原題：「採掘プールは問題になっていますか?」

原作者: Bitcoin Mechanic

オリジナルコンピレーション: Luccy、BlockBeats

編集者注: マイニングはサトシ ナカモトのデザインの 1 つであり、堅牢かつエレガントであり、ビットコインの最も魅力的な側面の 1 つです。ただし、マイニングはハッシュ化だけを目的としたものではありません。

ビットコインの擁護者であり教育者の Bitcoin Mechanic は、特にマイニング プールとマイナーの間のダイナミクスに焦点を当て、ビットコイン マイニングに存在するさまざまな問題や課題を掘り下げています。彼は、鉱山労働者の自主性と全体的な分散化傾向の改善に重点を置き、既存の問題に対する解決策を提案しました。

その中でも、Stratum V2 プロトコルとマイニング エコシステムの将来の開発に関する議論は、ユニークな洞察に満ちています。さらに、この記事は、ASIC 製造およびマイニングプールのインフラストラクチャにおける最近の発展が、マイニング分野における分散化の新たな可能性を提供しているとも指摘しています。既存のマイニング モデルの批判的な分析と、将来の改善の可能性についての見通しを通じて。

ビットコインマイナーは、エコシステム全体に非常に重要なサービスを提供します。彼らはネットワークのセキュリティを確保する一環としてネットワークから報酬を受け取ります。ネットワークはサトシ・ナカモトによって設計された最も堅牢でエレガントなデザインの 1 つであり、ビットコインの最も印象的な側面の 1 つです。

しかし、マイニングは単なるハッシュではないということを見落とす人が増えているようです。

プロセス全体に関与する人は、ノードを実行してブロックチェーンの最新の状態を取得し、新しいブロックの構築を開始する必要があります。これには、前のブロックの有効性の検証、未確認のトランザクションの発見、一般的に最も収益性の高いトランザクションの選択が含まれます。トランザクションの生成に費用を支払い、それらのトランザクションの複数のマークル ツリーを構築し、最後にハッシュして実際にブロックを解決します。新しいトランザクションがネットワークにブロードキャストされると、ブロック テンプレート内のトランザクションは常に変化します。他の誰かが新しいブロックを見つけた場合、マイナーは代わりにそのブロックを構築し、ブロックチェーン内に既に存在するすべてのトランザクションをダンプして、新しいテンプレートを作成する必要があります。

分岐活性化

ご覧のとおり、実際にブロックを解決するためにハッシュを実行することはプロセスの一部にすぎません。ビットコイン マイニング ASIC はハッシュ操作のみを実行することもできます。現在の環境では、マイニングの他のすべての側面は通常、マイニング プールに委任されています。これにより多少の混乱が生じました。たとえば、ブロック テンプレート内のバージョン ビットの反転によるソフト フォークのアクティブ化に関する議論では、人々は常にこのプロセスが MASF (マイナーによってアクティブ化されたソフト フォーク) であると言及し、誰かが必ず出てきて、これはこう言うでしょう。マイニングプールが唯一の責任を負い、マイニングプールはマイナーではありません。また、マイナーはアップグレードしたい場合にプールを切り替えるだけで済むが、所属しているプールは切り替えられないため、依然として最終的な責任はマイナーにあると指摘する可能性もあります。明確にするために、この記事の残りの部分では、ハッシュのみに関与する人々のみを参照し、マイニングプールに対するマイニングの他のすべての側面は「ハッシュ者」として扱います。

ソフト フォークの話に戻りますが、ブロックの 99% 以上が同じ組織によって構築されている現在の環境では、これらを「プールでアクティブ化されたソフト フォーク」と呼ぶ方が正確かもしれませんが、現在そう呼んでいる人はいません。それは危険な幻想につながります。マイニングは、単にコンピューティング能力が分散されているという理由だけで分散化されていると見なすことができます。すべてのコンピューティング能力が少数のマイニング プールに制限されている場合、この議論の信頼性は低くなります。そのため、ビットコイン ブロックチェーンのコンテンツには、これらの少数の主体が受け入れられないとみなしたものやその他の一連の疑問が最終的には含まれないことになります。

マイニングプールによって構築されたブロックをハッシュするだけで、ビットコインマイナーはその役割の重要な要素をほとんど放棄します。これが可能であるだけでなく、最もスムーズな道であるということは、私たちが体系的な問題を抱えていることを示唆しています。

