Il tallone di Satoshi: l'infrastruttura mineraria è una vulnerabilità che potrebbe abbattere Bitcoin?

La rete di mining Bitcoin presenta una potenziale vulnerabilità della rete che potrebbe rivelarsi un tallone d'Achille se non affrontata.

Nella mitologia greca, Teti immerse il figlio neonato Achille nel fiume Stige per conferirgli il potere dell'invulnerabilità. Achille crebbe fino a diventare un guerriero apparentemente invincibile, ma fu abbattuto quando una freccia avvelenata lo colpì al tallone, proprio nel punto in cui Teti lo aveva trattenuto quando lo aveva immerso nel fiume. Aveva mancato solo un piccolo punto, ma quella era la rovina di Achille.

Nei tempi moderni, il termine “tallone d'Achille” è diventato sinonimo di qualsiasi forza potente che viene abbattuta da una debolezza imprevista o piccola, e la storia è disseminata di persone e organizzazioni potenti che sono cadute proprio in questo modo.

Negli ultimi 13 anni, Bitcoin è stata una forza molto potente che ha respinto tutti gli aggressori. Ciò ha dato a molti sostenitori di Bitcoin un’aria di fiducia, ma ciò potrebbe essere mal riposto o addirittura pericoloso. La genialità dietro Bitcoin è chiara, ma ciò non lo rende perfetto o invulnerabile. Negli anni, decenni e secoli a venire emergeranno variabili inimmaginabili e forse uno dei maggiori punti di forza di Bitcoin sarà manipolato ed esposto come una debolezza per diventare il tallone di Satoshi.

L'architettura Bitcoin

Prima di approfondire questo argomento, potrebbe essere utile rivedere alcuni aspetti dell'architettura di Bitcoin.

Satoshi ha progettato Bitcoin con l'intenzione che ogni 10 minuti venissero elaborati blocchi (contenenti transazioni). Una volta che un blocco viene elaborato o estratto, viene presentato ai nodi per la convalida e le transazioni vengono registrate nel registro. Per i loro servizi, i minatori ricevono un compenso sotto forma di ricompensa in blocco, che è la somma del sussidio in blocco e delle commissioni di transazione.

Il sussidio in blocco, attualmente 6.25 BTC, è il meccanismo attraverso il quale il nuovo Bitcoin entra in circolazione. Un'epoca di difficoltà è un segmento di 2,016 blocchi e, al completamento di ciascuna epoca di difficoltà, viene eseguita un'analisi del tempo necessario per elaborare tali blocchi. Poiché l'obiettivo di Satoshi era che il sistema impiegasse in media 10 minuti per elaborare ciascun blocco, se l'epoca di difficoltà precedente era inferiore a 10 minuti, l'elaborazione dei blocchi diventa più difficile per l'epoca successiva, e viceversa se l'epoca di difficoltà precedente era più lunga di 10 minuti. .

Una vulnerabilità emergente

Tenendo presenti alcune nozioni di base del mining, c’è una vulnerabilità emergente nell’ecosistema Bitcoin da considerare. Molte persone correlano direttamente un aumento dell’hash rate globale, o una buona distribuzione dell’hash rate tra i pool minerari, con una maggiore sicurezza nella rete. C’è del vero in queste conclusioni poiché, secondo entrambe le misure, la rete appare oggi abbastanza forte e sicura; tuttavia, a un livello ancora più profondo, esiste un vettore di vulnerabilità.

Questo strato rappresenta la crescita e il dominio dei siti minerari degli “elefanti in cattività” (vedi grafico sotto). Un sito minerario vincolato è quello in cui la fonte di energia è controllata da terzi e questo generalmente significa che è basato sulla rete. Un sito minerario selvaggio è quello in cui l'energia viene generata e controllata dal minatore ed è, pertanto, off-grid.

Per esplorare la vulnerabilità, considera uno scenario chiamato “Terrore notturno”. Sebbene sia estremo e abbastanza improbabile, dimostra la minaccia.

