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セルフィッシュ・マイニング

利己的なマイニングは、有効なプルーフ・オブ・ワークブロックを戦略的に保留し、プライベートブランチを公開して競合するマイナーがより多くの承認済み作業を失うようにします。モデルの閾値をネットワークの事実として扱うことなく、正確な戦略、ハッシュシェア、同点時の挙動、報酬、難易度調整、証拠、および緩和策を分析します。

更新日

教育目的のプロトコルおよびインセンティブ分析に限られ、投資、マイニング、法律、セキュリティに関する助言ではありません。セルフィッシュ・マイニングの収益性と検出可能性は、対象ネットワーク、戦略、伝播、報酬、難易度規則、コスト、観測期間、敵対者モデルに依存し、ハッシュシェア閾値、ステールブロック統計、シミュレーション、確認数のいずれも結論を保証しません。

直接の答え

利己的マイニングは、マイナーまたは協調した連合が1つ以上の有効なブロックを保留し、ブランチを非公開で延長し、他のマイナーが承認されないブランチにより多くの作業を費やすように選択的にブロックを公開することを試みる、戦略的プルーフ・オブ・ワークマイニングのポリシーの一群です。この目的は通常、無からプルーフ・オブ・ワークを作成することではなく、連合のハッシュシェアに対する長期的に承認された報酬の割合を増やすこととしてモデル化されます。

クラシックなEyal-Sirer戦略は、しばしばSM1と呼ばれ、連合のプライベートリードを追跡します。リードがゼロの時は、連合ブロックは保留されます。リードが1の時は、別の連合ブロックが秘密のブランチを延長し、競合する公開ブロックは公開を促して可視の同点を作り出します。プライベートリードが少なくとも2の場合、公開は公開ブランチを上回るか先行するようにタイミングが調整されます。公開されるすべてのブロックは、それでもネットワークの有効性と作業証明（Proof-of-Work）のルールを満たす必要があります。

2つのモデルパラメータは一般的にalphaとgammaで表されます。alphaは、連合の互換ブロック発見率の割合です。元の即時ネットワーク抽象では、gammaは、公開タイで連合のブランチ上で採掘する非連合ハッシュパワーの割合です。これは単なる遅延やブロックを最初に見たノードの割合、またはマイニングプールの恒常的な特性ではありません。トポロジー、リレーポリシー、ブロック検証時間、テンプレート更新、手数料の内容、他のマイナーの戦略などが、実際のタイ挙動を変える可能性があります。

普遍的なセルフマイニングの閾値は存在しません。よく知られている1/3や1/4という値は、特定の固定報酬、2パーティ、定常的、最長チェーンモデルおよび特定の戦略に基づくものです。その後の研究では、戦略の範囲を拡大し、伝播遅延、可変手数料、複数の連合、エクリプス条件、および異なる難易度調整アルゴリズムを含めています。あるモデルから得られた閾値は条件付きの結果であり、あらゆるプルーフ・オブ・ワークネットワークの安全境界を測定したものではありません。

利己的マイニングは、あらゆる種類のブロック保留と同義というわけではありません。プールの参加者は、プールを妨害するために完全な解法を隠しながら部分的なシェアを提出することができます；これは別のプールレベルの攻撃です。偶発的な公開遅延、一時的なフォーク、無効ブロック攻撃、検閲、手数料スナイピング、価格切り下げ、二重支払い、過半数再編成、頑固なマイニングの変種は、一部のメカニズムが重なるものの、それぞれ別の定義および証拠を必要とします。

