半減後、ビットコインに対して 51% 攻撃を実行するにはどれくらいの費用がかかりますか?

この記事はCrypto Briefingからのもので、原著者はAndrey Shevchenkoです。

Odaily Planet デイリー翻訳 |年陰寺堂

ビットコインのネットワークセキュリティは、取引手数料ではなく、ブロック報酬に大きく依存しています。半減期の到来により、マイナーの収入は再び減少するでしょう。この場合、取引手数料だけでネットワークを維持するのに十分でしょうか?

サイバーセキュリティとは何を意味するのでしょうか?

ブロックチェーン ネットワークは分散化されており、改ざん防止機能を備えているため、二重支払いの問題に耐性があります。プルーフ・オブ・ワーク（PoW）の場合、これはハッシュレートに関連する「51% 攻撃」に対する耐性があることを意味します。

注意：デジタル通貨システムでは、データの再現性により、不適切な操作により同じデジタル資産が再利用される状況が発生する可能性があります。これは二重支払いとも呼ばれます。二重支出問題を解決するために、私たちは日常的にデジタル資産を使用する際に、第三者の信頼できる機関に依存しています。このような機関はデータを集中管理し、口座残高をリアルタイムで変更することで二重支払いを防止します。分散型ポイントツーポイントの価値転送システムとして、ビットコインは UTXO やタイムスタンプなどのテクノロジーを統合することで二重支出問題を解決します。

ネットワークのハッシュレートの半分以上、つまりブロック生成の半分以上を制御することで、エンティティはブロックチェーン ネットワークを必要に応じて再配置できるようになります。このような攻撃により、正当な取引が「元に戻される」可能性があります。一見有効なトランザクションを作成し、それを元に戻すことで、攻撃者はビットコインを費やすことなく取引所のトランザクションから利益を得ることができます。

総ネットワーク ハッシュレートは、ブロックチェーンを保護するために使用される計算能力であり、多くの場合、ネットワーク セキュリティの尺度と見なされます。ビットコインのハッシュレートが高いことは、価格の強気指標として解釈されることが多く、ネットワークが 51% 攻撃に対してより耐性があることを意味します。

eToroのシニアアナリスト、マティ・グリーンスパン氏は9月27日、ビットコインの計算能力が過去最高水準に戻り、マイナーたちは今週の価格変動に明らかに怯んでいないとツイートした。

注：BTC.comのデータによると、9月27日午前4時33分、ビットコインはブロック高596736でマイニング難易度を12.76Tに調整し、新記録を樹立し、9月14日から7.31%増加しました。また、過去2週間のビットコインの平均計算能力は初めて90EH/sを超え、91.24EH/sに達しました。これは、9月14日の2週間平均計算能力（85.08EH/s）を大幅に上回っています。

この説明は概ね正しいのですが、単純化しすぎています。

ネットワーク ハッシュレートは、特定の時点で動作しているすべてのマイニング リグのハッシュレートの合計であり、単独で分析すべきではありません。これらのデバイスのコストとコンピューティング効率は数桁異なる可能性があり、51% 攻撃を実行するコストに直接影響します。

ビットコインの初期の頃は、マイニングは家庭用のコンピューターで実行できました。今日では、効率的な ASIC チップがほぼすべての計算能力に貢献しています。この変化は驚くべきものです。2013 年には、最上位の CPU は 64 MH/s でマイニングできましたが、最新の ASIC チップは 53 TH/s でマイニングできます。その差は 828,124 倍です。

ネットワークの計算能力が大幅に増加する理由は通常 2 つあります。1 つは BTC 価格の上昇、もう 1 つは ASIC テクノロジの進歩です。どちらの場合も、最も効率的な機械の収益性によって定義される新しい経済均衡に達するまで、コストは上昇し続けます。デバイスが追加されるごとに、他の全員が得る利益は小さくなり、ある時点でマイナーは報酬や手数料で得られるよりも多くの電力を消費しているマシンを停止し始めるでしょう。