Immagina un momento nel futuro in cui i siti di elefanti in cattività domineranno la rete mineraria. Questo dominio è così completo che il 99% dell'hash power della rete di mining Bitcoin è consolidato in diverse dozzine di siti di elefanti in cattività. Parallelamente, le forze dell’establishment politico e finanziario di tutto il mondo hanno visto Bitcoin erodere seriamente la loro capacità di attuare i propri programmi. Sapendo che il modo migliore per attaccare Bitcoin è scuotere la fiducia del pubblico nella sua stabilità e affidabilità, i detrattori di Bitcoin hanno stabilito una linea d'azione per paralizzare la rete mineraria Bitcoin. Quindi, poco prima della fine di un periodo di difficoltà, un consorzio di stati nazionali coordina la chiusura ostile di tutti i siti di prigionia degli elefanti. Lo fanno costringendo i fornitori di servizi pubblici a tagliare immediatamente la corrente a tutti i siti e schierando truppe per impedire la rimozione di qualsiasi attrezzatura dai siti.

La rete di mining Bitcoin vacillerebbe a causa di questo colpo perché istantaneamente sarà 99 volte più difficile elaborare i blocchi. Invece di impiegare dieci minuti per elaborare il blocco successivo, il tempo di completamento previsto sarebbe di 990 minuti, ovvero 16.5 ore. Ciò porterebbe la capacità di transazioni giornaliere dell’ecosistema Bitcoin da circa 300,000 a poche migliaia. Peggio ancora, devono essere elaborati 2,016 blocchi prima del successivo aggiustamento della difficoltà e, con la capacità di hash notevolmente ridotta della rete, ciò non accadrebbe per altri 1,386 giorni o 3.8 anni (assumendo che non venga aggiunto nuovo potere di hash). Inoltre, nuovi bitcoin entrerebbero in circolazione a passo di lumaca perché l’aumento dell’offerta di moneta dipende completamente dall’estrazione dei blocchi.

Ovviamente ne deriverebbe il panico, poiché molti possessori di bitcoin che cercano di vendere o mettere i loro bitcoin in celle frigorifere verrebbero bloccati. I movimenti fuori catena sugli scambi e le transazioni sui protocolli Layer 2 (come il Lightning Network) sarebbero possibili per un po’, ma diventerebbero presto limitati perché il regolamento del livello base (on-chain) diventerebbe praticamente impossibile. Dopo alcuni giorni nello scenario del Terrore notturno, l'ecosistema Bitcoin sarebbe stato così drammaticamente compromesso che la fiducia del mondo in esso sarebbe scossa nel profondo e danneggiata irreparabilmente.

Lo scenario da incubo

Certamente, lo scenario del Terrore Notturno è improbabile, ma anche uno più probabile, chiamato “Scenario dell’Incubo”, presenta un risultato molto spaventoso.

Questo scenario presuppone le stesse condizioni iniziali di elefanti in cattività che possiedono il 99% dell’hashing power globale e la chiusura e il sequestro dei siti. In questo caso, però, la comunità Bitcoin risponde in modo aggressivo per cercare di salvare l’ecosistema. La prima mossa è quella di conigli e cavalli, che ridistribuiscono le attrezzature minerarie che erano state precedentemente messe fuori servizio, e questo fa aumentare istantaneamente l’hash power globale rimanente di circa il 25%.

Le attrezzature minerarie nei canali di distribuzione verrebbero rapidamente divorate e distribuite e, in circa cinque giorni, la rete probabilmente progredirebbe fino a elaborare due blocchi al giorno invece di uno. Dopo circa tre settimane, la potenza della rete aumenterebbe fino a raggiungere una media di tre blocchi al giorno. Alla fine, dopo circa nove mesi, i conigli e i cavalli sono riusciti ad aumentare il loro tasso di hashish di poco più di sette volte e a migliorare la capacità della rete fino a circa 10 blocchi al giorno.

Il risultato sarebbe che il periodo di difficoltà, che secondo le previsioni sarebbe durato due settimane, si estenderebbe fino a raggiungere gli insopportabili 281 giorni. Da notare anche che invece dei previsti 127,000 bitcoin che entreranno in circolazione durante l’intero periodo di nove mesi, ne arriveranno solo 6,300.