自己中心的マイニングを分析する方法

  1. ネットワークと目的を固定する。 ジェネシス、クライアントと有効化状態、プルーフ・オブ・ワーク方式、フォーク選択と同点時の挙動、ターゲットと難易度調整、報酬成熟、補助金、手数料とステールブロックの扱い、観測者、期間を記録し、目的が相対的な承認報酬、実時間当たり報酬、費用控除後利益、検閲、再編成のどれかを明示します。
  2. 戦略を状態機械として指定してください。 公共および私的ブランチ、累積作業、未公開のリード、待機、採用、マッチ、オーバーライド、または公開などの許可された行動、連合の調整、最大保留深度、各連合または非連合の発見後の動作を定義します。「自己中心的マイニング」を完全なアルゴリズムとして使用しないでください。
  3. ハッシュと伝播のパラメータを定義する。 alpha を同じ期間の実効的な互換ブロック発見率に対応させます。各競合時に gamma または詳細な遅延モデルが非連合ハッシュパワーをどう配分するかを定義し、必要に応じてリレートポロジー、検証、テンプレート切替、コンパクトブロック、ネットワーク分断、エクリプス能力を含めます。
  4. 承認報酬と時間を分けてモデル化する。 連合とその他の承認ブロック、ステールまたは放棄された有効ブロック、補助金、取引手数料、ommer または包含報酬、報酬成熟、発見時間、公開チェーン成長、難易度期間を追跡します。相対承認シェアは、時間当たり収益や利益と同義ではありません。
  5. 記述されたモデルを解き、検証してください。 戦略に適した正確な Markov 分析、制限された Markov 意思決定プロセス、または再現可能なイベントシミュレーションを使用してください。切り捨て、収束、ウォームアップ、シード、信頼区間、感度、そして正直なマイニングベースラインを報告してください。小さな状態変化を手作業で独立して再現してください。
  6. 証拠と代替仮説を検証する。 初見ヘッダー、ピア別到着時刻、競合ブランチ、仕事量、coinbase または支払いの帰属、テンプレート、手数料、タイムスタンプ、プール変更を保存します。秘匿を通常の Poisson 変動、伝播遅延、停止、ソフトウェア障害、分断、手数料スナイピング、ラベル誤りと比較します。公開チェーンだけでは未公開の敗北ブロックが見えない場合があります。
  7. 過大評価せず対策を評価する。 高速で多様なリレー、検証改善、同点規則、フォーク選択または報酬変更、難易度アルゴリズム、プール集中、マイナーの移動可能性、監視、対応、確認方針をストレステストします。各対策がインセンティブや観測可能性を変え、新たな戦略を生み得るため、ネットワーク規則全体を再分析します。

出力は、戦略の定義、モデルの結果、シミュレーションの結果、観測されたネットワークの証拠、および運用上の結論を区別する必要があります。いずれも他を黙って代用することはできません。

例題

1。プライベートリードトレースとパブリックレース

alpha = 0.30 を持つ連合があるとする。1つの公開のヒントから始めて、次の発見が連合、連合、そして非連合であると仮定する。その簡略化モデルにおける正確な独立した接頭辞の確率は:

0.30 * 0.30 * 0.70 = 0.063 = 6.3%

連合は、1ブロックのパブリックブランチに対して2ブロックのブランチを公開することができます。もし両方のブランチが有効で、各ブロックが同じ作業量を示している場合、連合のブランチが勝ち、競合するブロックは古いものとなります。このトレースにより連合は2つの承認済みブロックを得ますが、他のすべてのトレース、失敗したプライベートブランチ、経過時間、手数料、および調整ルールも重要であるため、長期的な収益性を確立するものではありません。

もし代わりにシーケンスが1ブロックの公開タイに達した場合、gamma = 0.50を設定します。次の発見がその競争を解決することを条件として、連合は確率0.30でそれを見つけ、2つの承認されたブロックを得ます；非連合マイナーは確率0.70 * 0.50で連合のブランチを延長し、連合は1つを得ます；それ以外の結果ではゼロを得ます。連合ブロックの条件付き期待値は次の通りです:

0.30 * 2 + 0.70 * 0.50 * 1 = 0.95

このおもちゃの競走のすべての分岐において、解決後には2つの受け入れられたブロックがあるので、条件付きシェアは0.95 / 2 = 47.5%です。選択されたイベントを直接30%と比較することは選択バイアスです。長期的な状態モデルには、競走に到達する確率とコストを含める必要があります。

2。なぜ古典的な閾値が条件付きであるのか

元の定額報酬抽象化における SM1 で alpha < 0.50 の場合、報告された損益分岐ハッシュシェアの閾値は次の通りです:

alpha* = (1 - gamma) / (3 - 2 * gamma)

gamma = 0では、閾値は1 / 3 = 33.3333%です。gamma = 0.50では、それは0.50 / 2 = 25%です。gamma = 0.90では、それは0.10 / 1.20 = 8.3333%です。これらの値はタイの仮定への感度を示しており、測定されたネットワークが8、25、または34パーセントのハッシュシェアを持っているからといって、必ずしも利益が出る、安全である、悪意がある、または1つのアクターによって制御されているわけではありません。戦略の最適化、実際の遅延、報酬のばらつき、手数料、難易度、そしてコストがこの問題を変えます。

