ビットコインマイニングの分散化を実現するにはどうすればいいでしょうか?

BetterHash は、現在開発中の代替マイニング プロトコルのコード名です。開発が完了したら、これらの新しいプロトコルを使用するマイニング プールに切り替える意思のあるマイナーが十分にいるか、または、古いプロトコルと新しいプロトコルの両方を提供する意思のある既存のマイニング プールが存在し、マイナーが徐々に切り替えの準備を整える必要があります。どちらの場合でも、最初の切り替えには利益を上げるために十分なマイナーのサポートが必要であり、そうでなければ利益は大きく変動してしまいます。

最終的には、マイナーはなぜ切り替えるべきかを理解する必要があり、現在のプールを制御したくない前向きなプール運営者も必要です。これは、現在のシステムの問題とリスクが適切に理解され、伝達される場合にのみ実現できます。

免責事項:これはフォークでもコンセンサス ルールの変更でもありません。

では、現在ビットコインマイニングの何が問題なのでしょうか?

ビットコインのマイニングには表現の問題があります。ビットコインマイニングプールはビットコインマイナーではありませんが、マイニングプールはビットコインマイナーに過剰なシグナルを送ります。マイニング プールはノードを実行し、ブロックを構築し、トランザクションを選択し、すべてのマイナーのハッシュ パワーをどのフォークに割り当てるかを決定できます。これにより、インセンティブの問題が生じ、あまり人気のない政治的影響力が発揮されることになります。

BetterHash は、こ​​れらの責任を個々のマイナーに戻し、ネットワーク全体の利益のためにマイニング プールの影響を取り除くことで、この問題を解決することを目指しています。 BetterHash では、マイナーが独自のハッシュパワーを制御し、マイニングプールはマイナーを調整して報酬を分配するだけです。

この記事の目的は、現在のマイニング環境において、マイナーの利益を犠牲にしてマイニングプールによって実行される可能性のある不正行為の種類（BetterHash のようなプロトコルが採用されれば不可能になるもの）を明らかにすることです。マイニング プールもハッキングされ、攻撃者がアクティビティを実行するために使用される可能性があります。始める前に、現状と BetterHash プロトコルがもたらすものとの構造上の違いを簡単に確認してみましょう。

現在、多くのマイナーはノードを実行することすらせず、Stratum などのプロトコルを使用して ASIC をマイニング プールに接続するだけです。マイニング プールはノードを実行し、トランザクションを選択し、マイニングするブロックを作成し、そのブロックをマイニング プールに接続されているすべてのマイナーに送信して、マイナーがハッシュを開始します。マイナーがブロックのマイニングに成功すると、そのブロックはマイニング プールに送り返され、その後 Bitcoin ネットワークに出力されます。

BetterHash を使用すると、マイナーは個別に独自のノードを実行し、トランザクションを選択し、ブロックを作成してからマイニングを開始します。ブロックは、Stratum プロトコルと同様に、マイニング プールに支払うように構成され、それらの失敗したブロック (「シェア」と呼ばれる) は、マイナーがプールのためにマイニングを行っていたことを証明するために使用されます。

BetterHash は、採掘するブロック テンプレートを作成するマイナーをプール所有者に置き換え、この概念に基づいて新しいプロトコルを構築することで、これから説明するすべての問題を回避します。

現在開発中の BetterHash プロトコルのより技術的な概要については、この記事で説明されている問題を理解しなくても、Matt Corallo の講演を見るだけで十分でしょう。概念的には BetterHash の方が客観的に優れており、これがどれほど重要であるかを理解するために完全なコード実装は必要ありません。

Matt Corallo 氏が述べたように、「BetterHash」は最終的な名前ではないことに注意する必要があります。

現状

BetterHash への切り替えがなぜそれほど重要なのかを理解するために、現在のマイナーが BetterHash を使用しない場合に直面するすべての問題をリストしてみましょう。

