Satoshi's Hiel: is mijnbouwinfrastructuur een kwetsbaarheid die Bitcoin zou kunnen uitschakelen?

Het Bitcoin-mijnnetwerk vormt een potentiële kwetsbaarheid voor het netwerk dat een achilleshiel zou kunnen blijken te zijn, tenzij het wordt aangepakt.

In de Griekse mythologie Thetis doopte haar zoontje Achilles in de rivier de Styx om hem de kracht van onkwetsbaarheid te geven. Achilles groeide uit tot een schijnbaar onoverwinnelijke krijger, maar hij werd geveld toen een giftige pijl hem in de hiel trof, precies de plek waar Thetis hem had vastgehouden toen ze hem in de rivier dompelde. Ze had maar één klein plekje gemist, maar dat was de ondergang van Achilles.

In de moderne tijd is de term "achilleshiel" synoniem geworden voor elke machtige kracht die wordt neergehaald door een onvoorziene of kleine zwakte, en de geschiedenis is bezaaid met machtige mensen en organisaties die op deze manier zijn gevallen.

De afgelopen 13 jaar is Bitcoin een zeer krachtige kracht geweest die alle aanvallers heeft afgeweerd. Dit heeft veel van de voorstanders van Bitcoin een gevoel van vertrouwen gegeven, maar dit kan misplaatst of zelfs gevaarlijk zijn. Het genie achter Bitcoin is duidelijk, maar dit maakt het niet perfect of onkwetsbaar. In de komende jaren, decennia en eeuwen zullen onvoorstelbare variabelen naar voren komen, en misschien zal een van de grootste sterke punten van Bitcoin worden gemanipuleerd en blootgelegd als een zwakte om Satoshi's hiel te worden.

De Bitcoin-architectuur

Voordat we hier diep op ingaan, kan het nuttig zijn om bepaalde aspecten van de architectuur van Bitcoin te herzien.

Satoshi ontwierp Bitcoin met de bedoeling dat er elke 10 minuten blokken (met transacties) zouden worden verwerkt. Zodra een blok is verwerkt of gemined, wordt het ter validatie aan de knooppunten gepresenteerd en worden de transacties naar het grootboek geboekt. Voor hun diensten ontvangen miners een vergoeding in de vorm van een blokbeloning, dit is de som van een bloksubsidie ​​en transactiekosten.

De bloksubsidie, momenteel 6.25 BTC, is het mechanisme waardoor nieuwe Bitcoin in omloop komt. Een moeilijkheidsperiode is een segment van 2,016 blokken en na voltooiing van elke moeilijkheidsperiode wordt een analyse uitgevoerd van de tijd die nodig is om die blokken te verwerken. Aangezien het Satoshi's doel was dat het systeem gemiddeld 10 minuten nodig had om elk blok te verwerken, wordt, als de vorige moeilijkheidsperiode korter was dan 10 minuten, de blokverwerking moeilijker gemaakt voor de komende periode, en vice versa als de vorige moeilijkheidsperiode langer was dan 10 minuten .

Een opkomende kwetsbaarheid

Met enkele basisprincipes van mijnbouw in gedachten, is er een opkomende kwetsbaarheid in het Bitcoin-ecosysteem om te overwegen. Veel mensen brengen een toename van de wereldwijde hash-snelheid of een goede verdeling van de hash-snelheid over de mining-pools rechtstreeks in verband met verhoogde beveiliging in het netwerk. Er zit enige waarheid in deze conclusies, aangezien, door beide maatregelen, het netwerk tegenwoordig behoorlijk sterk en veilig lijkt; echter, een andere laag dieper, is er een vector van kwetsbaarheid.

Deze laag is de groei en dominantie van mijnsites in gevangenschap (zie onderstaande grafiek). Een captive mining-site is er een waar de stroombron wordt beheerd door een derde partij en dit betekent over het algemeen dat deze op het elektriciteitsnet is gebaseerd. Een wilde mijnsite is er een waar stroom wordt opgewekt en gecontroleerd door de mijnwerker en is daarom off-grid.

Overweeg een scenario met de naam 'Night Terror' om de kwetsbaarheid te onderzoeken. Hoewel het extreem en vrij onwaarschijnlijk is, toont het de dreiging aan.