マイニングプールとブロックスペースマーケット

ハッシュを実行し、その他すべてをマイニング プールに実行させるだけで、ソフト フォークのアクティブ化をはるかに超えた影響が生じます。たとえば、現在マイナーは、解決されたブロックがどのようなものになるのかまったくわかりません。つまり、マイナーは、ブロックには期待されるトランザクションのみが含まれているという盲目的な信頼の下で作業しています。しかし、このようなブロック、「オーディナル」ブームの始まりとなった有名なブロックでは、その信頼に対するあからさまな違反が見られます。このブロックで作業しているマイナーが実際に受け取ったビットコイン取引手数料は約 200 ドルだけで、その両側のブロックの平均取引手数料はビットコインで約 5,000 ドルであったことに注意してください。

ブロックスペースには価値があり、これがビットコインが長期的に機能する理由の一部です。しかし、少数のプレイヤーだけが構築したテンプレートをブロックチェーン上に置くことができる世界では、これらの企業はスペースを販売し、それによって莫大な報酬を得るほぼ独占的な権利を持っています。彼らには責任があるのでしょうか、もしかしたら自分たちがこんなことをしていると鉱山労働者に告白することさえあるのでしょうか？もちろん、この場合はみんなを驚かせることが目的でした。将来的には、帯域外ブロックスペースの販売で受け取った支払いをハッシュ者に転送するのでしょうか?

つまり、マイニングプールとそのハッシュのインセンティブは一般的に利益を最大化するという目標と一致していますが、マイニングプールが通常のビットコイン取引以外の目的でブロックスペースを販売することは可能であり、プールがそうでない限り、マイナーの収入はさらに制限されます。透明性を確保し、収益を分配することに同意します。たとえそうしたとしても、検証には補助金や取引手数料から得た資金の検証ではなく、マイニングプールからの許可が必要になります（FPPSプールを使用する場合も注意が必要ですが、これについては後で詳しく説明します）。

ビットコインの集中ブロックテンプレートの構築者としてのマイニングプールのさらなる影響は、より基本的な事実から生じています。より基本的なレベルでは、独自の「スーパーメモリプール」を持つ 12 個の「スーパーノード」があります。

これにより、人々はマイニングプールを直接扱い、メンプールを完全に無視するようになります。いずれにせよ、mempool は失敗する運命にあると主張する人もいます。集中型のテンプレート構築の現状は、このプロセスを加速するだけですが、いかなる場合もお勧めできません。また、真に分散型のテンプレート構築が実現可能であると考えられている世界では、この仮定は悲観的すぎて行うことができない可能性があります。次に、ブロックスペースを購入した人が同じ期間内にブロックスペースをブロックチェーンに含めることを望む場合、帯域外の支払いをより多くの人々に渡さなければなりません。これはより透明性が高く、現在の仕組みに似ている可能性があります。代わりに、「スーパーノード」はより小さな部分に分割されることが予想されるため、同じ保証を提供できなくなります。

このマイニングの側面から離れて、現在の支払い方法がどのように処理されるかに焦点を移しましょう。

マイニングプールの支払いモデル

ほぼすべてのマイニングプールは、FPPS (Full Payment Per Share) などを通じてハッシュ者に支払います。唯一の例外は、ViaBTC が FPPS に加えて PPLNS (Payment in Last N Shares) を提供していることです。 Antpool も PPLNS を提供していますが、ハッシュ者はすべての取引手数料収入を放棄する必要があり、これは私が言おうとしている点を示しています。基本的に、FPPS は補助金よりも取引手数料収入に焦点を当てた世界ではうまく機能するモデルではありません。 Brains マイニング プール (旧 Slushpool) は「スコア」と呼ばれるシステムを使用していることは言及する価値があります。これは実際には PPLNS に非常によく似ています。

なぜ FPPS がこれほど強く好まれるのでしょうか?ハッシャーの観点からすると、ブロックチェーン上で何が起こっても、彼らは報酬を受け取ります。これはプールマイニングの目的と一致しており、収入はより安定しています。 FPPS は、プールが予測収益に基づいて支払い、ブロックチェーンとは独立して決済するため、より一貫した支払いを提供します。

これにより、キャッシュ フローの中断による問題を最小限に抑えたいマイナーにとっては非常に楽になりますが、もちろんデメリットもあります。重要な点についてはここで強調したいと思います。

