Satoshi's Heel: Er mineinfrastruktur en sårbarhed, der kunne fjerne Bitcoin?

Bitcoin-mine-netværket præsenterer en potentiel sårbarhed for netværket, der kan vise sig at være en akilleshæl, medmindre der tages fat.

I græsk mytologi Thetis dyppede sin spæde søn Achilles ind i floden Styx for at give ham usårlighedens magt. Achilles voksede til at blive en tilsyneladende uovervindelig kriger, men han blev fældet, da en giftpil ramte ham i hælen, netop det sted, hvor Thetis havde holdt ham, da hun dyppede ham i floden. Hun havde kun gået glip af et lille sted, men det var Achilles' undergang.

I moderne tid er begrebet "akilleshæl" blevet synonymt med enhver magtfuld kraft, der bliver slået ned af en uforudset eller lille svaghed, og historien er fyldt med mægtige mennesker og organisationer, der er faldet på netop denne måde.

I de sidste 13 år har Bitcoin været en meget stærk kraft, der har afværget alle angribere. Dette har givet mange af Bitcoins fortalere en luft af tillid, men dette kan være dårligt placeret eller endda farligt. Geniet bag Bitcoin er klart, men det gør det ikke perfekt eller usårligt. I årene, årtier og århundreder fremover vil ufattelige variabler dukke op, og måske vil en af ​​Bitcoins største styrker blive manipuleret og afsløret som en svaghed for at blive Satoshis hæl.

Bitcoin-arkitekturen

Før du dykker dybt ned i dette, kan det være nyttigt at gennemgå visse aspekter af Bitcoins arkitektur.

Satoshi designede Bitcoin med den hensigt, at blokke (indeholdende transaktioner) skulle behandles hvert 10. minut. Når først en blok er behandlet eller udvundet, præsenteres den for noderne til validering, og transaktionerne bogføres i hovedbogen. For deres tjenester modtager minearbejdere kompensation i form af en blokbelønning, som er summen af ​​et bloktilskud og transaktionsgebyrer.

Bloktilskuddet, i øjeblikket 6.25 BTC, er den mekanisme, hvorved ny Bitcoin kommer i omløb. En sværhedsperiode er et segment på 2,016 blokke, og efter afslutning af hver sværhedsperiode udføres en analyse af den tid, der kræves til at behandle disse blokke. Da Satoshis mål var, at systemet i gennemsnit skulle 10 minutter til at behandle hver blok, hvis den forrige sværhedsperiode var kortere end 10 minutter, gøres blokbehandlingen sværere for den kommende epoke og omvendt, hvis den forrige sværhedsperiode var længere end 10 minutter .

En spirende sårbarhed

Med nogle af det grundlæggende i minedrift i tankerne, er der en spirende sårbarhed i Bitcoin-økosystemet at overveje. Mange mennesker korrelerer direkte en stigning i global hash rate eller en god fordeling af hash rate på tværs af minepuljerne med øget sikkerhed i netværket. Der er en vis sandhed i disse konklusioner, da netværket ved begge mål fremstår ret stærkt og sikkert i dag; dog et andet lag dybere er der en vektor af sårbarhed.

Dette lag er væksten og dominansen af ​​"fangne ​​elefanter" (se diagrammet nedenfor) minedriftssteder. Et bundet minested er et, hvor strømkilden er kontrolleret af en tredjepart, og det betyder generelt, at den er netbaseret. Et vildt minedriftssted er et sted, hvor strøm genereres og kontrolleres af minearbejderen og er derfor off-grid.

For at udforske sårbarheden skal du overveje et scenario kaldet "Night Terror". Selvom det er ekstremt og ret usandsynligt, demonstrerer det truslen.

