Цена майнинга первой криптовалюты: высокая, но оправданная

Можно ли назвать вознаграждение за майнинг при алгоритме работы сети PoW справедливым? Сотрудник Университетского Колледжа Лондона Томазо Асте, который занимается изучением блокчейн-технологий, называет расходы на майнинг чрезмерно высокими, но при этом имеющими под собой определенные основания. Господин Асте изучил ряд факторов, которые позволяют проанализировать справедливость стоимости PoW Биткоина.

В первую очередь, благодаря первой криптовалюте появилась возможность обмениваться стоимостью без участия посредников. Каждый из пользователей имеет равные права в сети, а капитализация системы на волне подъема превысила отметку в 20 миллиардов долларов США. Даже огромное количество кибератак в последнее время не мешает осуществлять тысячи крупных транзакций в платежной системе.

Большие вычислительные мощности

При проверке криптографической подписи Биткоин используются вычислительные мощности системы. В данном процессе участвуют многочисленные узлы, которые трудятся в экосистемы криптовалюты. Благодаря работе майнеров исключается дублирование голосов. Кроме этого, за счет криптографической подписи обеспечивается честное большинство в процессе голосования, а это непростая вычислительная манипуляция. В него входит процесс по доказательству сделанной работы. Узел, которому удастся первым справиться с задачей, в качестве вознаграждения получает криптовалюту. Подобный механизм работы получил название «майнинг», и в процессе его осуществления создаются (генерируются) новые Биткоины.

По всей планете криптодобытчики создают ежесекундно миллиарды хэшей, и на сегодняшний день глобальная мощность сети составляет 1 Экзахэш (10 в 18 степени). Аппаратные средства, используемые в сети, потребляют в пределах 0,1—1 Джоуль для генерирования одного миллиарда хэшей. Поэтому на содержание сети в нынешнем ее состоянии требуется около одного миллиарда Ватт в секунду. В финансовом эквиваленте стоимость потребляемой электроэнергии можно выразить в 50 тысячах долларов ежечасно, но цены могут в разных странах отличаться, в зависимости от ценовой политики, установленной на электроэнергию в конкретном государстве.

Сколько получают майнеры?

Так как в платежной системе Биткоин ежечасно осуществляются около 15 тысяч операций, стоимость каждой из них, в среднем, составляет более 3 долларов. Такую цену приходится платить не пользователям. Фактически, на плечи майнеров ложатся задачи по оплате электроэнергии, но в ответ они получают компенсацию в виде криптовалюты. Еще совсем недавно, до традиционного уменьшения в 2 раза вознаграждений, за каждый найденный блок можно было получить 25 Биткоинов, но летом 2016 года эта сумма сократилась вдвое. Тем не менее, в июле 2016 году плата была эквивалентна 15 тысячам долларов.

Для работы глобального сообщества майнеров необходимо около 50 тысяч долларов в час, а поэтому каждые 10 минут для создания блока необходимо чуть больше 8,3 тысячи долларов. Доход добытчиков в это же время составит примерно 15 тысяч долларов (сегодня эта сумма примерно аналогична, что связано с повышением стоимости криптовалюты). Отметим, что для того, чтобы сеть Биткоина успешно функционировала в течение года, потребуется электроэнергии на сумму примерно 400 миллионов долларов, а это довольно ощутимые затраты.

В чем плюсы PoW?

Благодаря алгоритму доказательства выполненной работы, блокчейн в течение многих лет не теряет своей «чистоты», а сообщество самостоятельно отслеживает реальность операций. Кроме этого, любая атака хакера становится нецелесообразной. Есть ли вообще смысл осуществлять подобные попытки навредить Биткоину? По мнению господина Асте, хакеры должны иметь достаточно мощностей, чтобы операция двойной траты была успешно осуществлена, а такие деньги есть не у всех.

Атака двойной траты осуществляется в момент, когда хакер пожелает отправить одни и те же монеты сразу двум пользователям. Но для этого нужно иметь средства, которые будут соответствовать сумме транзакций, помещенных в блок. В денежном эквиваленте она составляет 2 миллиона долларов. Операция, которая включает большую сумму, чем число операций в блоке, может вызвать неподдельный интерес со стороны сообщества. А поэтому, по сути, размер двойной траты равен примерно 2 миллионам долларов.

Как защититься от атак

Хакеры могут захотеть получить определенную долю от 2 миллионов долларов. Но для этого злоумышленнику придется гарантировать валидацию каждой из операций. Для его успеха нужно создать ответвление распределенного реестра с наращиванием пары блоков, которые генерируются на базе предыдущего. Если хакер обладает необходимой вычислительной мощностью, он сможет получить два рабочих хэша, которые позволят подписать сразу два блока и появится иллюзия, будто каждая из них проверена. Чтобы избавиться от всех подозрений и подтвердить каждую из операций, нужно получить не менее 6 подтверждений узлов, которые выстраиваются в цепочку и практически становятся гарантией реализации транзакции.

Таким образом, любому злоумышленнику нужно, прежде чем реализовать операцию с двойной тратой, создать закрытую цепь из шести хэшей. Хакер должен подтвердить хотя бы одну из пары цепочек. Тем не менее, система в автоматическом режиме примет иную, более длинную, и даст возможность подтвердить ее другим узлам. Среди прочих утвердить ее сможет и атакующий. Глупо считать, что подобный трюк останется незамеченным, но господин Асте не исключает и такой вариант событий.

Как сделать работу хакера невыгодной?

Стоимость искусственного создания форка составляет цену операции подтверждения выполненной работы, умноженную в 6 раз. Атака хакеров будет прибыльной только в ситуации, когда его затраты будут ниже, чем прибыль, полученная в результате взлома. Превышение прибыли над убытками можно определить по такой формуле: стоимость PoW соответствует стоимости дважды потраченной части блока, которая делится на число блоков, которые нужны будут для окончательного утверждения операции.

В нынешней ситуации атакующий сможет удвоить 60 процентов от стоимости блока, что в цифрах звучит, как 1,2 миллион долларов. Чтобы окончательно утвердить операцию, потребуется 6 подтверждений, а поэтому стоимость каждого из них, соответственно, составит около 200 тысяч долларов. Данный подсчет может быть слишком оптимистичным, так как чтобы атака оставалась незамеченной, хакеру лучше взять меньшую половину от блока. Второе ответвление вряд ли сможет просуществовать более часа, даже если его будет подтверждать один узел, и если никто не обнаружит ничего удивительного. Поэтому вряд ли хакеры осмелятся рискнуть десятой долей всего блока.

Принцип PoW – дорогой, но важный

Господин Асте сообщает, что нынешняя стоимость PoW обходится довольно дорого, но без нее сложно обойтись. Можно снизить финансовые затраты только уменьшением количества блоков, которые требуются для подтверждения транзакции или поиска ответвлений. Хакеры могут также оптимизировать расходы за счет успешной атаки майнинговой фермы и кражи электроэнергии.

Эксперт говорит о том, что существуют неизученные механизма создания блокчейнов, которые могут оказаться более простыми и дешевыми. За счет PoW реализован уникальный механизм честного голосования в конфиденциальной системе без необходимости получения доверия к ее пользователям. Алгоритм проверки личности и отслеживания несанкционированного дублирования может снизить необходимость в PoW практически до нуля, но такой вариант снизит открытость криптовалюты.