Пост-выпуск биткойнов: угроза существования

Биткойн-помощники часто ссылаются на предсказуемый, конечный график поставок в качестве наиболее привлекательной функции. Заметный отход от склонности глобальных центральных банков увеличивать денежную массу, жестко ограниченная сумма в 21 миллион долларов гарантирует, что сэкономленные в Биткойне сбережения со временем будут сохранять свою ценность. Это свойство якобы присуждает характеристики «надежных денег», положительно позиционируя Биткойн как жизнеспособного претендента на статус глобальной резервной валюты.

И все же, несмотря на это благородное повествование, монетарные теоретики часто упускают из виду столь же значительный технический компонент Биткойна — его блокчейн. Без надежной основной книги Биткойн подвержен цензуре и атакам с двойным расходом. Если сама сеть становится непригодной для использования, функции «свойства звука» в конечном итоге становятся неактуальными. В конце концов, кто, возможно, решил бы хранить свое богатство в активе, который стало невозможно предсказуемо перевести?

Источник безопасности:

Используя Proof of Work в качестве механизма сибил-сопротивления, блокчейн Биткойн в настоящее время получает свои свойства безопасности из огромных затрат, необходимых для получения контроля над сетью и, таким образом, выполнения цензура и удвоение расходов, Эти расходы принимают форму затрат на оборудование, электроэнергию и эксплуатацию и предоставляются майнерами.

Определение безопасности:

Шахтеры не являются альтруистами: они являются экономически рациональными субъектами, желающими выделять ресурсы в обмен на экономическое вознаграждение.

Безопасность сети Proof of Work равна стоимости, необходимой для организации атаки на 51%, а поскольку майнеры являются заинтересованными сторонами, в среднесрочной перспективе стоимость всегда будет ограничена стоимостью, которую они получают в качестве оплаты. , Черпая вдохновение у Джордана МакКинни, мы можем назвать это значение бюджетом безопасности.

В среднесрочной перспективе безопасность не может превышать бюджет безопасности, так как это потребует от майнеров проводить убыточные операции. Аналогичным образом, в условиях конкурентного рынка безопасность не будет уступать бюджету безопасности, поскольку любая прибыль между затратами и затратами в конечном итоге будет расходоваться на операции по извлечению прибыли.

В этих условиях мы можем рассчитать упрощенную стоимость атаки, равную бюджету безопасности: если доход майнера равен 1 млн долларов в день, злоумышленнику придется потратить чуть более 1 млн долларов в день, чтобы получить 51% сетевой хэш-мощности ,

Этот расчет стоимости атаки предполагает, что все существующие майнеры честны и что использование оборудования и электроэнергии, необходимых для атаки Биткойна, относительно просто. Аналогично, это уравнение предполагает, что майнеры не будут приостанавливать операции, так как в сеть поступает больше хэш-мощности, что еще больше снижает прибыльность, поскольку доход распределяется среди большего числа участников.

В действительности, снабжение достаточным количеством нового оборудования и электричества для проведения атаки является логистически трудным, так как большинство доступного оборудования в настоящее время используется добывающими добывающими компаниями, а дешевые источники электроэнергии — далеко и мало между ними. Точно так же разумно ожидать, что честные майнеры прекратят работу, поскольку злоумышленник начнет добавлять в сеть значительную мощность хэширования, тем самым сокращая прибыль и делая неэффективные операции убыточными. Фактически, эти два предположения в некоторой степени связаны с тем, что аппаратные средства появятся на рынке, поскольку добыча становится все более убыточной. Таким образом, мы можем работать в предположении, что эти два фактора отрицают друг друга.

Шахтерская экономика:

Бюджет на обеспечение безопасности в настоящее время субсидируется за счет сочетания новых сборов за выдачу и транзакций, при этом прежний источник дохода должен уменьшаться вдвое каждые четыре года. С момента запуска Биткойна сеть уже подверглась двум «половинкам», по сравнению с первоначальным расписанием в 50 биткойнов на блок. Следующее «сокращение вдвое» запланировано на 2020 год, в результате чего вознаграждение за блок снизится с 12,5 BTC за блок до 6,25 за блок. К 2032 году выпуск упадет до 0,78125 BTC за блок.