Forestil dig en tid i fremtiden, hvor fangede elefantsteder dominerer minenetværket. Denne dominans er så fuldstændig, at 99 % af Bitcoin-mine-netværkets hash-kraft er konsolideret i flere dusin fangede elefantsteder. Sideløbende hermed har politiske og finansielle kræfter over hele kloden set Bitcoin alvorligt erodere deres evne til at implementere deres dagsordener. Ved at vide, at den bedste måde at angribe Bitcoin på er at ryste offentlighedens tillid til dens stabilitet og pålidelighed, satte Bitcoins modstandere en handlingsplan for at lamme Bitcoin-minenetværket. Så lige før afslutningen af ​​en vanskelig epoke koordinerer et konsortium af nationalstater en fjendtlig nedlukning af alle fangede elefantsteder. De gør dette ved at tvinge forsyningsudbydere til øjeblikkeligt at afbryde strømmen til alle steder, og de indsætter tropper for at forhindre fjernelse af alt udstyr fra stederne.

Bitcoin-minenetværket ville blive ramt af dette slag, fordi det øjeblikkeligt vil være 99 gange sværere at behandle blokke. I stedet for at tage ti minutter at behandle den næste blok, ville den forventede færdiggørelsestid være 990 minutter eller 16.5 timer. Dette ville drive den daglige transaktionskapacitet i Bitcoin-økosystemet fra omkring 300,000 til blot nogle få tusinde. Endnu værre, 2,016 blokke skal behandles før den næste vanskelighedsjustering, og med netværkets stærkt reducerede hash-kapacitet ville dette ikke ske i yderligere 1,386 dage eller 3.8 år (forudsat at der ikke tilføjes nogen ny hash-kraft). Derudover nye bitcoin ville komme i omløb i sneglefart, fordi pengemængdeforøgelser er fuldstændig afhængige af udvinding af blokke.

Naturligvis ville der opstå panik, da mange bitcoin-indehavere, der søger at sælge eller få deres bitcoin i kølerum, ville blive låst ude. Off-chain-bevægelser på børser og transaktioner på Layer 2-protokoller (som Lightning Network) ville være mulige i et stykke tid, men de ville hurtigt blive begrænset, fordi basislag (on-chain) afvikling ville blive praktisk talt umulig. Efter et par dage i Night Terror-scenariet ville Bitcoin-økosystemet være så dramatisk forringet, at verdens tillid til det ville blive rystet til kernen og uopretteligt beskadiget.

Mareridtsscenariet

Naturligvis er Night Terror-scenariet usandsynligt, men et mere sandsynligt, kaldet "Mareridtsscenariet", præsenterer også et meget skræmmende resultat.

Dette scenarie antager de samme begyndelsesbetingelser for elefanter i fangenskab, der besidder 99% af den globale hashkraft, og en nedlukning og beslaglæggelse af stederne. I dette tilfælde reagerer Bitcoin-samfundet dog aggressivt for at forsøge at redde økosystemet. Det første skridt er fra kaniner og heste, omplacering af mineudstyr, der tidligere var blevet sat ud af drift, og dette øger øjeblikkeligt den resterende globale hash-kraft med omkring 25 %.

Mineudstyr i distributionskanalerne ville hurtigt blive opslugt og implementeret, og om cirka fem dage ville netværket sandsynligvis udvikle sig til at behandle to blokke om dagen i stedet for én. Efter omkring tre uger ville netværkets strøm vokse til i gennemsnit tre blokke om dagen. I sidste ende, efter omkring ni måneder, kunne kaninerne og hestene skalere deres hash-rate med lidt over syv gange og forbedre netværkskapaciteten til omkring 10 blokke om dagen.

Resultatet ville være, at vanskelighedsepoken, som man havde forventet at tage to uger, ville strække sig til uudholdelige 281 dage. Det er også bemærkelsesværdigt, at i stedet for, at de forventede 127,000 bitcoin kommer i omløb i hele perioden på ni måneder, ville kun 6,300 nå det.

Den gennemsnitlige blokeringstid i slutningen af ​​epoken er 138 minutter, og mange vil måske forvente, at efter denne smertefulde epoke ville den næste sværhedsjustering lette en tilbagevenden til 10-minutters blokbehandlingstiden. Netværket er dog langt fra ude af skoven.