FPPS ではまず、マイニング プールが新しくマイニングされたすべてのビットコインの管理者になることが要求されます。これらのビットコインはマイニング後、最低 100 ブロックの間はマイナーに転送できないため、それまで新しくマイニングされたビットコインは利用できません。実際、マイニングされたビットコインは、マイナーがマイニングプールから出金するときに最終的に受け取るものと同じです。それをどうするか。エスクローのリスクは、この記事を読んでいるほとんどの人には明らかなはずなので、ここでは省略して、FPPS に関する他の問題に移ります。

次の懸念は、FPPS マイニング プールがハッシュとネットワーク自体の間の重要な仲介者であるという、より一般的な問題から生じます。私たちは、ハッシュが作業中のブロックが解決されるまで、最終的にどのようになるかを事前に知る方法がないことを確認しました。 FPPS は、ブロックが発見されたかどうかさえ気にしなくなり、それはマイニングプールの問題であることを意味します。支払いの予測可能性の向上（マイニングプールがハッシュ者を騙すことを決定した場合は決して起こらないでしょう）を無視して、私たちはそうすることのトレードオフを認識する必要があります。

ビットコイン自体によって直接支払いを受けるマイナーは、PPLNS やもちろん独立したマイニングなどの代替手段で可能ですが、取引手数料を含めた全額の報酬を期待できます。ハッシュ者が実際にシェアごとに受け取る手数料を決定する際に、手数料がいくらになるかを予測する方法がないため、FPPS プールはこれを事後的にしか計算できません。マイニングプールは、手数料が 0 より大きい値であると単純に想定して、マイニング時にそれをマイナーの収入に含めることはできません。手数料がこの値よりも低い場合、マイナーに自腹で支払うことになるからです。彼らは定期的に料金を割り当て、その料金を実際にプールを管理するマイナーに帰属させる必要があります。

ハッシュ者の観点からは、マイニング プールに対する完全な信頼が必要です。これは、マイニング プールからの完全な透明性と協力がなければ検証がほぼ不可能であるためです。上で述べたように、マイニング収益のほとんどは補助金から来ており、取引手数料は散りばめられたサトシのほんの一部であったため、これは以前は大きな問題ではありませんでしたが、これはビットコインマイニングの需要が拡大しているわけではありませんし、成長するはずがありません。鉱山の。将来、マイナーは主に取引手数料を通じて収益を得るでしょうが、マイニングプールを使用する場合、補助金よりも予測や監視が困難です。

ハッシュ者がより大きな変更を受け入れる（そしてマイニングプールの運がハッシュ者の運になる）PPLNSのような支払いスキームと比較すると、マイニングエコシステムは受け取ったものを検証する能力よりも支払いの一貫性を優先する傾向が非常に高いことがわかります。さらにねじれを加えると、一部のハッシュ業者は実際にこのアプローチを好み、ビットコインとは完全に分離した「ハッシュ サービス」として政府機関に自分たちを提示したいと考えており、それを誇りに思っている人さえいます。これは、FPPS が理想的なマイナー/マイニング プールのダイナミクスからかけ離れているため、「ビットコイン マイニング」であっても、ハッシュが何をしているのかを正確に説明するのが難しいためです。

実際には、FPPS マイニング プールは、ブロックを解決するためにハッシュ者にお金を支払う大規模な独立したマイナーです。その後、ハッシュ者に支払われる金額が決定される内部的な不透明なプロセスがあります。要点をはっきりと伝えるために、ハッシャーは（想像するのがそれほど難しくないシナリオでは）ビットコイン以外のもので手数料を支払うことさえできます。

なぜだめですか？ブロックが見つかるかどうか、ましてやブロックが構築される前にどのように見えるかは気にしないのであれば、独立したマイナーに法定通貨を支払ってもらい、ASIC を最も都合の良い通貨でブロックに向けてもらったらどうでしょうか?ビットコインが常に最もスムーズな選択肢であるとは限りませんが、たとえそうであったとしても、好きなだけ多くのエンティティが「ハッシュ」を実行できますが、すべて小規模なグループを代表して次の道を進むことを想像するのは合理的です。 「プール」が完了し、実際にブロックチェーン上に何かを記録するにはネットワーク全体の許可が必要になります。

