارائه مشوق‌ها به ماینرها است. در یک اکوسیستم غیرمتمرکز، همسو ساختن منافع مشارکت‌کنندگان برای موفقیت بلندمدت این شبکه، حیاتی است. مشوق‌هایی که کاربران را به امن ساختن شبکه متمایل می‌سازند؛ عموماً به صورت مالی هستند. یعنی اگر صادقانه عمل کنند، جایزه می‌گیرند و با تلاش برای تقلب، درآمد بالقوه خود را از دست می‌دهند. برای درک سلفیش ماینینگ (Selfish mining) که موضوع این مطلب است، لازم است این مشوق‌ها به خوبی درک شوند.

درک مشوق‌های بیت‌کوین

این یکی از موضوعات مشخص و مورد بحث در زمینه ماینینگ است. افراد درگیر در استخراج، مبالغ زیادی را بابت برق و سخت‌افزارهای تخصصی سرمایه‌گذاری می‌کنند، به این امید که با اضافه‌کردن بلاک‌های جدید به بلاکچین بتوانند هزینه‌های انجام‌شده خود را جبران کنند و سود به دست بیاورند. ماینرها می‌خواهند سود خود را به حداکثر برسانند و ساده‌ترین راه برای این کار، چیزی نیست جز بازی کردن با قواعد شبکه.

اگر یک ماینر یک بلاک به شبکه اضافه کند، تمام نرخ‌های حق‌الزحمه تراکنش در آن بلاک و همچنین بخشی از کوین‌های تازه استخراج‌شده را به دست می‌آورد. به این نوع سود، پاداش بلاک (Block reward) گفته می‌شود.

اما تعداد کوین‌های دریافتی بعد از استخراج هر 210 هزار بلاک (تقریباً هر چهار سال) نصف می‌شود. در هنگام نگارش این مطلب، ارزش پاداش استخراج هر بلاک (Block reward) معادل 6.25 بیت‌ کوین است، که چند ماه قبل این مقدار معادل 12.5 بیت ‌کوین بود.

مشوق‌های مالی برای استخراج باعث شده این عمل تا حد زیادی رقابتی شود؛ که در نهایت باعث افزایش امنیت و غیرمتمرکز بودن شبکه می‌شود. برخی گمانه‌زنی می‌کنند که این مشوق‌ها، بازی‌ها و اشکالاتی را ایجاد می‌کنند. در این مطلب نگاهی به مفهوم سلفیش ماینینگ خواهیم داشت.

سلفیش ماینینگ چطور عمل می‌کند؟

یکی از بهترین تفسیرها در مورد سلفیش ماینینگ (Selfish mining) در یک مطالعه تحقیقاتی در سال 2013 منتشر شده است. مطابق این مطالعه، بر خلاف عقیده عمومی، مشوق‌های ماینرهای بیت ‌کوین جهت‌دار است و در نهایت می‌تواند منجر به متمرکز شدن این شبکه شود.

ماینرها می‌توانند با پنهان کردن بلاک های تازه تولید شده از بلاک چین اصلی و ایجاد فورک های جداگانه، سود بیشتری کسب کنند.

مفهوم سلفیش ماینینگ این است که سایر ماینرها فریب بخورند و بر روی بلاک‌های دیگری کار کنند که معتبر نیستند. این شرایط نتیجه‌ای به جز رسیدن به بن بست ندارد. با پنهان نگه داشتن بلاک استخراج شده در سلفیش ماینینگ (Selfish Mining) از کل شبکه بلاک چین، حمله کننده خود را جلوتر از سایر ماینرها برای استخراج بلاک بعدی قرار می‌دهد.

اول اجازه بدهید این نوع ماینینگ را با یک مثال توضیح بدهیم. فرض کنید کل نرخ هش (Hash rate) به ناگهان بین 4 ماینر تقسیم می‌شود: آلیس، باب، کارول و دن (هر یک 25%). آلیس، باب و کارول با قواعد بازی می‌کنند، اما دن سعی می‌کند از سیستم برای منافع خودش بهره‌برداری کند. در شرایط عادی، توقع داریم ماینری که بلاک را پیدا می‌کند، بلافاصله آن را به شبکه (بلاکچین) اضافه کند. و این همان کاری است که آلیس، باب و کارول صادقانه در آن مشارکت می‌کنند. اما اگر دن یک بلاک پیدا کند، آن را نگه خواهد داشت. دن حتی ممکن است شانس بیاورد و پیش از دیگران دو بلاک پیدا کند.