Источник: Bitcoin.it/wiki

Поэтому возникает вопрос о том, как Биткойн может продолжать поддерживать значительный бюджет безопасности при неизбежном условии незначительной эмиссии.

Одна переменная, которая остается неизвестной, это то, какое именно абсолютное значение бюджета безопасности необходимо для защиты от злоумышленников. Достаточно ли стоимости атаки в 1 миллион долларов в день, чтобы отразить нападение? Как насчет 10 миллионов долларов в день?

Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны рассмотреть, кем могут быть эти потенциальные злоумышленники.

Злоумышленников можно разделить на две категории: поиск прибыли и поиск некоммерческих. В первую категорию входят хедж-фонды, которые могут попытаться организовать атаку, одновременно используя короткую биткойн, и тем самым получить выгоду от результирующего падения стоимости сети. Эти хедж-фонды будут действовать в зависимости от соотношения риска и риска, принимая во внимание стоимость атаки, риск неудачи и ожидаемое вознаграждение.

Последняя категория некоммерческих организаций включает национальные государства, которым Биткойн угрожает стать конкурентом своей национальной валюты и, таким образом, мотивировать отключение сети. Эти национальные государства будут меньше озабочены вознаграждением, хотя мы можем ожидать, что их бюджет атак будет ограничен их оценками относительно стоимости появления Биткойна для их суверенной валюты. Если Биткойн грозит государству стоить 50 миллиардов долларов в год, они должны быть готовы потратить где-то до 50 миллиардов долларов на его уничтожение.

Расчет прибыли и выручки майнера:

Давайте посмотрим на некоторые цифры:

Выпуск:

12,5 BTC выдаются каждый блок.

1 блок производится каждые 10 минут.

С BTC, в настоящее время торгуемым на уровне 3500 долларов, это равняется 43 750 долларам за блок или 6 300 000 долларов в день.

Операционные издержки:

Плата за транзакцию варьируется в зависимости от скорости, с которой транзакция желает обработать свою транзакцию. Они также постоянно меняются в зависимости от уровня спроса на транзакции: если блоки Биткойн ограничены 1 МБ, увеличение спроса приведет к повышению комиссионных. И наоборот, когда спрос на транзакции низкий, плата, необходимая для включения транзакции в блок, низкая. Внедрение SegWit, которое служит для уменьшения размера каждой транзакции, привело к увеличению емкости поставок и, следовательно, снижению сборов.

На момент написания оценки поместите плату за разработку транзакции в следующем блоке, в трех блоках и в шести блоках, по 0,14, 0,14 и 0,11 доллара соответственно.

Используя данные, предоставленные CoinMetrics, средний ежедневный доход от комиссий за транзакции за последние 6 месяцев составляет чуть менее $ 119 000.

Объединение двух источников дохода выглядит так:

Есть два способа взглянуть на эти цифры.

Во-первых, рассчитать доход от комиссии за транзакцию в процентах от общего дохода майнера. Ежедневная эмиссия в настоящее время оценивается в $ 6,3 млн., Ежедневный доход от комиссии за транзакции составляет 1,05% от общего дохода майнера.

Альтернативный способ просмотра этой взаимосвязи между выпуском и выручкой от транзакций заключается в Соотношение комиссионных (FRM), который рассчитывает, в какой степени должен расти доход от комиссионных за транзакции, чтобы сохранить существующий бюджет безопасности в отсутствие выдачи. По состоянию на 21 января FRM Биткойн был равен 95, что означает, что доход от транзакций должен вырасти в 95 раз, чтобы поддерживать текущий уровень безопасности.

Майнерская доходность:

Наконец, мы должны рассмотреть прибыльность майнеров. Недоброжелатели этой части, вероятно, будут утверждать, что повышение эффективности оборудования и появление дешевых источников электроэнергии сводит на нет последствия падения доходов майнеров. В конечном итоге это красная сельдь: как уже говорилось ранее, майнеры будут готовы тратить только до суммы, которую они получают в доход. Независимо от размера прибыли, если доход майнера упадет до 119 000 долларов в день, майнеры будут готовы потратить до 119 000 долларов на защиту сети. Бюджет безопасности — единственная фигура, которая имеет значение.