Il tempo medio di blocco alla fine dell'epoca è di 138 minuti e molti potrebbero aspettarsi che, dopo questa epoca dolorosa, il successivo aggiustamento della difficoltà faciliti il ​​ritorno al tempo di elaborazione del blocco di 10 minuti. Tuttavia, la rete è lungi dall’essere fuori pericolo.

Il protocollo di Bitcoin ha un aggiustamento massimo della difficoltà di quattro volte in ogni epoca e questo significa che il tempo di elaborazione del blocco modificato all'inizio dell'epoca successiva si adatta a 34.6 minuti invece di 10. Ciò prepara i detrattori di Bitcoin alla loro prossima mossa subdola - come avviene la transizione verso una nuova epoca difficile, i siti di elefanti in cattività precedentemente compromessi vengono riattivati.

In un batter d'occhio, i tempi di elaborazione dei blocchi passano da lenti a due minuti e 20 secondi eccezionalmente veloci e un periodo di regolazione completa della difficoltà passerebbe in poco più di tre giorni. Altri 6,300 bitcoin entrerebbero in circolazione e sarebbero in gran parte controllati dai detrattori, che avrebbero la possibilità di inondare il mercato con questi bitcoin o di affamare ulteriormente il mercato.

Il successivo aggiustamento della difficoltà inizierebbe con un’elaborazione del blocco in circa 10 minuti ma, ancora una volta, i controllori dei siti degli elefanti in cattività potrebbero disabilitare i loro siti e la rete mineraria si ridurrebbe nuovamente a passo d’uomo. I tempi di elaborazione del blocco supererebbero immediatamente le due ore e il completamento del periodo di difficoltà richiederebbe 142 giorni.

Questo modello di elefanti in cattività che si accendono e si spengono potrebbe continuare per molto tempo, ma non sarebbe realmente necessario poiché il danno a Bitcoin sarebbe già stato inflitto. Senza alcuna coerenza nella capacità di elaborare le transazioni, né alcuna fiducia nel tasso di inflazione, la fiducia in Bitcoin verrebbe rovinata e, sebbene potrebbe sopravvivere con un valore o uno scopo limitato, non realizzerebbe mai la sua visione e svanirebbe fino a diventare irrilevante.

Il tallone di Satoshi: stare al passo con i minatori industriali

Quando si è verificato il divieto cinese del 2021, Bitcoin ha perso circa il 50% della sua potenza di hashing e l’ecosistema lo ha superato come un piccolo dosso. Come mostrato nello scenario Nightmare, la perdita del 99% della potenza di hashing sarebbe catastrofica, quindi da qualche parte tra questi due punti si trova la zona pericolosa.

Il grafico sopra stima l'impatto delle perdite di vari livelli di hash rate della rete. Con un calo del 70% dell'hash rate, la rete avverte un po' di tensione, ma i tempi di elaborazione dei blocchi non sono orribili e il difficile aggiustamento riporta la rete a prestazioni piuttosto normali in circa sei settimane. Tuttavia, cali al di sotto di questo livello iniziano a spostare le prestazioni della rete nella zona di pericolo.

Se la rete venisse attaccata in modo tale da causare un calo dell’hash rate globale dell’85% o più, lo shock sull’efficacia della rete diventerebbe catastrofico e la resilienza dell’ecosistema sarebbe gravemente compromessa. Questo potrebbe essere il tallone di Satoshi. Se è così, è una possibilità solo perché la comunità mineraria Bitcoin ha creato essa stessa la vulnerabilità. E quella vulnerabilità potrebbe derivare dal fatto che le più grandi società minerarie si concentrano sui propri migliori interessi a breve termine e non sui migliori interessi a lungo termine di Bitcoin.

In generale, le più grandi società minerarie ritengono di poter ottenere la massima efficienza, efficacia in termini di costi e affidabilità consolidando le proprie attività in siti di grandi dimensioni e collaborando con i fornitori di energia elettrica in accordi energetici reciprocamente vantaggiosi. Tuttavia, come dice il proverbio, “ci possono essere troppe cose buone”.

Come illustrato sopra, una densità eccessiva di hash power in un numero limitato di siti rappresenta un’esposizione massiccia. Il livello sicuro di potenza di hashing in questi siti raggiunge un massimo di circa il 70% e qualsiasi valore superiore all’85% mette in grave pericolo l’ecosistema.