つまり、自分でマイニングすると収益が不安定になる可能性が高く、そのためマイニング プールは 2010 年頃から存在しています。批評家はマイニング プールの分散を指摘し、ビットコインのマイニングは集中化されていると主張しますが、反論ではマイナーは使用するプールを切り替えることができると主張しています。

しかし、それは必ずしもそれほど単純ではありません。マイナーの場合、選択肢は少数のマイニング プールに限られ、それぞれのマイニング プールには、同意するかどうかが決まる利用規約があります。マイニングプールは大きすぎるため、さまざまなオプションを提供することができません。

結局のところ、あなたには自分にとって最適なプールを選択する以外に選択肢はありません。また、ほとんどまたはすべてのマイニング プールが、あなたが気に入らないものや標準に同意できないものを作成することを決定した場合、自分でマイニング プールを開始しても十分に安定した収入源を生み出せない可能性があるため、事実上それを受け入れる以外に選択肢はありません。既存のマイニングプールは比較的規模が大きく、それぞれが傘下に多くのマイナーを抱えており、マイナーのハッシュパワーを制御したり、問題のある行為を実行したりする能力を持っています。これらについては、これから一つずつ説明します。

マイニングプールは次のことが可能です。

• ブロックに含めるか除外するかを決定する

• 賄賂を受け取った後、適切な条件の下でブロックチェーンを再編成する

• 手数料率を上げるためのバックログトランザクションメモリプール

• マイナーの同意なしに競合フォークをマイニングするためにハッシュパワーを切り替える

• 不正な採掘。彼らにはこれを実行する裏の動機があるに違いない

• マイナーのハッシュパワーを利用して提案をサポートする

前述したように、これらすべての問題は基本的に、ビットコインのブロックを構築するのはマイナーではなくマイニングプールであるという事実に直接起因しています。マイニングプールの悪用に加えて、第三者によるマイニングプールの悪用もあります。

マイニング プールがハッキングされ、ハッカーがこれらの操作を実行できる可能性があります。また、マイニング プールがネットワーク層で攻撃され、マイナーが問題を特定したり、別のマイニング プールに切り替えたりするために慌てる可能性もあります。 BetterHash を使用すると、攻撃側のマイニング プールはマイナーのハッシュ パワーを制御できず、マイニング プールに対するネットワーク層攻撃は、そのプールを使用しているマイナーに直接影響を与えません。

ネットワーク層攻撃や、マイナーのハッシュパワーを悪用するマイニングプールも懸念されています。攻撃者は大量のハッシュパワーを削減したり、必要に応じて切り替えたりすることができます。 BGP 攻撃は簡単に実行でき、攻撃からの回復に必要な時間とリソースは、控えめに言っても懸念すべきものです。

こうした種類の問題を防ぐことができるプロトコルは間違いなく価値がありますが、聞いたことのない潜在的な問題に対する解決策は、必ずしもその必要性をうまく表現しているわけではありません。必要性を理解しやすくするために、いくつかの仮想シナリオと、何らかの形ですでに起こったシナリオをいくつか示したいと思います。それらが何であるかを詳しく見てみましょう。 (これらのうちいくつかは仮説的で実際に起こる可能性は低く、いくつかは非常に特殊な状況を必要とするもの、そして何らかの形ですでに起こっているものもあることに注意してください。)

1: マイニングプールはブロックに含めるトランザクションを決定します

51% 攻撃の可能性について議論するときによく話題に上がるのは、十分な数のマイニング プールがトランザクションの種類やアドレスを一時的にでもブラックリストに登録するよう説得された場合、マイナーであるあなたが気にしていなかったとしても、その攻撃に参加してしまうだろうということです。そうする動機は強制である可能性もありますが、単にマイニング プール自体からの金銭的インセンティブ、またはマイニング プールに支払われる外部インセンティブである可能性もあります。