そもそも誰がハッシュ化を行っているのでしょうか？

この問題をより広い文脈で見てみましょう。大手企業の一部はビットコインから可能な限り遠ざかりたいと考えており、そのためビットコイン関連の活動を可能な限り自社のマイニングプールに委任したいと考えていることはすでに述べました。これらのマイニング プールは規制の対象となっており、その大量のコンピューティング パワーは規制に完全に満足しています。

これは、ネットワーク自体の観点から再び経済的不合理をもたらし、任意の基準を満たすマイニング ブロックの動作に現れます。過去にこのようなことが起こったときは、コミュニティの反発と、義務付けられていない管轄区域の絶えず変化する規制体制を積極的に喜ばせようとする不条理のため、長くは続きませんでした。しかし、これが選択されたオプションであるという事実は、一元化されたブロック テンプレートを構築することのリスクを明らかにします。ある管轄区域のマイナーは、別の管轄区域からの取引の処理を禁止したり、拒否したりするでしょうか?マイナーは政府や影響力のある人物による悪い行為の延長にすぎないのでしょうか?一部のマイニングプールが違法な利益を得るために、時には単に規制圧力に従うために取引手数料を拒否するという具体的な例があります。ネットワークの観点から見ると、これも経済的に不合理に思えます。

最も極端な最近の例は、F2 プールによって表向きのエラーとして最終的に発見された取引に対して 19 BTC の取引手数料が支払われたことでした。 FPPS マイニングプールとして、彼らはこれら 19 BTC マイニング料金の管理者となり、間違いを犯した人にそれらを返還することを選択しました。これは、マイナーとビットコインネットワークの間に大規模な仲介者を配置することのコストを完全に示しています。 PPLNS マイニング プールでは、これが発生する可能性は低くなります。 PPLNS マイニング プールが必ずしもトラストレスまたは非保管であるからではなく、ブロックが入ってくるまさにその瞬間に手数料収入を監視および検証できるためです。マイニング プールはすでに内部でマイナーに報告している可能性があるため、これを試みるのは難しいかもしれません。アカウントは稼いだマイニング資金の一部を入金し、さらに大きな反発を引き起こしました。原理的には違いはありませんが、マイニングプールがコインベース/生成されたトランザクションでマイナーに支払いを行った場合に何が起こるかを比較するまでは異なります。その場合、お金はすでにマイナーの手に渡っており、マイニングプールは手数料収入を横取りすることができません。したがって、この例では、寛大または公正に見せようとしていたマイニングプールは、最終的にマイナーに手数料収入として 50 万ドルの負担を強いることになりましたが、これは本来すべきではない決定でした。

次の質問: 51% 攻撃とその他の攻撃

これは簡単に説明できるはずです。51% 攻撃が何であるかは、もう誰もが知っています。ただし、(ネットワークがそれをバイパスするまで) あまり理解されていないのは、このタイプの攻撃が単に破壊的であるだけでなく、保証され、一貫して成功するためには 51% が要件であるということです。

現実的には、ネットワークの 20% を超えるエンティティは、さまざまな攻撃ベクトルを通じて問題を引き起こす可能性があり、その一部は実際に実行されますが、ほとんど議論されません。詳しくは後ほど説明します。しかしその前に、このネットワークには合計ハッシュレートが確実に 51% を超えるエンティティが 2 つしかないことがわかります。さらに悪いことに、最大規模のマイニング プールの 1 つが、親会社と戦略的関係を維持している別の大規模マイニング プールを通じて発見した追加の 10% のブロックを慎重に隠蔽しませんでした。この茶番劇が未だに続いているという事実には説得力がない。

これに対する一般的な反応は 2 つあります。まず、マイナーが団結して 51% 攻撃を実行する場合、マイニング プールを変更するだけで投票できることが指摘されました。第二に、どのマイニングプールでもこれを行おうとするのは狂気の沙汰だろう。理由は単純で、ビットコインを破壊すると価格が下落するからであり、エコシステムに投資している誰もそんなことは望んでいないからだ。 2 番目の議論は人類の歴史を無視しており、さらに人々は単に破壊のため、またはその他の邪悪な目的のために破壊を引き起こすような破壊的な行動を強制されることはないと仮定しています。また、市場が常にビットコインの問題を示す良い指標であるとは限らないことも考慮されていません。2017 年のハードフォーク戦争を参照してください。