3。相対的な受け入れシェアは即時の時間収益ではありません

シミュレートされた間隔に1,000のブロック発見が含まれていると仮定します。28%のハッシュシェアを持つ連合は270の承認されたブロックを取得し、他のマイナーは650を取得し、80の有効な発見は破棄されます。連合の承認されたブロックのシェアは:

270 / (270 + 650) = 270 / 920 = 29.3478%

それはそのハッシュシェアよりも1.3478パーセンテージポイント高いです。しかし、同じ1,000の発見に基づく正直な比例ベンチマークは280の連合ブロックであるため、時間正規化前の承認されたカウントは10低く、あるいはそのベンチマークより10 / 280 = 3.5714%下回っています。後の難易度調整によってパブリックチェーンのブロック頻度が回復し、壁時計時間あたりの報酬が変わる可能性はありますが、それは正確なウィンドウ、タイムスタンプ、クランプ、ハッシュレート、手数料、および継続戦略の仮定の下でのみです。相対的なシェアだけでは即時の利益を証明することはできません。

4。ブロック共有の異常は帰属の証拠ではありません

独立して推定された連合シェアp = 0.30、および粗いヌルモデルとしてn = 10,000独立受理ブロックを仮定します。期待されるカウントはn * p = 3,000であり、二項分布の標準偏差は次の通りです:

sqrt(10,000 * 0.30 * 0.70) = 45.8258 blocks

3,080の付与されたカウントはz = (3,080 - 3,000) / 45.8258 = 1.7457を与えます。それはセルフィッシュマイニング検出器ではありません。承認されたブロックは、固定されたpと独立しているとは限りません。ハッシュの推定値やプールのラベルには誤差があり、手数料の選択、停止、運、伝播、切り替えによってカウントは変わる可能性があります。また、失敗したプライベートブロックは観測者に届かないかもしれません。調査には、競合するヘッダーとピア到着の証拠、さらに宣言された因果モデルが必要であり、ブロックシェアのzスコアだけでは不十分です。

リスクとレビューの失敗

モデルおよびプロトコルのエラー

  • 未定義の戦略： SM1、頑固な変異体、最適なポリシー、手数料を考慮した差し控え、プール破壊は異なる行動を取ります。完全な状態と行動の表を公開してください。
  • 累積作業に代わる高さ: ブランチの選択は有効作業よりネットワークルールに従い、普遍的なブロック数比較によるものではありません。両方のブランチと正確な作業量を再構築してください。
  • 普遍的な閾値の主張: 3分の1、4分の1、またはその他の値はいずれもモデルと目標に依存します。方程式、定義域、戦略、仮定を述べてください。
  • gamma の誤読: これはレース中の非連合鉱業のモデル化された割り当てであり、直接観測されたグローバルレイテンシスコアではありません。どのように推定またはシミュレーションされるかを定義してください。
  • 一定の等報酬の仮定： の補助金、異種料金、叔父の報酬、満期、取引の選択はインセンティブを変える可能性があります。実際の報酬ベクトルをモデル化してください。
  • 難易度調整を無視する: 公共チェーンの成長の喪失は、後の難易度やウォールタイム収益に影響を与える可能性があります。正確なエポック、タイムスタンプ、境界、およびハッシュレートの応答をシミュレートしてください。
  • ある方針を最適と呼ぶこと: 有界MDPの最適解は、その状態、行動、報酬、遅延、および打ち切りの選択に依存します。普遍的な最適性ではなく、境界と感度を報告してください。