シナリオ1: サービスのホットウォレットを検閲する

競合する取引所の要請により、取引所のホットウォレットがマイニングプールの 40% によってブラックリストに登録されたと想像してみてください。ウォレットのトランザクションが無期限にブロックされることはありませんが、トランザクション処理速度は著しく低下します。マイナーとしては、この行動はエコシステムにとって不健全だと考えるかもしれませんが、マイニングプールが秘密裏に行っている操作については発言権がないため、他に選択肢はありません。

シナリオ2: 機密取引タイプの確認

ビットコインには現在、秘密のトランザクションはなく、今後も秘密のトランザクションがなくなる可能性はありますが、さまざまなトランザクション タイプがあります。マイニング プールにそうする理由があれば、理論的にはこれらのトランザクションを無視することができ、その結果、特定の種類のトランザクションのバックログが蓄積され、手数料が上昇し、それらの特定のトランザクションを使用するサービスの速度が低下する可能性があります。

2: マイニングプールは賄賂を受け取り、ブロックチェーンを再編成する

上記の例と同様に、マイニング プールは、トランザクションの特定のバージョンを元帳に含めたくないと決定し、その決定を実施しようとする可能性があります。この状況を自発的に、または事後に調整することはほぼ不可能ですが、マイニングプールがその気になれば、賄賂を受け取る準備の整ったソフトウェアを構築し、マイナーが何も言うことなく、賄賂に応じて即座に行動するには、少数のプールで十分でしょう。

鉱山労働者は賄賂を自分たちに分け与えることが自分たちの利益になると判断するかもしれないが、鉱山労働者にもっと多くの分け前を与えれば、賄賂を与える動機は少なくなるだろう。さらに、ハッキングが発生した場合、ハッカーはマイニングプールに賄賂を渡して、状況をさらに混乱させる可能性があります。

これは取引所がハッキングされた後に示唆されたものです。マイニングプールはこれに備えていませんでした。多くの人がこれを利用してビットコインのマイニングが集中化されていると議論しましたが、実際にはマイニングプールが（マイナーにとって）大きな影響力を持ちすぎていて、悪用される可能性さえあるためです。 BetterHash を使用する場合、ここで説明した問題はどれも重要ではないことに注意してください。プールではなくマイナーがビルディング ブロックである場合は、これらの問題は発生しないからです。

3: マイニングプールは手数料を上げるために取引を積み上げる

マイニング プールは特定の種類のトランザクションをブロックできるだけでなく、特定の手数料率を下回るすべてのトランザクションを無視することもできます。これにより、全員のトランザクション コストが上昇します。小規模なマイニングプールは、報酬が大きいため、これらのトランザクションを含める機会を利用し、長期的には不利な立場にある人々に利益をもたらすため、これは無視できる問題であると主張する人もいます。これは些細なことではないと思います。なぜなら、この行動の影響が、短期的な料金値上げに関する政治の場での議論にどのように影響するかを見てきたからです。

手数料市場は遅かれ早かれ存在するだろうが、ネットワークをコンセンサスによって強制される制限に制限することは、少数の人々がマイニングプールを運営するための手段であってはならない。この行動に対抗するためにプールレベルで競争が行われる可能性はありますが、金銭的なインセンティブのために空のブロックをマイニングすることを選択するプールや、トランザクションのバックログに対応する余地がまだ残っているにもかかわらず、トランザクション手数料が 5 サトシ/バイトを超えるトランザクションのみを含むプールも依然として存在します。

効果を上げるにはマイニングプール間の調整が必要になるかもしれませんが、インセンティブが一致していれば調整は難しくなく、必要でもありません。そして、今では少数のマイニングプール運営者が、他の誰も持っていない貴重なツールを手に入れることになります。