ただし、最初の議論はより強力で、プールが大きくなりすぎた場合、マイナーは常に他のプールに切り替えることを前提としています。実際、マイニング プールがこれを実行しようとすると、現実が介入し、ブロック テンプレートの 99% を構築したにもかかわらず、マイニング プールは実際にはマイナーではないことがわかります。有名なケーススタディの 1 つは、ハッシュレートの 40% 以上が原因で致命的な負のスパイラルに陥った Ghash.io です。

したがって、これが実際には問題ではなく、マイナーが他のマイニングプールに切り替えることを信頼できることが証明されました。現実的には、大規模なマイニング作業がお役所仕事で縛られている場合、この仮定の信頼性は低くなりますが、少なくともそのような攻撃が発生する可能性は低いとかなり確信していると仮定しましょう。

残念ながら、マイニングプールのハッシュパワーがひどいしきい値を超えると、他の場所に移動してしまうという認識により、マイニングプールは自主規制されるようになりました。しかし、このアプローチは役に立ちません。実際にコンピューティング能力をしきい値以下に維持する必要はなく、その印象を与えるだけでよいからです。これは基本的に、彼らが引き起こす可能性のある混乱を世界に思い出させることを避けるために、他のマイニングプールに転送しながら、取得できるすべてのハッシュパワーを受け入れることに相当します。

このようにして、ネットワークで何が起こっているかについての未知の全体像が得られます。ブロックの 30% は最大のマイニング プールによって露骨に検出され、全員が受け入れることができますが、ネットワーク総ハッシュパワーの残りの 10% は依然としてそのマイニング プールに向けられており、1 つまたは複数の小規模なマイニング プールに密かに転送されているだけです。この 10% を担当するマイナーは、このように使用されていることを認識していない可能性があり、ストラタム V2 で検出するのははるかに困難です。詳しくは後ほど説明します。

このリダイレクトされたコンピューティング能力がブロック マイニング攻撃を通じて小規模なマイニング プールに悪用される可能性があることを考慮すると、このすでに望ましくない状況はさらに悪化します。

具体的には、攻撃者は主に被害者のマイニング プールの通常のユーザーとしてマイニング プロセスに参加しました。その結果、予想どおり、マイニング プールで見つかったブロックから報酬の一部を受け取ります。報酬は最終的に攻撃者に流れ、攻撃者は資金を失うことなく実際のマイナーに支払うことができます。これまでに生じた唯一の被害は、マイニングプールのハッシュパワーが実際よりも小さく見えるという誤った印象でしたが、より小さなプールは無傷のままです。

ここで、攻撃者がブロックが見つかったときに被害者プールに通知しないことにした場合、損害が発生する可能性があります。これにより、被害者プールが不幸に見える可能性があります。彼らは、必要よりも少ないブロックを見つけて、実際に正直にマイニングしているより多くの参加者に報酬を支払っているようです、つまり、他の方法で損失を埋め合わせないと仮定すると、避けられない損失です。

FPPS マイニングプールがこの方法で攻撃された場合、収益を失い、差額を埋め合わせるためにマイナーにポケットマネーを支払わなければなりません。それが PPLNS であれば、マイナーはなぜ得られるべきものを手に入れられなかったのか疑問に思うでしょう。いずれにせよ、ブロック マイニング攻撃は反競争的であり、被害を受けたマイニング プールに悪評を与えて破壊する可能性があります。

攻撃側プールの観点から、攻撃側プールが被害者プールのコンピューティング能力の 5% を占めていると仮定しましょう。これは、彼らが予想収益の 95% を依然として受け取っていることを意味しますが、マイニング プールは予想より 5% 幸運ではないように見えます。これはマイニング プールを簡単に破壊するには十分ですが、大規模なマイニング プールでは、リダイレクトされたハッシュ レートの 5% の損失はそれほど重要ではありません。それがより大きなマイニングプールの合計ハッシュレートの 1% にすぎない場合、攻撃者は期待される報酬の 1% のうち 5% ～ 0.05% しか失っていないことになります。これは、非倫理的な行為を行う準備ができている悪意のある大規模なマイニング プールにとって明らかな利点です。