これらの成長の引き金は両方とも 2019 年に発生しました。ビットコインの価格はほぼ 3 倍になり、新しい Bitmain S17 シリーズ ASIC マイナーが 2019 年 4 月にリリースされました。そのため、ビットコインの価格は年後半に下落しましたが、計算能力は引き続き上昇しました。

51%攻撃のコスト

既存のハッシュレートを再現するために必要な最高級のデバイスの数を計算することで、51% 攻撃を実行するコストを大まかに見積もることができます。この計算にはいくつかの単純化が含まれています。攻撃者がハッシュレートの一部をまだ制御していないと想定し、これらの新しいマシンを運用するための製造、セットアップ、および電気のコストを割り引いています。また、Bitmain や Canaan Creative などの主要な ASIC マイナー製造業者が、対応する数のマイナーを販売する意思があることも想定されています (マイナーを自社でマイニングに使用するのではなく)。

マイニングマシン大手のBitmainのS17 Proマイニングマシンは、53TH/sの計算能力を持ち、1台あたりの価格は2,500米ドルです。現在のハッシュレートは 90 EH/s です。この計算によると、51% 攻撃には約 170 万台のデバイスと 42 億ドルのコストが必要になります。

驚くべきことに、これは、S15 が依然として最も強力な ASIC マイナーであった 2019 年 2 月と比べてそれほど高くはありません。 S15 の計算能力は 28 EH/s で、価格は 1,700 ドルです。この計算に基づくと、44 EH/s のネットワーク コンピューティング能力を「得る」には、約 26 億ドルの費用がかかります。つまり、それ以来、攻撃コストは 58% しか増加していないのに対し、計算能力は 104% 増加していることになります。したがって、ビットコインのセキュリティを評価する場合、計算能力の向上という指標は多少誤解を招く可能性があります。

半減はセキュリティに影響しますか?

最終的には、ビットコインのブロック報酬が再び半減すると、ネットワークのセキュリティはますます手数料に依存するようになるでしょう。 2140 年のある時点で、ブロック報酬は完全に停止します。つまり、ビットコインのコードが根本的に変更されない限り (可能性は低いと思われます)、ネットワークは完全に取引手数料で稼働する必要があることになります。

ビットコイン取引の1日あたりの収益（データソース：Coin Metrics）

現在の手数料による1日の収益は約35万ドルで、これは1日のブロック報酬収益（1,580万ドル）のわずか2.2%です。半減期が近づくにつれ、収益の不足を補うために手数料を22倍に増やす必要があるだろう。そうしないと、計算能力が低下し、ネットワークのセキュリティも低下します。

これは単なる憶測ではなく、前例さえある。今年8月にライトコインのブロック報酬が半減した後、ネットワークの計算能力は30%近く低下した。 BTC の価格が一定であれば、半減期後に 51% 攻撃のコストは約 21 億ドルに下がる可能性があります。

同時に、取引手数料が上昇すると、ネットワークの長期的なユーザー増加を妨げる可能性があります。 2017年12月、1日あたりの取引手数料収入は300万ドルでピークに達しました。ただし、最初にネットワークが深刻な混雑を経験する必要があります。ピーク時には、妥当な時間内に取引を処理するのに 50 ドル以上のコストがかかりました。

そうは言っても、サイバーセキュリティにかけるお金が多すぎたり少なすぎたりする可能性はあり、これらの数字はほぼ完全に主観的です。

2017 年末には、ビットコインの計算能力は 10 EH/s に達しました。これは、当時の最先端の S9 マイニング マシン約 740,000 台が提供していた計算能力に相当し、その価値は 15 億ドルに上ります。ビットコインは、価格が2万ドル近くでピークに達したときに半減するよりも、今日半減する方が安全だろう。

しかし、ビットコインの普及にはまだ長い道のりが残っています。ネットワークが取引手数料に完全に依存していた場合、51% 攻撃のコストは 8,500 万ドル未満、つまり現在の市場価値の約 0.06% になります。ブロック報酬が減少し続ける中で、この傾向がどのように展開するかはまだ分からない。