マイニングプールはこれを秘密裏に行うこともできます。 「埋められていない」ブロックを作成する代わりに、正当に見えるがブロードキャストされていないトランザクションでブロックを埋め、それらのトランザクションをブロックチェーンに戻すことで、個人、企業、手数料査定者を誤解させ、新しい「相場」が本物であると信じ込ませることができます。

市場がより高い価格を支払い始めると、マイニングプールは悪意のあるトランザクションを再調整できるようになります。下の画像では、バックログトランザクションの下位 50% が、収集されたマイナー報酬の約 7% しか占めていません。報酬は、バックログトランザクションの平均手数料率に応じて非線形に増減するため、これを試してみたい大規模なマイニングプールにとっては、収益性の高い取り組みとなります。

4: マイニングプールが同意なくハッシュレートを切り替える

マイニング プールがスケーリングするチェーンを選択する方法はいくつかあります。マイニング プールはマイナーにブロックを提供し、実際には「このブロックをマイニングする」と指示するだけで済みます。マイナーは、誰かがこのブロックをマイニングするまでマイニングを開始し、その後、マイニング プールが次のブロックを提供します。マイナーは、さまざまなフォークを自分で追跡しているわけではなく、通常、マイニング プールが正直であり、希望するコイン/フォークをマイニングすると想定しています。

多くのマイナーはノードを実行しないため、コンセンサス ルールを検証しません。 「以前の問題」は、マイニングプールがブロックを検証せず、代わりに無効なブロック上で「SPVマイニング」を実行することを決定したときに発生しました。マイナーとしては、自分が使用しているマイニング プールによって自分の時間とお金が無駄になっていないか確認したいはずです。

シナリオ:

あなたはマイナーであり、Pool_A の一員です。マイニング プールに提供するハッシュ パワーに対して、継続的に支払いが行われます。計算と確認は済んでいますが、それは決して変わりません。

Pool_A の運営者は、あなたのハッシュパワーを使用して、危険にさらされている別のチェーンに「生命維持」を提供することを決定します。気にも留めず、おそらく好きでもない、あるいは競合相手とみなしていないチェーン店。マイニング プールは、SHA256 コンピューティング プラットフォームの「市場価格」を支払い続けますが、ハッシュ パワーは、あなたが考えているチェーンのマイニングには使用されません。 （Blue Fox Notes 注記：同様の状況は現実にすでに発生しています。）

今では、別のチェーンでマイニングを行うマイニング プール全体が存在するため、ネットワークのブロック生成が遅くなり、報酬が減少します。また、市場は他のチェーンが実際よりも多くのサポートを受けていると誤解する可能性があり、サポートしているチェーンの潜在的な価値が低下します。鉱夫としては、おそらくこれは避けたい状況でしょう。残念ながら、これは現実にすでに起こっています。

https://www.reddit.com/r/btc/comments/9y5qpj/roger_ver_calvin_if_you_happen_to_watch_this/e9yj4fy/?context=10000

https://www.reddit.com/r/btc/comments/9x2ekv/all_poolbitcoincom_hashrate_to_mine_abc_chain_for/e9ozqes/

5:マイニングプールはマイナーのハッシュパワーを不正なマイニングに利用する

これがどのように機能するかを示す最良の例である上記のシナリオを考えてみましょう。マイニング プールはマイナーの意図について「正直」であり、少なくともマイナーが経済的負担と認識しているものに対して補償しようと「努めて」います。彼らは鉱夫たちに頭を上げて、気に入らないなら出て行けと言ったが、いつもそう単純なことではない。彼らが正直でなかったらどうなるでしょうか?