Stel je een tijd in de toekomst voor waarin olifantenlocaties in gevangenschap het mijnnetwerk domineren. Deze overheersing is zo compleet dat 99% van de hashkracht van het Bitcoin-mijnnetwerk wordt geconsolideerd in enkele tientallen in gevangenschap levende olifantensites. Tegelijkertijd hebben politieke en financiële instellingen over de hele wereld gezien dat Bitcoin hun vermogen om hun agenda's uit te voeren ernstig heeft aangetast. Wetende dat de beste manier om Bitcoin aan te vallen is om het vertrouwen van het publiek in zijn stabiliteit en betrouwbaarheid te wankelen, zetten de tegenstanders van Bitcoin een koers uit om het Bitcoin-mijnnetwerk te verlammen. Dus, net voor de voltooiing van een moeilijkheidsperiode, coördineert een consortium van natiestaten een vijandige sluiting van alle olifantenlocaties in gevangenschap. Ze doen dit door nutsbedrijven te dwingen om onmiddellijk de stroom naar alle locaties af te sluiten, en ze zetten troepen in om te voorkomen dat apparatuur van de locaties wordt verwijderd.

Het Bitcoin-mijnnetwerk zou bijkomen van deze klap omdat het onmiddellijk 99 keer moeilijker zal zijn om blokken te verwerken. In plaats van tien minuten nodig te hebben om het volgende blok te verwerken, zou de verwachte voltooiingstijd 990 minuten of 16.5 uur zijn. Dit zou de dagelijkse transactiecapaciteit van het Bitcoin-ecosysteem van ongeveer 300,000 naar slechts een paar duizend brengen. Erger nog, 2,016 blokken moeten worden verwerkt voordat de volgende moeilijkheidsgraad wordt aangepast, en met de sterk verminderde hash-capaciteit van het netwerk, zou dit niet gebeuren voor nog eens 1,386 dagen of 3.8 jaar (ervan uitgaande dat er geen nieuwe hash-kracht wordt toegevoegd.) Bovendien, nieuwe bitcoin zou in een slakkengang in omloop komen omdat de toename van de geldhoeveelheid volledig afhankelijk is van het delven van blokken.

Het is duidelijk dat er paniek zou ontstaan, omdat veel bitcoin-houders die hun bitcoin willen verkopen of in koude opslag willen krijgen, zouden worden buitengesloten. Off-chain-bewegingen op beurzen en transacties op Layer 2-protocollen (zoals het Lightning Network) zouden een tijdje mogelijk zijn, maar ze zouden snel worden beperkt omdat afwikkeling op de basislaag (on-chain) vrijwel onmogelijk zou worden. Na een paar dagen in het Night Terror-scenario zou het Bitcoin-ecosysteem zo dramatisch zijn aangetast dat het vertrouwen van de wereld erin zou worden geschud en onherstelbaar zou worden beschadigd.

Het nachtmerriescenario

Zeker, het Night Terror-scenario is onwaarschijnlijk, maar een waarschijnlijker scenario, het 'Nightmare Scenario' genaamd, biedt ook een zeer enge uitkomst.

Dit scenario gaat uit van dezelfde initiële omstandigheden van olifanten in gevangenschap die 99% van de wereldwijde hashkracht bezitten, en een sluiting en inbeslagname van de locaties. In dit geval reageert de Bitcoin-gemeenschap echter agressief om te proberen het ecosysteem te redden. De eerste stap is van konijnen en paarden, het opnieuw inzetten van mijnbouwapparatuur die eerder buiten dienst was gesteld, en dit verhoogt onmiddellijk de resterende wereldwijde hash-kracht met ongeveer 25%.

Mijnbouwapparatuur in de distributiekanalen zou snel worden opgeslokt en ingezet en in ongeveer vijf dagen zou het netwerk waarschijnlijk twee blokken per dag verwerken in plaats van één. Na ongeveer drie weken zou het vermogen van het netwerk groeien tot gemiddeld drie blokken per dag. Uiteindelijk, na ongeveer negen maanden, konden de konijnen en paarden hun hash-snelheid iets meer dan zeven keer schalen en de netwerkcapaciteit verbeteren tot ongeveer 10 blokken per dag.

Het resultaat zou zijn dat de moeilijkheidsperiode die naar verwachting twee weken zou duren, zich zou uitstrekken tot een ondraaglijke 281 dagen. Ook opmerkelijk is dat in plaats van de verwachte 127,000 bitcoin die gedurende de hele periode van negen maanden in omloop komt, er slechts 6,300 zouden komen.