マイニング プールが小さいほど、この攻撃に対して脆弱になります。マイニング プールが大きければ大きいほど、競合する小さなプールをブロックする可能性が高くなります。このリスクは、大規模なマイニング プールが、その総ハッシュ パワーがコミュニティにパニックを引き起こし始めるレベルに近づくと増大します。これにより、たとえ実際に攻撃や攻撃に使用しないとしても、ハッシュ パワーを少なくとも小さなプールに隠そうとする動機がさらに高まります。攻撃はそれほど頻繁ではないため、問題は最終的に差異に帰着します。大規模なマイニングプールは、ネットワークがより安定した支払いを提供するため、変動が減少しています。つまり、より狭いマージン内で運営できるため、マイナーへの請求を少なくすることができます。攻撃を受けていない各マイナー/プールの観点から見ると、この攻撃は、ビットコイン ネットワークが総ブロック数が少なくなるように調整されるため、難易度が低くなるということを意味します。

ブロック保持は単なる理論上のものですか?絶対違う。 2015 年初めにも、いくつかのマイニング プールがこの方法で攻撃されました。マイニングプールはすべてのマイナーを監視し、運が統計的にマイナーの攻撃が不可能な点に達した場合、マイナーをプールから追い出すか、支払いを拒否するか、あるいはその両方を慎重に決定する必要があるため、この攻撃を防ぐことは非常に困難です。プールは彼らが悪意を持って行動していると合理的に信じることができました。このような攻撃は、マイニングプールが「マイナーを知りたい」と支払いを規制したいという動機にもなり、当然のことながら、無許可でマイニングしたい人たちの生活がより困難になります。

とにかく、これらすべての全体的な影響は、人々が別の理由でより大きなプールでマイニングすることを好むということです。

大規模なマイナーが、期待したほどの報酬が支払われないため、小規模なプールを放棄すると公に述べているのを私たちは聞いています。

大規模なマイニングプールとそれを使用する大規模なマイナーは規制上の負担の影響を受けやすく、そのため、ブロックテンプレートの集中化と操作を超えて、ビットコインに害を及ぼす行為に関与する可能性が高くなるため、これは非常に望ましくないことです。

マイニングプールは実質的にエージェントとなり、マイナーに「代わって」官僚的なナンセンスを押し付ける。現在、2 つの最大のマイニング プールでは、ユーザーは身元を明らかにするステップを含む、一連の面倒な手順を通過する必要がありますが、これはビットコインのマイニングを行う人が単独マイニング以外で通過する必要のないものであり、また、通過してはならないものです。

ブロック源泉徴収に関する最後のポイントは、小規模なマイニング プールやそのマイニング プールでマイニングを希望する人々の生活をさらに困難にするという脅威は別として、たとえ明らかにそうであったとしても、これを純粋な理論として無視したくなる誘惑に駆られる人たちに言いたいと思います。過去に起こったことですが、マイニングプールは自然に一貫した、明らかに許容可能なサイズを維持できると思いますか?これは、オンラインになる新しいハッシュレートが常にある程度均等に分散されることを意味します。マイニングプールは突然現れ、急速に成長し、人々が動揺する前に必要なしきい値のあたりで停止する可能性があると信じなければなりません。マイニングプールが人々にマイニングの停止を求めるのか、それとも単にアカウントの作成を制限し、既存のアカウント内で許可されているハッシュレートを超えるマイナーを追い出すのか。もちろん違います。

より可能性の高い 2 つのシナリオは、マイナーが集団的に自らを規制しているというものです。しかし、たとえこの記事で示した理由が十分に説明されていないとしても、より小さなプールでのマイニングはマイナーの収益が減少することが知られているため、その可能性は低いです。言うまでもなく、あるマイニング プールから別のマイニング プールへの大量移行のすべての事例は非常に注目を集めており、マイニング プールは単に彼らが指しているハッシュレートについて人々を誤解させているだけです。

これに加えて、小規模なプールには別の問題があります。小規模なプールでは数日間続けてブロックが見つからない可能性があり、一方、大きなプールでは数時間以上ブロックが見つからない可能性があります。これは解決策の問題であり、コンピューティング能力が高いほど、短期的には期待に近づくことができます。残念ながら、これにより、破滅中にマイニングプールが損失を回復することを期待できない下限が生じ、その時点で競争することが不可能になります。