Bitcoins protokol har en maksimal sværhedsgradsjustering på fire gange i en hvilken som helst epoke, og det betyder, at den justerede blokbehandlingstid ved starten af ​​den næste epoke justeres til 34.6 minutter i stedet for 10. Dette sætter Bitcoins modstandere op til deres næste lumske træk — som overgangen til den nye vanskelige epoke sker, de tidligere svækkede fangede elefantsteder tændes igen.

På et øjeblik skifter blokbehandlingstiden fra langsomme til usædvanlig hurtige to minutter og 20 sekunder, og en komplet epoke med sværhedsgrad vil flyve forbi på lidt over tre dage. 6,300 flere bitcoin ville komme i omløb og ville i vid udstrækning blive kontrolleret af modstandere, og de ville have mulighed for at oversvømme markedet med disse bitcoin eller udsulte markedet yderligere.

Den næste justering af sværhedsgraden ville starte med en blokbehandling på tæt på 10 minutter, men igen kunne controllerne på de fangede elefantsteder deaktivere deres websteder, og minenetværket ville igen gå i stykker. Blokbehandlingstiden ville umiddelbart overstige to timer, og at fuldføre sværhedsperioden ville tage 142 dage.

Dette mønster af elefanter i fangenskab, der tænder og slukker, kunne fortsætte i lang tid, men det ville egentlig ikke være nødvendigt, da skaden på Bitcoin allerede ville være påført. Uden nogen konsistens i evnen til at behandle transaktioner, og heller ikke nogen tro på inflationsraten, ville tilliden til Bitcoin blive ødelagt, og selvom den måske overlever med en begrænset værdi eller et formål, ville den aldrig opfylde sin vision og forsvinde til irrelevans.

Satoshi's Heel: Holde op med industrielle minearbejdere

Da Kina-forbuddet i 2021 fandt sted, tabte Bitcoin ca. 50 % af sin hashing-kraft og økosystemet overvandt det som et lille fartbump. Som det er vist i Nightmare-scenariet, ville tabet af 99% af hashing-kraften være katastrofalt, så et sted mellem disse to punkter er farezonen.

Ovenstående diagram estimerer virkningen af ​​tabene på forskellige niveauer af netværkets hash-rate. Med et fald på 70 % i hash-raten, føles netværket en vis belastning, men blokbehandlingstiden er ikke forfærdelig, og den vanskelige justering returnerer netværket til nogenlunde normal ydeevne på omkring seks uger. Men fald under dette niveau begynder at flytte netværkets ydeevne ind i farezonen.

Hvis netværket blev angrebet på en måde, der fik den globale hashrate til at falde med 85 % eller mere, bliver chokket på netværkets effektivitet katastrofalt, og økosystemets modstandsdygtighed hæmmes voldsomt. Dette kan meget vel være Satoshis hæl. Hvis det er tilfældet, er det kun en mulighed, fordi Bitcoin-minesamfundet selv skabte sårbarheden. Og den sårbarhed kan komme fra de største mineselskaber, der fokuserer på deres egne bedste kortsigtede interesser og ikke Bitcoins bedste langsigtede interesser.

Generelt mener de største mineselskaber, at de kan opnå den bedste effektivitet, omkostningseffektivitet og pålidelighed ved at konsolidere deres aktiviteter i store anlæg og arbejde med forsyningsenergiudbydere i gensidigt gavnlige strømordninger. Men som man siger, "der kan være for meget af det gode."

Som illustreret ovenfor er for meget hash-krafttæthed på et lille antal websteder en massiv eksponering. Det sikre niveau af hash-kraft på disse steder er maksimalt på omkring 70 %, og alt over 85 % bringer økosystemet i alvorlig fare.

I øjeblikket er det ikke muligt at måle den globale hash-rate mod disse metrics, selvom det sandsynligvis er i den sikre zone nu. Det er dog afgørende, at kaniner og heste holder trit, når elefanter udvider sig, og det vil sandsynligvis vise sig at være ret svært.