Увеличение доходов майнеров:

Учитывая, что бремя доходов майнеров быстро смещается в сторону комиссионных за транзакции, можно без преувеличения предположить, что увеличение выручки от транзакций является существенной задачей для сети Биткойн.

Существует пять очевидных способов увеличить доход от комиссий за транзакции:

1. Увеличение размеров блока, следовательно, увеличение емкости транзакции

2. Пусть майнеры установят минимальный комиссионный сбор

3. Переход от доказательства работы к доказательству доли

4. Переназначить старые UTXO

5. Устранить фиксированную дезинфляционную денежно-кредитную политику в пользу стабильной, вечной эмиссии

Решение № 1: Увеличить размеры блока:

Логическое обоснование увеличения размера блока состоит в том, что на каждый блок может быть включено больше транзакций. Чем больше транзакций, тем больше комиссионных и, следовательно, больше доходов от комиссионных за транзакции. Вопрос о том, будет ли это действительно на практике, сомнителен, поскольку увеличение размера блока также приводит к увеличению предложения. Если в результате средняя плата за транзакцию падает пропорционально увеличению предложения, то выручка от транзакции за блок остается постоянной. Достаточно просто взглянуть на доход от комиссии за транзакции Bitcoin Cash с момента запуска или доход от платы за транзакцию Bitcoin после введения SegWit (исключая аномальное поведение во время мании рынка 2017 года), чтобы доказать, что увеличение размера блока не решает уравнение комиссии за транзакцию.

Нюансированная версия этого решения, недавно представленный Ник Картер из Castle Island Ventures представляет динамический размер блока, оптимизированный для получения статического дохода. Сеть будет определять соответствующий бюджет безопасности — скажем, 10 млн. Долл. США в день — и корректировать размер блока в соответствии с этим бюджетом безопасности. Аналогично корректировке сложности, когда плата низкая, размер блока сужается, а когда плата высокая, размер блока увеличивается.

В действительности, экономика, стоящая за увеличением размера блока, не имеет значения: спорные дебаты SegWit2x 2017 года, которые привели к созданию Bitcoin Cash, указывают на то, что сообщество Bitcoin сделает все, чтобы избежать увеличения размеров блока, что, по их мнению, приводит к централизации, поскольку накладные расходы на полное обслуживание узлов значительно возрастают.

Этот страх централизации в равной степени относится и к предложению Картера, которое затем страдает от введения множества независимых переменных (что, если сокращение предложения не встретится с чистым увеличением дохода? И т. Д.), Угрозы от более дешевых сетей, таких как Litecoin, откачивая сборы в периоды высокого спроса и разногласий со стороны сообщества, которые неизбежно возникнут при обсуждении того, на какой бюджет безопасности следует ориентироваться.

Вместо этого лагерь биткойнов поместил свои масштабирующие яйца в корзину уровня 2, главным образом в форме сети Lightning Network (LN), решения для канала платежей вне сети. По иронии судьбы, LN только усугубляет проблему доходов майнеров. Если транзакции выполняются вне цепочки, пользователям больше не нужно платить комиссионные за транзакции майнерам каждый раз, когда они хотят совершить транзакцию: вместо этого, комиссионные за транзакции направляются на узлы маршрутизации LN, при этом одноразовые комиссии платятся майнерам каждый раз, когда канал LN открывается и закрывается. По-прежнему трудно точно определить, какое влияние окажет сифонирование платы LN на доходы от платы за транзакцию майнера, но бумага Исследователи из Еврейского университета и Университета Ариэля предполагают, что доход майнера от комиссий за транзакции при активном использовании LN ниже сегодняшних уровней, пока не будет нарушен порог в 20 миллионов пользователей LN, каждый из которых совершает операции 10 раз в день. В контексте все более распространенного повествования о том, что «холдинг использует», достижение 200 миллионов ежедневных транзакций кажется неправдоподобным, особенно если учесть, что Visa обрабатывает 150 миллионов транзакций в день.