難易度エポック間の期間が 2 週間であるということは、不運がその後の幸運によって相殺される可能性があるように、その 2 週間以内に十分なブロックを見つけなければならないことを意味します。そうでない場合、たとえば、マイニング プールの予想ブロック レートが 13 日ごとに 1 ブロックで、難易度の上方調整により 15 日ごとに 1 ブロックの予測に低下する前にブロックが見つからなかった場合、ウィンドウが終了するまでの時間は永久に閉鎖されます。 PPLNS マイニング プールの場合、マイナーの収入はそうでない場合よりも少なくなります。 FPPS プールの場合、プールは多額の現金を使い果たしたり、破産したりする可能性があります。

これは、少なくとも今日のマイニング プールの運用方法では、存在できるマイニング プールの数には限りがあることを意味します。簡単に言えば、その多くは不利な状況下でクラッシュする可能性があり、ネットワークのハッシュレートの 1% 未満しか保持していないため、毎日確実にブロックを見つけることさえできない可能性があるため、数百ということはあり得ません。数週間は起こらないブロックの期間。これは、ビットコイン自体が私たちに課す制限です。

マイナーとマイニングプールはどのように通信するのでしょうか?

マイナーとマイニング プール間の通信プロトコルは Stratum です (Stratum V2 に徐々に置き換えられています)。 Stratum V1 は古いものであり、深刻な欠陥があります。まず、すべての通信は平文で送信されます。これは、ISP があなたがマイニングしていることだけでなく、マイニングの規模も知っていることを意味します。ネットワーク トラフィックを盗聴できる人は誰でも中間者攻撃を実行でき、あなたのコンピュータと計算能力が他人のマイニングに使用される可能性があります。これは、意図されたマイニングプールからハッシュパワーを盗むために、未知の攻撃者によって以前にも悪用されました。

Stratum V1 はいくつかの非効率性に加えて、マイナーが独自のブロック テンプレートを構築し、マイニング プールでマイニングを行うための実用的な方法を提供できませんでした。これらの問題はすべて、非常に魅力的な Stratum V2 (当初は「GBT」、その後「Better Hash」と呼ばれていました) で解決されました。これについては後で説明します。

ハードウェア/ファームウェア

プール/マイナーのダイナミクスについて説明する前に、少し脱線します。意味のある規模で ASIC を製造している企業は Bitmain と MicroBT の 2 社だけであることに言及しないと、この記事は不完全になってしまうからです。他にも会社はありますが、事実上すべてのハッシュはこれら 2 つの会社が構築したマシン上で行われます。

これは明らかに悪いことであり、根本的な理由は、チップの製造が非常に難しく、したがって集中化しすぎることです。

ここで解決策を説明するのはこの記事の範囲を超えていますが、家庭でのマイニングをより実用的にするために取り組んでいる人々がいます（北米では、主な問題は220〜240ボルトの必要性と耳障りな騒音への対処です）。 「プレブマイニング」プロジェクトに取り組んでいる人々は、十分な数の一般ビットコインユーザーがこれを行うことができれば、ネットワークの総ハッシュパワーのかなりの部分を占め始める可能性があり、これは大規模なマイニング作業のほとんどに必要となるだろうと主張している。規制介入の影響を受けやすいため、好ましい。

このタスクの難しさは、ファームウェアがクローズド ソースであることです。 ASIC を「脱獄」できるカスタム ファームウェアであっても、多くの場合、ユーザーが開発費を支払うようにするため、クローズド ソースです。つまり、使用する市場ファームウェアのコストがマイニング チームを代表します。

ASIC、特に Bitmain のストック ファームウェアは、ASIC が市場の優位性にどれだけ自信を持っているかを示す良い指標です。クローズドソースであることに加えて、明らかに悪意があります。 Antminer を起動すると、強制的にマイニングを行う必要があります。ただし、マイナーは接続をブロックするか、マーケット ファームウェアをインストールし、開発料金を支払うことで少なくともこれを防ぐことができますが、これらの料金を防ぐことはできません。そうでない場合、マイナーはマイニングを拒否します。 。 Bitmain は、マイナーのファームウェアに悪意のあるバックドアを追加していることが何度か捕まり (Antbleed を参照)、ファームウェア開発者を市場からブロックするために積極的に取り組んでいます。

工場出荷時のファームウェアがこれを行うという事実は本当に衝撃的であり、ASIC 製造における競争の切実な必要性を明らかに浮き彫りにしています。

ネットワークルールがクローズドソースのビットコインノードによって強制されたら、安心する人はいるでしょうか?また、これらのノードのせいでユーザーがソフトウェアの開発者にビットコインを失うことを全員が知っていたとしたら、それを平気で受け入れる人はいるでしょうか?マイニングに関しては、参加者の主権を気にする人はほとんどいません。もちろん、ノード ソフトウェアと ASIC ファームウェアは同じ重要性ではありません。当然、前者に重点を置きますが、後者は無関係ではなく、明らかに過度に無視されています。