マイニング プールが、それぞれ黄色と緑色の 80% と 20% の 2 つのチェーンをマイニングしていることを示しており、そのプールを通じて緑色のチェーンをマイニングしている場合、そのプールが正直であり、マイナーの 20% だけがこのチェーンをサポートしていることをどうやって確認できるでしょうか。彼らは、各マイナーに対して、自分たちが 20% であり、自分たちだけがそれを支持していると個別に伝えることができますが、実際にはそうではありません。

マイナーは他のチャネルを通じて調整し、ハッシュパワーを合計して、不正行為が行われていないか調べる必要があります。主な問題は、多くのマイナーが非公開であり、非公開のままでいることを希望し、非公開のままでいる必要があることです。騙されたり操作されたりしないようにこのように調整するのは非現実的な解決策です。

このような嘘は、すべてのマイナーのハッシュパワーを最大限活用することを可能にするだけでなく、詐欺行為が各チェーンの市場評価に影響を及ぼす可能性があります。ビットコインネットワークの長期的な健全性を重視する人なら誰でもこれを避けたいと思うでしょう。

6:マイニングプールはハッシュパワーを使用して提案をサポートします

この操作を実行するために実際のチェーンフォークは必要ありません。マイニング プールは実際のフォークの前にすべてのハッシュパワーを代表して投票するため、以下のようなシナリオではハッシュパワーの 80% が提案またはフォークに賛成または反対になる可能性があります。

投票は金銭的な負担ではないため、そうすることのリスクは最小限です。市場を希望の方向に動かしたいのであれば、これらのマイニングプールを運営している少数の人々に一時的にサポートのシグナルを送るよう説得するだけで済みます。 NO2X で目撃したように、失敗してもマイニング プールに損失は発生しません。結果に関係なく、全員のハッシュパワーは依然として重要です。

すべてのマイニング プールが実際に所有するハッシュ パワーの割合と、そのプールを使用する他のマイナーが所有するハッシュ パワーの割合を正確に知る人はいませんが、透明性が増すことで、ハッシュ パワーの沈黙している大多数に確実に利益がもたらされるでしょう。

誰もNO2Xシナリオをもう一度望んではいませんし、大多数の人々が実際には支持していないものを「決定」できる人もいません。 BetterHash が数年前に存在していたら、おそらく NO2X 運動は必要なかったでしょう。

結論:視点が重要

この記事を読んだ人が示すであろう一般的な反応は 2 つあると私は予想しており、その両方が少数の読者から得られたものです。この点を強調し、読者（つまりあなた）のために対処することが重要だと思います。

1. 「マイニングプールにこれほどの力があるとは知りませんでした。」

2. 「これにより、マイニングプールが実際よりも多くの制御権を持っているように見える可能性があります。」

さて、「メタ考慮事項」については、一見すると次のように考えるかもしれません。

「最初の人はマイニングやビットコインについてあまり知らないかもしれないが、2番目の人は真実に近く、ニュアンスを完全に理解し、これらのシナリオをより適切に評価できる。 」

これについて考える別の方法は次のとおりです。

「前者はシステム内の力のバランスについて新たな現実的な視点を提示するが、後者はしばらく前から存在し、物事の仕組みや潜在的な脅威に対してあまりにも慣れて鈍感になっている。」

これら最初の反応は両方とも合理的です。これら両方のメタ考慮事項も有効です。もしマイニングプールが現在のようにシステムを悪用する可能性がなかったら、より優れたプロトコルを開発する動機は生まれず、この記事を読んでいる人もいないでしょう。逆に、マイニングプールがビットコインにそれほど深刻な脅威を与えるのであれば、彼らはすでに今頃までにその力を回復不能なほど破壊的な方法で乱用していることになる。

これらの両極端の意見を超えて、皆さんが持ち帰ってほしいことは次のとおりです。

BetterHash は客観的に見て現在のものより優れているため、実装する必要があります。マイニング プールの不正使用やネットワーク攻撃の可能性は一切ありません。マイナーが独自のノードを実行して独自のブロックを作成し、シンプルだが根本的な変更に基づいて構築されたより優れたマイニング プール プロトコルを使用することで、これらの問題を軽減できます。事前に解決方法がわかっている問題を解決しないと、深刻な問題が発生する可能性が常にあります。だから、解決しましょう。