Che cos'è il selfish mining su una blockchain?

Il decentramento è fondamentale nella maggior parte dei progetti e delle reti sulla blockchain. Bitcoin delega la convalida delle transazioni ai nodi con potenza computazionale invece di affidarsi a un'autorità centrale. Su una blockchain Proof of Work (PoW) come Bitcoin, il processo si chiama mining. I partecipanti convalidano le transazioni crittografiche e ricevono premi.

La sicurezza sulla blockchain PoW dipende dal presupposto che i nodi rimarranno onesti e condivideranno nuovi blocchi sulla catena. Ma è impossibile garantire l'onestà di ogni nodo. Alcuni potrebbero non riuscire a pubblicizzare blocchi appena scoperti per vincere più premi in un processo chiamato mining egoistico.

Cos'è il mining egoistico?

Il mining egoistico coinvolge un minatore o un gruppo di minatori che trattiene ingannevolmente nuovi blocchi sulla blockchain per monopolizzare i premi per la convalida dei blocchi. Il mining si riferisce alla convalida delle transazioni sulla rete Bitcoin in cambio della ricompensa del blocco e delle commissioni di transazione, ovvero

come funziona il mining di Bitcoin.

Il mining egoistico si verifica quando un minatore mantiene segrete le informazioni su un blocco appena scoperto per accumulare più blocchi rispetto alla catena pubblica e ottenere la maggior parte dei premi del blocco.

I minatori egoisti, se hanno successo nel loro attacco, possono alterare la traiettoria della blockchain. Il loro scopo principale è minare la catena pubblica creando più blocchi, sufficienti per dominare la catena principale e monopolizzare i premi del blocco. Una volta che possono sostituire la catena principale con la loro catena privata, i blocchi e le transazioni all'interno dei blocchi sulla catena sono completamente diversi da ciò che normalmente avrebbe dovuto essere registrato.

Come funziona il selfish mining?

Per capire il mining egoistico, è fondamentale capire come funziona il mining di blockchain. Quando invii criptovalute da un portafoglio a un altro, la transazione viene raggruppata con altre per formare un blocco crittografato con un numero esadecimale di 64 cifre chiamato hash. I minatori competono per risolvere con potenza computazionale per indovinare l'hash. Il minatore di successo ottiene il diritto di convalidare le transazioni in quel blocco, aggiungerlo alla catena pubblica e ricevere la ricompensa.

Un minatore egoista competerà con altri minatori per indovinare l'hash e ottenere il diritto di aggiungere il blocco alla blockchain. Ma invece di aggiungere (pubblicare) il nuovo blocco, un minatore egoista nasconde quel blocco e continua a estrarre blocchi sopra di esso. I blocchi estratti egoisticamente vengono divulgati solo per ottenere la massima ricompensa sui blocchi.

Il processo di mining avviene contemporaneamente, non simultaneamente. Su una grande rete come Bitcoin, vengono elaborate migliaia di transazioni. Per risparmiare tempo, le transazioni sono raggruppate in blocchi. I minatori competono per essere i più veloci a risolvere l'hash per un blocco, quindi possono essere loro ad aggiungerlo alla catena.

Tuttavia, quando un minatore egoista estrae e nasconde un blocco, non lo nasconde sotto il moggio. Invece, il minatore non riesce ad aggiungerlo al libro mastro distribuito creando quello che viene definito un "forchetta accidentale". Un fork accidentale è solo una serie di blocchi che corrono accanto ma non ne fanno parte blockchain. Anche se nel caso del mining egoistico, in realtà non è casuale.

Mentre gli altri crypto miner lavorano continuamente sulla parte pubblica della blockchain, i miner egoisti costruire sul loro fork, con l'intenzione di accumulare più blocchi rispetto alla catena pubblica, dopodiché loro pubblicizzarlo.

A questo punto, potrebbe accadere una delle tre cose; se la catena pubblica è più lunga del fork del minatore egoista, rinunciano e i minatori (onesti) sulla catena pubblica ottengono i loro premi. Se la catena pubblica è più corta, vincono e il fork accidentale viene adottato come catena valida. Questo perché una blockchain proof of work si basa sul presupposto che la catena più lunga sia la catena valida. Il fork "egoista" diventa quindi parte della catena principale e i blocchi duplicati sulla catena principale vengono scartati, facendo perdere i premi ai minatori che hanno contribuito a quella catena.

La blockchain PoW richiede molta potenza computazionale per convalidare le transazioni, quindi un gruppo di minatori spesso porta un'attività mineraria chiamata pool, che combina la loro potenza di calcolo per aumentare le loro possibilità di guadagno ricompense. Un minatore egoista deve mantenere tra il cinque e il dieci percento dell'hash rate sulla rete.

Il selfish mining è pericoloso?

Un effetto di un attacco minerario egoista è la centralizzazione della rete. I nodi sulle blockchain PoW sono tenuti ad adottare la catena più lunga come versione valida della blockchain. Poiché i nodi onesti rischiano di perdere i loro premi se la catena egoista risulta essere più lunga al momento della pubblicazione, è più probabile che si uniscano al pool di minatori egoisti. Alla fine, il pool egoista cresce fino a diventare la maggioranza sulla blockchain ed elimina il decentramento sulla rete.

Centralizzazione del mining sulla rete Bitcoin può anche portare a un ritardo nelle transazioni. Quando un pool egoista diventa la maggioranza su una rete, può dettare quali transazioni vengono aggiunte alla catena pubblica. È più probabile che i minatori egoisti diano la priorità ai blocchi con ricompense più elevate. Questa selezione di transazioni porterà a un accumulo di transazioni e renderà la rete inefficiente.

Inoltre, il mining egoistico introducendo la centralizzazione nella blockchain crea l'ambiente perfetto per gli attori malintenzionati. Anche questioni come la doppia spesa potrebbero essere risolte perché il compito di convalidare le transazioni risiede nel potere dei nodi disonesti.

Strategie per combattere il selfish mining

Sono state proposte diverse strategie per combattere il mining egoistico sulla rete Bitcoin e ogni strategia adotta un approccio diverso. Mentre alcuni suggeriscono di apportare modifiche alla rete, altre strategie includono fornire ai nodi incentivi per rimanere onesti.

La prima soluzione proposta è una tecnica di randomizzazione. Questa è nota come modifica compatibile con le versioni precedenti. Richiede ai minatori che si imbattono in più di un fork sulla blockchain di selezionare su quale fork continuare a lavorare a caso. Oltre a selezionare casualmente i blocchi, i miner devono pubblicare informazioni su tutti i blocchi e fork scoperti. Poiché il mining egoistico dipende da una catena privata e il mining deliberato e continuo su quella catena, l'introduzione di un processo di selezione casuale compromette l'attività.

Una strategia separata prevede il branding di ogni blocco con un timestamp. Il timestamp includerà informazioni su quando ogni blocco è stato estratto, quindi quando un blocco viene estratto privatamente e successivamente aggiunto alla catena principale con il suo timestamp scaduto, può essere facilmente separato dal resto e scartato.

Il selfish mining riduce il valore di Bitcoin

Indipendentemente dal loro fascino redditizio, gli attacchi minerari egoistici possono influenzare negativamente la rete blockchain. Possono portare alla centralizzazione e a ritardi nelle transazioni, creando l'ambiente perfetto per malintenzionati.

Sono state proposte diverse strategie per combattere il mining egoistico, inclusa la modifica del protocollo e l'incentivazione dei nodi a rimanere onesti. In definitiva, affinché i minatori siano redditizi, è nel loro interesse agire onestamente e mantenere la proposta di valore della criptovaluta.