以上のことを踏まえた上で、いくつかのソリューションに移りましょう。具体的には、マイナーの可能性の範囲を拡大し、既存のモデルを改善することに焦点を当てます。

P2P OOL

これについては、基本的にプール マイニングのあらゆる側面が分散化されるという点を除けば、あまり言うことはありません。これは小規模で多くの理想的なことを実現しますが、各ユーザーが他のすべてのユーザーのシェアをダウンロード、検証、追跡し、テンプレート内のすべてを正しく計算したことを互いに証明する必要があります。いかなる規模の対立環境においてもこれを達成することは本質的に不可能である。プールマイニングの基本的な性質により、必要なリソースはビットコインのフルノードを実行するのに必要なリソースよりも大幅に多くなり、マイナーの作業がより複雑になることは言うまでもありません。

これらの理由により、これはほとんどの人に無視され、当然のことながらマイニングの他の代替手段を使用する気になれない、より技術的なユーザーまたは理想主義者によってのみ使用されます。

STRATUM V2

これは間違いなく最も簡単に解決できる問題であり、この記事で説明した多くの問題に対する実用的な解決策を提供します。

まず、マイニング プールとマイナー間の暗号化通信を許可することにより、ネットワーク トラフィックにアクセスできる ISP やその他のエンティティは、あなたがマイニングしていることや、どの範囲までマイニングしているかを簡単に認識できなくなります。したがって、攻撃者に代わってハッシュを「MITM」することは不可能になるか、それほど簡単ではなくなります。

第 2 に、そしておそらく最も重要なことは、マイナーが独自のブロック テンプレートを構築できるようにするため、マイニング プールは引き続き報酬分配の信頼できるコーディネーターであり、ブロック報酬の管理者である可能性はありますが、これにより、マイニング プールからマイナーへの権限の代表が強化されます。間違いなく良いことです。

Stratum V2 が標準である世界では、マイナーは独自のテンプレートを構築することに熱心であり、理想的には、マイニング プールがマイナーに独自のテンプレートを構築するインセンティブを提供し、より強力なビットコインが得られるようになります。

コミュニティはマイニング エコシステムを Stratum V2 にアップグレードする取り組みでほぼ一致していますが、歴史的にマイナーは、余分な労力 (P2P ツールと比較するとごくわずかですが) とインセンティブの欠如のため、一般にこれらのソリューションを避けてきました。

Stratum V2 の有無にかかわらず、改善の余地はたくさんあります。必要なのは、マイニング中にコインを直接ホストできる機能をマイナーに提供するマイニング プールです。これには、マイニングプール（またはそのマイナー）が、マイナーの報酬が各ブロックに含まれるコインベース/生成トランザクションに直接支払われるブロックテンプレートを構築する必要があります。 FPPS システムの下では、これは実際には非現実的です。つまり、このアプローチを実装するマイニングプールはマイナーの抵抗に直面することになりますが、ビットコイン自体の支払いは特定のしきい値を超えて直接行われるため、変換する人はより高い透明性を享受できます。補助金や手数料の収益配分を簡単に検証できます。これは、Stratum V2 より前でもマイニング プールと組み合わせて使用​​でき、ブロックを解決する前に少なくともマイナーにブロック テンプレートが構築されているアイデアを提供し、Stratum V2 の後はすべてのマイナーのビルドが正確に反映されていることを確認するだけで済みます。すべてのマイナーが継続的にこれを行う必要のない報酬分配テンプレート。

マイニングプールは、より低い料金を請求するなど、マイナーに独自のブロックテンプレートを作成するインセンティブを提供することで、マイナーの抵抗感に対処することもできます。再び実用化された後でもマイナーが負担を負いたくない場合には、この追加のインセンティブが必要になる可能性があるようです。

上記の提案により、状況は大幅に改善されます。

ASIC の製造とマイニング プールのインフラストラクチャに関して多くの新しい計画や発表が行われており、これはマイニングを確実に分散化に進めようとしている人にとっては歓迎すべき展開です。

元のリンク