💬 Зачем биткойн-майнингу нужен Stratum V2

Зачем биткойн-майнингу нужен Stratum V2

Это редакционная статья Федерико Риви, автора информационного бюллетеня Bitcoin Train.

Майнинг биткойнов доступен каждому: бытовая техника, носимые устройства, такие как смарт-часы и умные очки, все они способны майнить с помощью специализированных микрочипов. Это будущее, на которое надеются многие биткойнеры.

Хотя такой сценарий может быть не так далек от ожидающей нас реальности, сегодня мы все еще находимся в главе о генезисе Биткойна, и реальность еще не такая, как предсказывал Антонопулос. По сути, майнинг централизован.

В прошлом месяце только Foundry USA координировала 34% хешрейта. Если мы добавим Antpool, доля которого составляет 18,2% от общего хешрейта, то мы получим 52% глобальной вычислительной мощности Биткойна в руках всего двух майнинговых пулов.

Недавно известный разработчик биткойнов Питер Тодд указал на проблему такой централизации:

«Биткойн мертв». «Добыча окончена». «Они будут регулировать Биткойн». «Цензура придет».

Я уже слышу вас, но мы должны сохранять спокойствие. Чтобы понять, каковы последствия — и каковы решения — нам нужно сделать шаг назад и рассмотреть концепцию «майнинг пула».

Эволюция майнинга в пуле

Вы бы предпочли получать 100 000 долларов раз в пять лет или 20 000 долларов один раз в год? Ответ на этот вопрос по большей части объясняет появление пулов для майнинга.

В долгосрочной перспективе выплаты остаются прежними, меняется только частота получения платежей. В высококонкурентной среде, такой как горнодобывающая промышленность, это имеет решающее значение. Это может определить выживание или банкротство майнинг-ферм, которые — независимо от изменения цены биткойна — должны поддерживать работу машин, оплачивая электричество, а также любые кредиты, взятые на покупку оборудования, или другие расходы.

Майнинг-пул — это сервер, обычно управляемый компанией, который объединяет майнинг-фермы и отдельных майнеров, расположенных в разных районах, объединяя их вычислительные ресурсы и объединяя их как продукт единой команды, участвующей в соревновании по добыче биткойнов. Высокая вычислительная мощность, координируемая пулами, позволяет, по сравнению с небольшими шансами отдельного майнера, чаще побеждать в соревновании по доказательству работы и перераспределять вознаграждение между всеми его участниками пропорционально вычислительной мощности. мощность, которую они предоставили.

Возьмем пример: запуск майнинг-фермы, производящей 0,025% глобального хешрейта — деятельность, которая сегодня требует многомиллионных инвестиций — вероятностно позволяет майнеру записывать один блок блокчейна Биткойн из каждых 4000. Учитывая среднюю скорость создания одного блока каждые 10 минут, это означает вознаграждение за один блок в месяц, которое в настоящее время составляет 6,25 биткойнов.

Однако при той же доступной вычислительной мощности можно присоединиться к пулу майнинга, который контролирует, скажем, 25% глобальной скорости хеширования. По статистике, пул, скорее всего, будет майнить один блок из каждых четырех, то есть один каждые 40 минут. Майнинг-ферма, решившая присоединиться, получает вознаграждение пропорционально вычислительной мощности, которую она предоставляет, поэтому она всегда будет приносить эквивалент одного блока в месяц, но выплачивается в среднем раз в 40 минут (чаще пулы выплачивают вознаграждение). один раз в день, чтобы уменьшить комиссию).

Присоединение к пулу делает будущее более предсказуемым, поскольку выплаты, хотя и не обязательно выше, чем при одиночном майнинге, более часты. Первый пул появился в 2010 году под названием Slush Pool, теперь известный как Braiins Pool, и с тех пор эта модель исчезла.

Как описано выше, большая часть вычислительной мощности сети теперь находится в руках пулов, которые неизбежно образуют точки централизации.