Аналоговое решение заключается в уменьшении времени блокировки, что позволяет увеличить количество транзакций за раз. Однако сокращение времени блокирования имеет ряд недостатков, а именно увеличение пропускной способности полосы пропускания и увеличение числа потерянных блоков, которые считаются пустой тратой хэш-мощности, и вряд ли будет поддерживаться сообществом биткойнов, которое исторически было сторонником изменений в протокол, который будет катализировать дальнейшую централизацию майнеров.

Решение № 2: Майнеры установили минимальный комиссионный сбор

Если майнеры устанавливают минимальную комиссию за транзакцию, это, безусловно, более политически целесообразно, чем увеличение размера блока.

Если предположить, что в настоящее время Биткойн обрабатывает 250 000 транзакций в день, и сети необходимо выделить 6 300 000 долларов в доход майнера для поддержания существующего бюджета безопасности, минимальная комиссия за транзакцию в размере ~ 25 долларов будет достаточной для компенсации потерянного дохода от выпуска.

В действительности, установление минимальной комиссии за транзакцию теоретически невозможно установить, не говоря уже о том, что это практически невозможно.

Рынок комиссионных за транзакции, как и любой другой, имеет цену, полученную в результате пересечения спроса и предложения. Майнеры сами не предлагают комиссионные — они просто включают в себя как можно больше транзакций из mempool, от самой высокой до самой низкой платы.

Источник: jochen-hoenicke.de

Классическое применение дилеммы заключенного, любая попытка от имени майнеров сговориться и искусственно зафиксировать сборы приведет к тому, что эгоистичные майнеры дезертируют, чтобы включить все оставшиеся транзакции в mempool, тем самым максимизируя доход. Повторная версия Дилеммы Prisoner, которая показывает, что оптимальной стратегией теории игр для участников со временем является сговор, не применяется к системам без прав доступа, таким как Биткойн, где набор участников, участвующих в майнинге, может изменяться и изменяется со временем.

Что касается практичности: с появлением LN можно предположить, что среднестатистический Джо будет полагаться на уровень 2. Проблема здесь заключается в том, что если LN будет использоваться с минимальным доверием — и помните, минимизация / проверка доверия в основе ценностного предложения BTC — тогда пользователям нужно будет транслировать свои транзакции на уровне 1, чтобы открывать / закрывать каналы. Возможно, что еще более важно, контрагент в канале LN может вести себя неправильно в любой точке и вынудить пользователя осуществлять вещание, чтобы сохранить доступ к своим средствам: если сборы чрезмерно дороги, это по существу сводит на нет значение L2.

Решение № 3: Переход к доказательству кола

Переход от Proof of Work к Proof of Stake теоретически радикально изменит динамику безопасности Биткойна в лучшую сторону.

Согласно Proof of Stake, Бюджет безопасности сети рассчитывается как общая сумма ставок в любой момент времени, а не общий доход майнера. Если бы валидаторы ставили 1 млн. BTC на сумму 3,5 млрд. Долл. По 3500 долл. За BTC, злоумышленник должен был бы приобрести и поставить 1 млн. BTC самостоятельно, чтобы получить 51% -ный контроль над сетью. Помните, что любая попытка приобрести 1 млн. BTC может оказать существенное влияние на цену BTC, что приведет к дальнейшему увеличению стоимости атаки.

Поскольку затраты на оборудование, электроэнергию и эксплуатацию, необходимые для работы в качестве посредника, значительно ниже, чем в качестве майнера, сети Proof of Stake могут позволить себе компенсировать своим поставщикам услуг значительно меньшую стоимость. При ставке в 10 млрд. Долл. США разумная годовая доходность в размере 5% составит всего 500 млн. Долл. США, а стоимость одного доллара обеспечения составляет 0,05 долл. США. Сравните это с доходом майнкера Биткойна в 2018 году в 5,3 млрд долларов, где цена за доллар составляет 1 доллар. Несмотря на то, что доход от валидатора в размере 500 млн. Долл. США по-прежнему потребует увеличения существующего дохода Биткойн за комиссию за транзакции на порядок, он будет гораздо более осуществимым, чем увеличение в 95 раз, необходимое для соответствия существующему годовому бюджету безопасности.