Som et eksempel, Atlas Power har annonceret en ny investering på 1.9 milliarder dollar i North Dakota det vil bringe 750 megawatt (MW) minedriftskapacitet online inden udgangen af ​​2023. Det betyder, at heste og kaniner for at holde trit skal tilføje mindst 322 MW minekapacitet bare for at holde trit med dette ene sted.

Men når faciliteter som denne fra Atlas Power kommer online, kommer de typisk online med state-of-the-art minemaskiner. Det betyder, at knyttet til denne kraft vil være 150 tera hash pr. sekund (TH/s) mineudstyr (eller bedre). Kaniner og heste har historisk set problemer med at få adgang til og/eller råd til denne type udstyr, så de halter typisk en generation bagud . I dette tilfælde betyder det, at de typisk vil bruge 100 TH/sekund-teknologi. Derfor ville det kræve 50 % flere maskiner og 50 % mere kraft for at holde trit. Givet dette betyder det, at kanin- og hestepladser skal tilføje 161,000 nye maskiner, der forbruger 483 MW på mindre end to år, bare for at holde trit med eksponeringen fra et enkelt sted. Og hvis man antager, at Atlas Power-stedet bruger netbaseret strøm, så betyder det også, at vilde energikilder svarende til 483 MW også skal komme online. Enhver mangel på heste og kaniner skubber økosystemets sårbarhed tættere på farezonen.

Decentralisering er et grundlæggende princip i Bitcoin, og det med rette. For at Bitcoin skal forblive decentraliseret, skal samfundet konstant se på alle aspekter af økosystemet for at skylle enhver mulighed for centralisering ud. Mineindustrien er ingen undtagelse.

Minedrift har mange variabler, der i teorien kunne blive centraliserede, herunder geografi, jurisdiktion, energikilder, sitestørrelser, minepuljer, chipkilder og systemkilder. Det er afgørende, at et sikkert niveau af diversitet altid er på plads på tværs af alle variabler. Hvis vektoren af ​​en variabel begynder at trende mod centralisering, skal den stoppes i god tid.

Dette er sandt, uanset hvor sikker centralisering kan forekomme i en given variabel. For eksempel er der en enorm mængde af byggepladsudvikling i Texas lige nu og forståeligt nok, givet energitilgængelighed, energiomkostninger og den imødekommende holdning hos lokalsamfund og politikere. Politiske vinde kan dog ændre sig hurtigt, og der er scenarier, hvor Bitcoin-minedrift kan gå fra en ven af ​​Texas til en ærkefjende i et meget kort vindue. Og problemer med elnettet, instruerede terrorangreb og naturkatastrofer i Texas kunne også bringe minenetværket i en farlig tilstand.

For nu er de virkelige trusler mod Bitcoin tendenser mod elefantsteder og mod fangenskab. I løbet af blot endnu et år eller to kan disse variabler komme ind i farezonen, og på grund af den involverede skala kan de være meget vanskelige at vende. Det er bydende nødvendigt, at industrien øger udbredelsen af ​​maskiner til kaniner og heste og arbejder på at udvikle vilde energikilder for at forhindre denne eksponering. Bitcoins modstandere mærker varmen, og de vil lede hårdt efter svagheder i økosystemet, så lad os ikke give dem et skud på Satoshis hæl.

Dette er et gæsteindlæg af Bob Burnett. Udtalte meninger er helt deres egne og afspejler ikke nødvendigvis dem fra BTC Inc Bitcoin Magazine.

• Coinsmart. Europas bedste Bitcoin og Crypto Exchange.
• Platoblokkæde. Web3 Metaverse Intelligence. Viden forstærket. FRI ADGANG.
• CryptoHawk. Altcoin radar. Gratis prøveversion.
• Kilde: https://bitcoinmagazine.com/business/mining-industry-makes-bitcoin-vulnerable