Итак, каково текущее состояние майнинга и каковы риски?

Подъем литейного производства США

15 февраля 2021 года Foundry USA Pool скоординировал 0,98% хешрейта. Два года спустя этот показатель вырос до 34%. Что произошло за это время?

Foundry — компания со штаб-квартирой в Нью-Йорке, полностью принадлежащая Digital Currency Group (DCG), одному из крупнейших в мире «крипто» инвестиционных фондов. Среди различных видов деятельности Foundry — добыча полезных ископаемых, которую осуществляет подразделение Foundry USA Pool, ставшее де-факто эталоном для институциональных майнеров США.

Неслучайно рост Foundry частично совпадает с запретом Китая на добычу полезных ископаемых в мае 2021 года. Как широко сообщалось в то время, многие горняки, бежавшие из Китая, устремились в Казахстан, а также в Соединенные Штаты. Одним из излюбленных направлений был Техас, который в настоящее время считается одним из самых благоприятных регионов в мире для добычи полезных ископаемых, не в последнюю очередь из-за дружественных правил.

В недавнем интервью Габриэле Вернетти, исследователь майнинга и разработчик Stratum V2, рассказал журналу Bitcoin Magazine, что «большинство майнеров, расположенных в Техасе, находятся в Foundry».

Тогда может быть еще одна причина успеха американского пула: огромные инвестиции в новые ASIC в то время (бычий рынок между концом 2020 и началом 2021 года), когда многие конкуренты могли быть больше сосредоточены на получении прибыли. Например, в сентябре 2020 года Foundry подписала соглашение о партнерстве с производителем ASIC MicroBT, чтобы предоставить своим институциональным майнерам приоритетный доступ к новым ASIC M30S.

С момента покупки ASIC до начала его эксплуатации может пройти несколько месяцев, особенно в период отсутствия чипов. Итак, когда новое оборудование будет готово к вводу в эксплуатацию в конце 2021 года, произойдет то, что Foundry USA получит большую долю рынка. Например, она увеличивается с 8,5% в октябре 2021 года до 19% в январе 2022 года.

В чем опасность централизации майнинга?

Почему проблема в том, что Foundry USA координирует 34% мирового хешрейта? Потому что на сегодняшний день, хотя вычислительная мощность пула обеспечивается огромным количеством различных майнинг-ферм, блоки-кандидаты строятся пулом. Именно пул решает, какие транзакции включить в блок. Это создает точку уязвимости, которая может привести к двум проблемам: цензуре транзакций или адресов и атаке 51%. Последняя может иметь две цели:

Угроза стала возможной благодаря текущему протоколу, который используется майнерами и майнинговыми пулами для связи друг с другом: Stratum V1.

Однако мы знаем, что это за решение, и оно называется Stratum V2 (подробно ниже). На данный момент над ним работают Braiins Pool, сама Foundry USA и команда независимых open-source разработчиков. К последней группе относится Вернетти.

Есть ли вероятность того, что в соответствии с гипотетическим обязательством США Foundry USA может начать цензуру определенных транзакций?

«На техническом уровне это могло произойти», — сказал Вернетти. «Но как долго? Чем дольше длится цензура, тем больше времени у майнеров есть, чтобы осознать это и начать переносить свою активность на другие пулы. Это связано с тем, что цензура подразумевает потерю комиссий, поэтому у майнера есть экономический стимул перейти к пулу, который вместо этого собирает эти комиссии, избегая цензуры транзакций».

Прецедент пула MARA

Соответствующий прецедент в этом отношении восходит к маю 2021 года. Пул, контролируемый Marathon, MARA Pool, в начале месяца решил майнить только блоки с транзакциями, совместимыми с OFAC, таким образом подвергая цензуре адреса, занесенные в черный список Министерством финансов США. Восстание биткойн-сообщества и тот факт, что ни один другой майнер не последовал его примеру, привели к тому, что пул MARA изменился менее чем за месяц. В конце мая Marathon написал в пресс-релизе, что больше не будет фильтровать транзакции.