Однако, как и в решении № 1, любая попытка отойти от Proof of Work, вероятно, встретит серьезное сопротивление со стороны сообщества биткойнов. Несмотря на значительный прогресс, достигнутый исследователями Ethereum, успешная, живая реализация Proof of Stake еще не появилась, и для перехода потребовалась бы реорганизация сети Биткойн в масштабе, который, вероятно, будет категорически противостоять исторически консервативному сообществу.

Решение № 4: Переприсвоить старые UTXO

Несколько биткойнеров недавно предложил признания недействительными монет, которые простаивали в течение длительного периода времени, и их повторной эмиссии, чтобы продлить субсидию на выпуск после 2140 года.

Из всех обсуждавшихся до сих пор решений это самое нелепое и наименее вероятное решение. Насильственное изъятие активов грозит прямым отказом от тех самых прав собственности, которые Биткойн поддерживает.

Решение № 5: Ввести устойчивую инфляцию

С инженерной точки зрения, наиболее практичное и простое решение состоит в том, чтобы покончить с фиксированным предложением и ввести низкий, устойчивый уровень инфляции, чем-то похожий на постоянный график выпуска Грина.

Вычисление того, каким должен быть этот уровень эмиссии, является другим вопросом: как уже упоминалось, Бюджет безопасности должен в идеале динамически масштабироваться в зависимости от сетевой стоимости, чтобы уменьшить риск за вознаграждение для атакующих, ищущих прибыль. Установите слишком низкий уровень выдачи, и этого может быть недостаточно для прекращения атаки. Установите слишком высокий уровень эмиссии, и те, кто хранит свои активы в биткойнах, могут перевести свои деньги в менее инфляционный актив.

В действительности, восстановление выдачи поста 2140, если не раньше, кажется несостоятельным. Отклонение от графика выпуска Сатоши было бы монументальным событием, вероятно, расколоть сообщество даже больше, чем дебаты о размере блока. Действительно, дезинфляционная денежно-кредитная политика по праву может считаться фундаментальный часть «социального контракта» Биткойн, его сущностьи любое обновление графика выпуска должно рассматриваться как незаконное требование к биткойн-мантии.

Дорога впереди:

В истории Биткойна было несколько случаев, когда майнеры работали с убытками. Действительно, мы можем взглянуть на другие активы, такие как серебро и медь, чтобы увидеть, что производители будут работать с убытками в течение длительных периодов времени.

Однако мы не можем ожидать, что майнеры будут работать с убытками навсегда. Действительно, математически невозможно вечно работать с убытками — в какой-то момент у вас закончатся резервы и не хватит ресурсов, необходимых для продолжения работы.

Если плата за транзакции сама по себе не сможет обеспечить прибыльность майнинга Биткойн, майнеры прекратят майнинг. Если майнеры прекращают майнинг, совокупная мощность хеширования уменьшается, что позволяет противнику приобрести необходимое оборудование и электроэнергию, необходимые для обеспечения 51% хеш-мощности и начать двойные транзакции расходов и / или цензуры.

Что еще хуже, даже существенного увеличения доходов от комиссий за транзакции может быть недостаточно для сохранения биткойнов. Исследования Иттаонского университета Техниона и Итай Цабары указывает что рациональный майнер будет ждать включения своего аппаратного обеспечения, пока наилучший возможный блок в mempool не превысит их стоимость майнинга. В результате этого динамического изменения хэш-мощности открываются разрывы в производстве блоков: Eyal и Tsabary оценивают средний разрыв добычи в 20% к 2028 году.

Как только исчезнет гарантия цензурного сопротивления и дестабилизируется время производства, сеть Биткойн и ее собственный цифровой актив, скорее всего, пострадают. В связи с тем, что в мае 2020 года выпуск будет сокращен вдвое, время истекает. Независимо от результата дебаты о выпуске, вероятно, станут лучшим тестом системы управления Биткойн на сегодняшний день. Подойдут ли ключевые актеры к тарелке и в конце концов согласятся с тем, что видение Сатоши было ошибочным, или они будут продолжать сидеть сложа руки и сеять свою смерть через якобы благородное бездействие?