De gemiddelde bloktijd aan het einde van het tijdperk is 138 minuten en velen zouden verwachten dat na dit pijnlijke tijdperk, de volgende moeilijkheidsaanpassing een terugkeer naar de blokverwerkingstijd van 10 minuten zou vergemakkelijken. Het netwerk is echter nog lang niet uit de lucht.

Het protocol van Bitcoin heeft een maximale moeilijkheidsgraad van vier keer in elk tijdperk en dit betekent dat de aangepaste blokverwerkingstijd aan het begin van het volgende tijdperk wordt aangepast naar 34.6 minuten in plaats van 10. Dit zorgt ervoor dat de tegenstanders van Bitcoin hun volgende sluwe zet worden de overgang naar het nieuwe moeilijke tijdperk plaatsvindt, worden de voorheen aangetaste olifantenplaatsen in gevangenschap weer ingeschakeld.

In een oogwenk schommelen de verwerkingstijden van blokken van langzaam naar uitzonderlijk snelle twee minuten en 20 seconden en een tijdvak van volledige moeilijkheidsaanpassing zou voorbij vliegen in iets meer dan drie dagen. 6,300 meer bitcoin zou in omloop komen en grotendeels worden gecontroleerd door tegenstanders, en ze zouden de mogelijkheid hebben om de markt te overspoelen met deze bitcoin of de markt verder uit te hongeren.

De volgende moeilijkheidsaanpassing zou beginnen met een blokverwerking in bijna 10 minuten, maar nogmaals, de controllers van de in gevangenschap levende olifantensites zouden hun sites kunnen uitschakelen en het mijnnetwerk zou opnieuw tot een kruipgang vermalen. De verwerkingstijd van blokken zou onmiddellijk meer dan twee uur bedragen en het voltooien van de moeilijkheidsperiode zou 142 dagen duren.

Dit patroon van olifanten in gevangenschap die aan en uit gaan, zou nog lang kunnen voortduren, maar het zou niet echt nodig zijn omdat de schade aan Bitcoin al zou zijn toegebracht. Zonder enige consistentie in het vermogen om transacties te verwerken, noch enig vertrouwen in het inflatiepercentage, zou het vertrouwen in Bitcoin worden geruïneerd, en hoewel het zou kunnen overleven met een beperkte waarde of doel, zou het nooit zijn visie vervullen en vervagen tot irrelevantie.

Satoshi's Heel: gelijke tred houden met industriële mijnwerkers

Toen het China-verbod van 2021 plaatsvond, verloor Bitcoin ongeveer 50% van zijn hashkracht en het ecosysteem overwon het als een kleine verkeersdrempel. Zoals blijkt uit het Nightmare-scenario, zou het verlies van 99% van de hashing-kracht catastrofaal zijn, dus ergens tussen deze twee punten bevindt zich de gevarenzone.

De bovenstaande grafiek schat de impact van de verliezen van verschillende niveaus van de hash-snelheid van het netwerk. Met een daling van 70% in de hash-snelheid, voelt het netwerk wat spanning, maar de verwerkingstijden van blokken zijn niet verschrikkelijk, en de moeilijke aanpassing brengt het netwerk in ongeveer zes weken terug naar enigszins normale prestaties. Dalingen onder dit niveau beginnen de netwerkprestaties echter in de gevarenzone te brengen.

Als het netwerk werd aangevallen op een manier die ervoor zorgde dat de wereldwijde hash-snelheid met 85% of meer daalde, wordt de schok voor de effectiviteit van het netwerk catastrofaal en wordt de veerkracht van het ecosysteem ernstig belemmerd. Dit kan heel goed de hiel van Satoshi zijn. Als dat zo is, is het alleen mogelijk omdat de Bitcoin-mijngemeenschap de kwetsbaarheid zelf heeft gecreëerd. En die kwetsbaarheid zou kunnen komen van de grootste mijnbouwbedrijven die zich richten op hun eigen beste kortetermijnbelangen, en niet op de beste langetermijnbelangen van Bitcoin.

Over het algemeen zijn de grootste mijnbouwbedrijven van mening dat ze de beste efficiëntie, kosteneffectiviteit en betrouwbaarheid kunnen bereiken door hun activiteiten te consolideren op grote locaties en samen te werken met energieleveranciers in wederzijds voordelige energieregelingen. Maar zoals het gezegde luidt: "Er kan te veel van het goede zijn."

Zoals hierboven geïllustreerd, is te veel hash-vermogensdichtheid op een klein aantal sites een enorme blootstelling. Het veilige niveau van hashkracht op deze sites is maximaal ongeveer 70% en alles boven 85% brengt het ecosysteem in groot gevaar.