Поэтому опасность цензуры представляется минимальной и, во всяком случае, легко устраняемой в короткие сроки. Итак, насколько вероятна атака 51% во главе с Foundry USA?

«В тот момент, когда была запущена атака типа «отказ в обслуживании», т. е. добыча пустых блоков для замедления процесса утверждения транзакции, все было бы видно в блокчейне», — сказал Вернетти. «Затем майнеры немедленно перенаправят свой хешрейт на другие пулы. Это связано с тем, что без комиссий за транзакции каждый майнер будет получать меньше денег за свою работу. У майнеров будет прямой стимул предоставить хешрейт другому пулу, операция, которая занимает всего минуту. Если бы Foundry USA начала майнить пустые блоки, по моему мнению, она потеряла бы половину скорости хэширования, которую координирует, в течение часа».

«Возможно, атака 51%, направленная на двойные расходы, вызывает больше беспокойства», — продолжил Вернетти. «На техническом уровне можно попытаться удвоить расходы даже при более низком хешрейте, но опять же, в чем причина? Потому что это правда, что Foundry USA рассматривается как институциональный пул, контролируемый США, но это все еще бизнес. Его экономический интерес состоит в том, чтобы заставить сеть работать как можно лучше. Двойная трата подорвет статус Биткойна как неизменной сети, и я полагаю, что это может привести к немедленному падению его цены. Контр-стимул будет состоять, возможно, из 1 триллиона долларов, выплаченного США для проведения такой атаки».

Решение: Stratum V2

Риск цензуры и риск атаки 51% со стороны майнинговых пулов будет устранен после широкого использования нового протокола связи между майнерами и пулами: Stratum V2.

Протокол позволяет каждому отдельному майнеру создавать свой собственный блок-кандидат, удаляя эту мощность из пула. Таким образом, пул не сможет исключать транзакции из черного списка из блока, а также не сможет записывать пустые блоки или пытаться проводить транзакции с двойным расходом. Ответственность за написание блока переходит из рук пула в руки всех его майнеров.

Stratum V2 уже реализован Braiins Pool и периодически тестируется самой Foundry USA, но подавляющая часть скорости хеширования по-прежнему координируется пулами, использующими Stratum V1.

Какие стимулы заставят пулы перейти на Stratum V2? Что заставит их добровольно отказаться от контроля над строительством блоков?

«Две другие фундаментальные характеристики протокола Stratum V2: безопасность и производительность», — ответил Вернетти.

«Безопасность: в отличие от Stratum V1, Stratum V2 — это зашифрованный протокол. Он не допускает атак с захватом хешрейта, которые возможны сегодня. В этих атаках хакер встает на пути связи между майнером и майнинговым пулом, берет доказательство работы, которое производит майнер, и притворяется автором этих доказательств, инструктируя пул отправить ему вознаграждение. Этого не может произойти со Stratum V2, потому что связь зашифрована, и поэтому доказательство работы, предоставленное майнером пулу, не видно посторонним наблюдателям. Это первый стимул: с такой безопасностью пул может привлечь больше майнеров, чем те, которые этой гарантии не предлагают.

«Производительность: связь между майнером и майнинговым пулом в Stratum V1 удобочитаема для человека, она представлена ​​в коде ASCII. С другой стороны, в Stratum V2 связь полностью осуществляется в двоичном коде. Этот небольшой фактор увеличивает производительность, потому что время преобразования из удобочитаемого символа в двоичный сохраняется, поэтому за заданный период времени может быть передано больше пакетов информации, чем в Stratum V1. Это важно, потому что возможность предоставить больше доказательств работы может иметь решающее значение для победы в гонке за написание блока. Повышение производительности — это конкурентное преимущество».

Это гостевой пост Федерико Риви. Высказанные мнения являются полностью их собственными и не обязательно отражают точку зрения BTC Inc или Bitcoin Magazine.