証拠とセキュリティのエラー

  • プールブロックの保留を混同する: プールに対してシェアを提出する際に完全なソリューションを隠すことは、コンセンサスブランチを個人的に拡張することとは異なります。参加者と報酬の仕組みは分けてください。
  • 二重支出や多数派支配の混同: 報酬の操作は対立する支払いがなくても発生する可能性がありますが、再編や検閲の目的には追加の状態と証拠が必要です。
  • 有効な控除を無効なブロック受け入れとして扱う: 公開された連合ブロックは、依然として通常のプルーフ・オブ・ワークおよびトランザクションの検証に直面します。ハッシュシェアは無効な状態遷移を承認することはできません。
  • 連勝者推論： Poisson マイニングは自然にランを生成します。長いウィンドウ、不確実性、競合するブランチ、到着タイミング、テンプレート、そして代替仮説を使用してください。
  • 古いレートの確実性： オブザーバーのカバレッジ、リレーポリシー、トポロジー、偶発的な競合、停止、および隠れた負けブロックは、古い測定値にバイアスをかけます。観測点の制限を保持してください。
  • プールラベルの確実性： Coinbase のタグ、支払い先アドレス、テンプレートのフィンガープリント、ハッシュの貢献者、および実質的支配は完全には一致しません。バージョンの帰属と不確実性。
  • 区画や食の影響を無視して： 制限されたネットワークビューは、人種、測定された gamma、および戦略の実現可能性を変える可能性があります。ピアの多様性と敵対的接続性をテストしてください。

経済学と緩和の誤り

  • 相対利益の分配: 受け入れた報酬を実際の現金フローに変換し、電力、ホスティング、プール、資本、資金調達、税金、変動、失敗ブロックのコストを差し引きます。
  • 調整直後の経済状況を仮定すると: 戦略の持続性、競合他社の退出や参入、ハッシュ価格の変動、手数料、コイン価格、および調整の遅れは、定常状態の予測を無効にする可能性があります。
  • プール持分を恒久的支配として扱うこと: ハッシュの貢献者は交代することがありますが、契約、ファームウェア、支払い管理、調整の遅延、地理、集中度がそれらを制約することがあります。
  • 単一指標の検出： ブロックシェア、古いレート、レイテンシ、または手数料パターンだけでは識別できません。独立したテレメトリを明示的な統計的意思決定ルールと組み合わせてください。
  • 平衡分析なしの緩和: より高速なリレー、ランダムなタイブレイク、フレッシュネスルール、報酬の変更、またはペナルティはインセンティブを動かし、操作の余地を追加する可能性があります。採用の再モデル化と対立者。
  • 確認数を完全な修正として: より深いレベルは一部の取引再編リスクを減らすことができますが、報酬の歪み、無駄な作業、中央集権化の圧力、またはライブネス効果を取り除くことはできません。

一般的な誤解

利己的なマイニングには過半数のハッシュパワーが必要です

いいえ。元の研究結果は、少数派の連合がモデル化された相対的受入報酬の割合を改善できる場合についてのものです。損益分岐点は、同点時の行動やその他の仮定に依存します。多数派の力は定義でも普遍的な前提条件でもありません。

1つのブロックを保留することが自己中心的なマイニングを証明する

いいえ。オペレーターは、偶然あるいはその他の戦略的および技術的な理由で公開を遅らせることがあり、外部の観察者はブロックがいつ見つかったのかを知ることができないかもしれません。利己的なマイニングは、一つの孤立した遅延ではなく、状態に応じた方針です。

ハッシュシェアより多くの承認されたブロックがその戦略を証明する

いいえ。ブロックの発見はランダムであり、ハッシュの共有は推定され、ラベルは不完全であり、マイナーは切り替えます。統計的に異常な偏差であっても、伝播、ブランチ、テンプレート、報酬、代替原因の証拠が必要です。

利己的なマイニングは無効なブロックや無償の作業を生み出す

いいえ。その公開されたブロックは有効でなければならず、実際のプルーフ・オブ・ワークを含んでいる必要があります。モデル化された利点は、どの有効な発見が受け入れられるかを変更することや、他のマイナーや難易度規則の反応から生じます。

リレーの改善や確認の増加により、問題は解消されます

単一のコントロールだけでインセンティブ適合性が証明されるわけではありません。リレーはレース確率を変更できますが、確認作業は一部の取引逆転リスクに対処します。しかし、どちらも単独では報酬設計、戦略的変異、集中度、調整ルール、手数料インセンティブの問題を解決できません。

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