فرض کنیم که 100 هزار بلاک استخراج شده است. حالا آلیس، باب و کارول برای ثبت بلاک 100.001 آمده‌اند. دن آن را پیدا می‌کند اما این اطلاعات را خصوصی نگه می‌دارد. حالا دو شبکه وجود دارد؛ شبکه عمومی و شبکه مخفی دن. در حالی که بقیه هنوز مشغول پیدا کردن بلاک 100.001 هستند، او بلاک 100.002 را نیز پیدا می‌کند. به این ترتیب شبکه دن دو بلاک جلوتر است. با این فرض که او همیشه شانس خواهد داشت و همیشه می‌تواند با فاصله از دیگران جلوتر باشد، او به حرکت خود ادامه می‌دهد. وقتی دیگران متوجه می‌شوند که فقط یک بلاک عقب هستند، او شبکه خود را افشا می‌کند.

مثال عملکرد

حالا شبکه عمومی دن بلندتر از شبکه‌ای است که مشارکت‌کنندگان دیگر روی آن کار می‌کردند. مطابق قاعده‌ای که به آن قاعده بلندترین زنجیره شبکه (Longest chain rule) گفته می‌شود، شبکه یا زنجیره «درست»ی که باید روی آن کار کرد، همانی است که بیشترین گواهی اثبات کار را به دست آورده است. برای همین، اگر یک کاربر یک زنجیره شبکه را شناسایی کند که نیاز به کار بیشتری دارد، قدرت استخراج به این شبکه بلندتر اختصاص پیدا خواهد کرد.

حالا زنجیره شبکه آلیس، باب، کارول و دن وجود دارد و آنها می‌دانند که باید این زنجیره را دنبال کنند. هر پاداشی که در زنجیره شبکه دیگر به دست بیاید، دیگر وجود نخواهد داشت. از آنجا که دن آن بلاک‌ها را روی زنجیره شبکه فعلی استخراج کرده، او تمام پاداش‌ها را حفظ خواهد کرد.

خطرات سلفیش ماینینگ

در حقیقت اگر مشارکت‌کنندگان همان‌طوری که انتظار می‌رود رفتار کنند، برای تمام آنها ارزان‌تر تمام می‌شود. سلفیش ماینینگ (Selfish mining) باعث به وجود آمدن ضرر می‌شود، اما توجه به این نکته مهم است که افرادی که درگیر آن می‌شوند، یک مزیت استراتژیک نسبت به مشارکت‌کنندگان دیگر در شبکه به دست می‌آورند. در نتیجه، ماینرها به احتمال زیاد به مهاجم می‌پیوندند و این اوضاع را خراب‌تر می‌کند.

این نکته به عنوان یک خطر و ریسک عمده مطرح شده بود: در طول زمان، سلفیش ماینینگ ممکن است منجر به ایجاد استخرهای استخراج با نرخ هش بالا شود؛ چراکه کاربران با موجودیت سلفیش ممکن است گروه شوند تا سود خود را به حداکثر برسانند. همین‌که یک استخر بتواند بخش عمده قدرت را به دست بگیرد، ممکن است برای حمله 51 درصدی اقدام کند.

بسیاری چنین تهدیدی را در نظر نمی‌گیرند و به نگرش‌های ایدئولوژیک ماینرها و همچنین مشوقی که برای ادامه کارکرد شبکه در حالت غیرمتمرکز مورد نیاز است اشاره می‌کنند.  یعنی سلفیش ماینینگ پس از مدتی موجب از کار افتادن شبکه می‌شود، که باعث هدر دادن سرمایه ماینرها برای برق و ماشین‌آلات مرتبط جهت استخراج می‌شود که این مورد انگیزه ماینرها را برای اقدام به Selfish mining به شدت کاهش می‌دهد.

سخن پایانی

سلفیش ماینینگ نوعی استراتژی برای ماینینگ بیت کوین است که طی آن، گروهی از ماینرها برای افزایش درآمد خود با هم تبانی می‌کنند. از طرفی بیت کوین طوری طراحی شده است تا عملکرد آن به صورت غیرمتمرکز باشد. اما سلفیش ماینینگ منجر به متمرکزسازی ماینینگ بیت کوین می‌شود.

اگر سلفیش ماینینگ (Selfish mining) به شکل موفقی توسط گروهی از ماینرها مورد استفاده قرار بگیرد، ممکن است تبدیل به استراتژی جذابی برای آنهایی شود که درگیر افزایش سرمایه خودشان هستند. در بدترین سناریوی ممکن، این مشوق‌ها ممکن است باعث شود ماینرهای صادق به ماینرهای سلفیش بپیوندند و غیرمتمرکز بودن بیت‌ کوین را مخدوش کنند.

در یک تصویر کلی‌تر اما چندان معنایی ندارد که کاربران بخواهند رویکرد خود را تغییر دهند. گذشته از هر چیز، اقدام برای کاهش امنیت شبکه ممکن است باعث افت قیمت بیت‌ کوین شود. این مسئله مستقیماً روی سودآوری عملیات ماینینگ تأثیر می‌گذارد و به نظر نمی‌رسد که هدف نهایی ماینرها باشد.