Momenteel is het meten van de wereldwijde hash-snelheid tegen deze statistieken niet mogelijk, hoewel dit nu waarschijnlijk in de veilige zone is. Het is echter van cruciaal belang dat konijnen en paarden gelijke tred houden wanneer olifanten zich uitbreiden, en dit zal waarschijnlijk behoorlijk moeilijk blijken te zijn.

Als voorbeeld Atlas Power heeft een nieuwe investering van $ 1.9 miljard in North Dakota aangekondigd dat zal voor eind 750 2023 megawatt (MW) mijnbouwcapaciteit online brengen. Dit betekent dat paarden en konijnen, om gelijke tred te houden, minimaal 322 MW mijnbouwcapaciteit moeten toevoegen om deze ene site bij te houden.

Wanneer faciliteiten zoals deze van Atlas Power echter online komen, komen ze meestal online met ultramoderne mijnbouwmachines. Dit betekent dat aan deze kracht 150 tera hash per seconde (TH/s) mijnbouwapparatuur (of beter) is gekoppeld. . In dit geval betekent dit dat ze doorgaans 100 TH/seconde technologie gebruiken. Om gelijke tred te houden zou dan 50% meer machines en 50% meer vermogen nodig zijn. Dit betekent dat konijnen- en paardensites 161,000 nieuwe machines moeten toevoegen, die in minder dan twee jaar 483 MW verbruiken, gewoon om gelijke tred te houden met de blootstelling van één enkele site. En, ervan uitgaande dat de Atlas Power-site gebruikmaakt van op het elektriciteitsnet gebaseerde stroom, betekent dit ook dat wilde energiebronnen van 483 MW ook online moeten komen. Elk tekort van de paarden en konijnen duwt de kwetsbaarheid van het ecosysteem dichter bij de gevarenzone.

Decentralisatie is een fundamenteel principe van Bitcoin, en terecht. Om Bitcoin gedecentraliseerd te houden, moet de gemeenschap constant naar alle aspecten van het ecosysteem kijken om elke mogelijkheid van centralisatie weg te spoelen. De mijnbouw is geen uitzondering.

Mijnbouw heeft veel variabelen die in theorie gecentraliseerd zouden kunnen worden, waaronder geografie, jurisdictie, energiebronnen, sitegroottes, mijnpools, chipbronnen en systeembronnen. Het is van cruciaal belang dat er altijd een veilig niveau van diversiteit is voor alle variabelen. Als de vector van een variabele begint te centraliseren, moet deze ruim van tevoren worden gestopt.

Dit geldt ongeacht hoe veilig centralisatie lijkt in een bepaalde variabele. Zo wordt er momenteel enorm veel gebouwd in Texas, en dat is begrijpelijk, gezien de beschikbaarheid van energie, de energiekosten en de gastvrije houding van gemeenschappen en politici. Politieke wind kan echter snel veranderen en er zijn scenario's waarin Bitcoin-mining in een zeer korte tijd van een vriend van Texas naar een aartsvijand kan gaan. En problemen met het elektriciteitsnet, gerichte terroristische aanslagen en natuurrampen in Texas kunnen het mijnnetwerk ook in een gevaarlijke staat brengen.

Voorlopig zijn de echte bedreigingen voor Bitcoin trends in de richting van olifantensites en in de richting van gevangenschap. Binnen nog eens een jaar of twee zouden deze variabelen in de gevarenzone kunnen komen en vanwege de omvang die ermee gemoeid is, kunnen ze heel moeilijk terug te draaien zijn. Het is absoluut noodzakelijk dat de industrie de inzet van machines voor konijnen en paarden opvoert en zich inspant om wilde energiebronnen te ontwikkelen om deze blootstelling te voorkomen. De tegenstanders van Bitcoin voelen de hitte en ze zullen hard op zoek zijn naar zwakke punten in het ecosysteem, dus laten we ze geen kans geven op Satoshi's hiel.

Dit is een gastpost van Bob Burnett. De geuite meningen zijn geheel van henzelf en komen niet noodzakelijk overeen met die van BTC Inc of Bitcoin Magazine.

• Coinsmart. Europa's beste Bitcoin- en crypto-uitwisseling.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligentie. Kennis versterkt. GRATIS TOEGANG.
• CryptoHawk. Altcoin-radar. Gratis proefversie.
• Bron: https://bitcoinmagazine.com/business/mining-industry-makes-bitcoin-vulnerable