鉱業科学 |マイナーはなぜ空のブロックを詰めるのでしょうか?

「智光大学Q&A」は質疑応答の形式で、業界のベテラン実務家を招いて鉱業に関するユーザーの質問に答えます。

@地盘小王子さんからの質問:

トランザクションをパッケージ化すると取引手数料収入が得られるのに、なぜマイナーは空のブロックをパッケージ化するのでしょうか?空のブロックを詰め込むマイナーは、ビットコイン ネットワークの混雑を引き起こす悪いマイナーだと言う人もいます。この記述は正しいでしょうか?

智光大学編集者@OWENからの回答:

ビットコインの空のブロックとは、コイン作成トランザクションのみが含まれるブロックを指します。 「ブロックチェーンが話せたら」という記事でも紹介されているように、現時点では空のブロックが約9万個あり、現在のブロック数の約14%を占めています。これらの空のブロックの多くは、ビットコインの初期に生成されました。当時はビットコインのユーザーは非常に少なく、チェーン上でトランザクションはほとんど発生していなかったため、マイナーは空のブロックをパックすることしかできませんでした。

その後、ビットコイン チェーン上のトランザクション数が増加するにつれて、メモリ プールは常にマイナーによってパッケージ化されるのを待つトランザクションでいっぱいになりました。この場合、なぜマイナーは空のブロックをパッケージ化するのでしょうか? @地盘小王子さんの質問はこの状況についてのものであり、次の回答もこの状況についてのものです。

01 陰謀論

まず、空のブロックを詰め込むマイナーはビットコインネットワークに混雑を引き起こす悪いマイナーであるというのは完全な陰謀論です。

空のブロックをパッケージ化することでビットコイン ネットワークに混雑を引き起こす攻撃者がいると仮定すると、この攻撃は非常に非効率的で、多大なコストがかかります。

現在、ビットコインネットワーク全体の計算能力は100Eを超えており、ネットワーク全体のマイナーは1日（24時間）あたり約144ブロックを採掘しており、各ブロックにパッケージ化されたトランザクションの上限は約4,000件です。悪意のあるマイナーが「空ブロック攻撃」を実行するために 10% の計算能力を制御したいと考えている場合、10E を超える計算能力を制御する必要があります。このような大規模な計算能力は、計算能力をレンタルする場合でも、マイニング マシンを購入する場合でも、莫大なコストがかかります。

攻撃開始のコストを計算するには、crypto51 のリアルタイム (6 月 17 日) データを参照してください。 Crypto51 は、ビットコインに対する 51% 攻撃の 1 時間あたりのコストを示します。計算能力は 10% と想定しており、これは攻撃コストの 5 分の 1 に相当します。 1時間あたり約53万円と非常に高額です。もちろん、この種の攻撃でもブロック報酬を獲得することは可能です。

▲https://www.crypto51.app/?ref=block123

それでは、ビットコイン ネットワークに対する「空ブロック攻撃」の破壊的な影響についてお話ししましょう。

空ブロック攻撃はビットコインに大きな損害を与える可能性は低く、最終結果は自滅的かつ自滅的なものとなるでしょう。

ビットコイン ネットワークがすでに非常に混雑していると仮定すると、計算能力の 10% を使用して「空ブロック攻撃」を実行することは、悪意のあるマイナーによってブロック サイズが 10%「削減」されることに相当します。実際の影響としては、各ブロックにパッケージ化できるトランザクション数の上限が 10%「減少」します。ビットコイン ネットワークが混雑しすぎると、オンチェーン トランザクションに対する人々の需要が減少し、ネットワークの混雑が緩和されます。こうなると、「空ブロック攻撃」の効果が持続しにくくなります。

まとめると、 「空ブロック攻撃」はコストが高く、攻撃効果の面で持続が難しいということです。空ブロックを詰め込むのはマイナーが仕掛けた「空ブロック攻撃」だという主張は、真実を知らない人々による陰謀論です。

マイナーが空のブロックを詰め込む真実とは？

02 真実

マイニングは鉱夫たちのスピード競争です。システム要件を満たすソリューションを誰が最初に見つけるかだけでなく、誰がそのソリューションをできるだけ早くブロードキャストするかにも依存します。速度はマイナーにとって常に懸念事項です。

ブロックは、ブロック ヘッダーとブロック本体の 2 つの部分で構成されます。 Bitcoin クライアントがブロックをブロードキャストする場合、ブロック ヘッダーとブロック本体を別々に送信します。ブロック ヘッダーには、バージョン番号、親ブロック ヘッダー ハッシュ値、タイムスタンプ、Merkle ツリー ルート ハッシュ値、難易度ターゲット、乱数などの 6 つの部分が含まれます。そのサイズはわずか 80 バイトです。トランザクション情報はブロック本体にパッケージ化されます。完全にロードされたブロック サイズは 1M で、これはブロック ヘッダーのサイズの 12,500 倍です。

情報量が多いほど、伝播遅延は長くなります。ブロック ヘッダーとブロック本体のサイズの違いにより、他のマイナーは最初に新しいブロック ヘッダー データを受信し、その後、一定時間 (通常は 10 秒以内) 後にブロック本体データを受信します。

ブロック ヘッダー データの受信からブロック本体データの受信までの期間もマイナーにとってコストがかかり、マイニング マシンは引き続き稼働しています。

この時間をマイニングに最大限活用するために、マイナーはブロックにトランザクションを埋め込むことができず、つまりマイナーは空のブロックのマイニングしか試みることができません。これは、マイナーが親ブロックによってパッケージ化されたトランザクション データを受け取っておらず、どのトランザクションが親ブロックにパッケージ化されているかわからないためです。マイナーがトランザクションをブロックに埋め込むと、親ブロックにすでにパッケージ化されているトランザクションを再度パッケージ化することがあり、その結果、ブロック データが不正になり、これまでのすべての作業が無駄になります。これを回避するには、この期間中にマイナーがトランザクションをパッケージ化せず、空のブロックをマイニングしないことが賢明です。この期間中に新しいブロックが採掘された場合、採掘されたブロックは空のブロックになります。

大まかな計算では、保留中のトランザクション メモリ プールが引き続き空でない場合 (2 回目の半減以降)、210,000 を超えるブロックのうち約 0.75% が空のブロックになります。さらに、これらの空ブロックの生成時間と親ブロックの生成時間間隔は数十秒以内であり、これは先ほど説明した情報遅延の説明をよく裏付けています。

03 結論

マイナーは経済的な考慮から空のブロックを詰め込みますが、そうすることがマイナーにとって最も賢明な選択です。この時間をマイニングに最大限活用し、親ブロックにパッケージ化されたトランザクションとの競合を回避するために、マイナーはブロックにトランザクションを埋め込むことができず、つまりマイナーは空のブロックのマイニングしか試みることができません。空のブロックを詰め込むことは、悪意のあるマイナーがビットコインに対して「空のブロック攻撃」を仕掛けようとしているという典型的な陰謀説です。

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