Attualmente, misurare l’hash rate globale rispetto a questi parametri non è possibile, anche se probabilmente ora si trova in una zona sicura. Tuttavia, è fondamentale che conigli e cavalli mantengano il passo ogni volta che gli elefanti si espandono, e questo probabilmente si rivelerà piuttosto difficile.

Come esempio, Atlas Power ha annunciato un nuovo investimento da 1.9 miliardi di dollari nel Nord Dakota ciò porterà online 750 megawatt (MW) di capacità mineraria entro la fine del 2023. Ciò significa che, per tenere il passo, cavalli e conigli devono aggiungere almeno 322 MW di capacità mineraria solo per tenere il passo con questo sito.

Tuttavia, quando strutture come questa di Atlas Power vengono attivate, in genere vengono attivate con macchine minerarie all'avanguardia. Ciò significa che collegato a questo potere ci saranno 150 tera hash al secondo (TH/s) di attrezzatura mineraria (o migliore). Storicamente conigli e cavalli hanno problemi ad accedere e/o a permettersi questo tipo di attrezzatura, quindi in genere restano indietro di una generazione . In questo caso, significa che in genere utilizzerebbero la tecnologia da 100 TH/secondo. Pertanto, tenere il passo richiederebbe il 50% di macchine in più e il 50% di potenza in più. Detto questo, significa che i siti di conigli e cavalli devono aggiungere 161,000 nuove macchine, consumando 483 MW in meno di due anni, solo per tenere il passo con l’esposizione di un singolo sito. E, presupponendo che il sito Atlas Power utilizzi energia basata sulla rete, ciò significa anche che devono essere attivate anche fonti energetiche selvagge pari a 483 MW. Qualsiasi carenza da parte di cavalli e conigli spinge la vulnerabilità dell’ecosistema più vicino alla zona di pericolo.

La decentralizzazione è un principio fondamentale di Bitcoin, ed è giusto che sia così. Affinché Bitcoin rimanga decentralizzato, la comunità deve costantemente esaminare tutti gli aspetti dell’ecosistema per eliminare ogni possibilità che si verifichi una centralizzazione. L’industria mineraria non fa eccezione.

L’attività mineraria ha molte variabili che potrebbero, in teoria, diventare centralizzate, tra cui geografia, giurisdizione, fonti energetiche, dimensioni del sito, pool minerari, fonti di chip e fonti di sistema. È fondamentale che sia sempre presente un livello sicuro di diversità per tutte le variabili. Se il vettore di una variabile comincia a tendere verso la centralizzazione, occorre fermarlo con largo anticipo.

Ciò è vero indipendentemente da quanto la centralizzazione possa apparire sicura in una determinata variabile. Ad esempio, in Texas in questo momento c’è un’enorme quantità di siti di sviluppo ed è comprensibile, data la disponibilità di energia, i costi energetici e l’atteggiamento accogliente delle comunità e dei politici. Tuttavia, i venti politici possono cambiare rapidamente e ci sono scenari in cui il mining di Bitcoin potrebbe passare da un amico del Texas a un acerrimo nemico in un periodo molto breve. Inoltre, i problemi con la rete elettrica, gli attacchi terroristici diretti e i disastri naturali in Texas potrebbero mettere la rete mineraria in uno stato pericoloso.

Per ora, le vere minacce per Bitcoin sono la tendenza verso i siti degli elefanti e verso il potere prigioniero. Nel giro di appena un altro anno o due, queste variabili potrebbero entrare nella zona di pericolo e, a causa della portata coinvolta, potrebbe essere molto difficile invertirle. È imperativo che l’industria rafforzi l’impiego delle macchine su conigli e cavalli e lavori per sviluppare fonti di energia selvatica per prevenire questa esposizione. I detrattori di Bitcoin sentono il caldo e cercheranno attentamente i punti deboli dell'ecosistema, quindi non diamo loro un colpo al tallone di Satoshi.

Questo è un guest post di Bob Burnett. Le opinioni espresse sono interamente personali e non riflettono necessariamente quelle di BTC Inc o Bitcoin Magazine.

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• Fonte: https://bitcoinmagazine.com/business/mining-industry-makes-bitcoin-vulnerable