سلفیش ماینینگ یا استخراج خودخواهانه چیست؟

سلفیش ماینینگ (Selfish Mining) در واقع یک استراتژی فریبکارانه در استخراج ارزهای دیجیتال است که به وسیله آن یک ماینر یا یک گروه ماینرها، هش یک بلوک را حل می‌کنند، بلوک جدیدی را ایجاد می‌کنند و آن را از بلاکچین عمومی پنهان می‌کنند. این عمل باعث ایجاد یک شاخه جدید در بلاکچین می‌شود که سپس برای پیشی گرفتن از بلاکچین عمومی، استخراج می‌شود. اگر شاخه سلفیش ماینینگ جلوی شاخه اصلی بلاکچین را بگیرد، می‌تواند بلوک جدید خود را به شبکه معرفی کند. زیرا شبکه برای تشخیص آخرین بلوک طراحی شده است، در نتیجه شاخه گروه سلفیش ماینینگ باعث بازنویسی بلاکچین اصلی می‌شود. با این روش، ماینرها به طور موثری می‌توانند با تغییر بلاکچین، ارز دیجیتال را از سایر کاربران به سود خود بدزدند.

سلفیش ماینینگ یا استخراج خودخواهانه چیست؟

سلفیش ماینینگ یک مفهوم مرتبط با بلاکچین‌های اثبات کار (Proof-of-Work) است که رویکردی جدید و متفاوت را در ارتباط با تأمین امنیت شبکه ارزهای دیجیتالی مانند بیتکوین به ارمغان می‌آورد. در این روش، بلاکچین به صورت باز و شفاف عمل می‌کند، به این معنی که هر فردی می‌تواند به شبکه متصل شده و شرکت‌کنندگان را که با نام “ماینرها” شناخته می‌شوند، تحریک به پیروی از پروتکل می‌کند. بنابراین، برخلاف پروتکل‌های سنتی ماشین حالتی باز، امنیت بلاکچین نه تنها به محدودسازی تعداد شرکت‌کنندگان خرابکار وابسته است، بلکه باید در جوانبی از جمله انگیزه و تشویق ماینرها به رعایت پروتکل بررسی شود.

برای روشن شدن بیشتر، می‌توانیم پروتکل بیتکوین ناکاموتو را مدنظر قرار دهیم. برای تحلیل آن، می‌توانیم سیستم را به عنوان یک بازی بین ماینرها توصیف کنیم.

بازی ماینینگ

در این بازی، شرکت‌کنندگان به نام ماینرها بلوک‌ها را تولید می‌کنند. بازی به صورت یک دوره تصادفی پیش می‌روند، به این صورت که در هر دور یک ماینر یک بلوک تولید می‌کند و هر ماینر می‌تواند بلوک‌هایی که تولید کرده است را منتشر کند. منتشر شدن بلوک‌ها به صورت همزمان انجام می‌شود، بنابراین همه ماینرها پیام‌هایی که در دور قبلی منتشر شده بودند را دریافت می‌کنند.

البته این توصیف به ظاهر ساده است و عواملی مانند تغییرات آهسته در قدرت استخراج در سیستم و رویدادهای تصادفی مانند فورک‌ها را نادیده می‌گیرد. این تغییرات و رویدادها اغلب نادر هستند، اما همچنان در واقعیت رخ می‌دهند.

پروتکل توصیه شده برای هر ماینر این است که در مورد دو شاخه با طول یکسان، زنجیره‌ای را که در ابتدا شنیده است و دارای طول بیشتری است، انتخاب کند و آن را گسترش دهد.

هدف هر شرکت‌کننده در بازی، حداکثر کردن درآمدهای خود است که این وظیفه مفید او محسوب می‌شود. به طور خاص، ما یک بازی با افق نامحدود در نظر می‌گیریم، به این معنی که درآمد یک ماینر به نسبت متوسط بلوک‌هایی است که او در زنجیره اصلی تولید می‌کند، زیرا بازی به طور بی‌نهایت ادامه می‌یابد. این در واقع پاداشی است که به استخراج‌کنندگان برای هر بلوکی که تولید می‌کنند، به صورت ارز دیجیتال اعطا می‌شود. لازم به ذکر است که بلوک‌هایی که به خارج از زنجیره اصلی قطع می‌شوند (بریده می‌شوند)، در درآمد ماینر محاسبه نمی‌شوند.

سلفیش ماینینگ عبارت است از یک روش در ماینینگ کریپتوکارنسی‌ها که در آن، ماینرها تلاش می‌کنند بلوک‌های تازه را از زنجیره اصلی پنهان کنند و در زمانی مناسب آن‌ها را آشکار کنند.

در فرآیند ماینینگ، گره‌ها در شبکه بلاک‌چین تراکنش‌ها را تأیید می‌کنند. ماینرها با انجام محاسبات متعدد، توکن‌های جدیدی را کسب می‌کنند. اما در سلفیش ماینینگ، ماینرها بلوک‌های تازه‌ای که ایجاد کرده‌اند را پنهان می‌کنند و در زمان مناسب آن‌ها را به شبکه معرفی می‌کنند.

این روش سلفیش ماینینگ برای اولین بار توسط محققین Emin Gün Sirer و Ittay Eyal در سال 2013 شناسایی شد. آنها به اثبات رساندند که با پنهان کردن بلوک‌های تازه تولید شده و ایجاد فورک در بلاک‌چین، ماینرها می‌توانند بیتکوین‌های بیشتری را به دست آورند. در تئوری، ماینرها می‌توانند زمان مناسبی را برای معرفی بلوک‌ها به شبکه انتخاب کنند و بلاک‌چین را تغییر دهند.

بیتکوین و سایر شبکه‌های ارزهای دیجیتال که از مکانیزم اجماع اثبات کار استفاده می‌کنند، به استخراج‌کنندگانی وابسته هستند که نرم‌افزار استخراج آنها راه‌حلی برای ایجاد شماره هش رمزگذاری‌شده به طور تصادفی ارائه می‌دهد. زمانی که هش حل می‌شود، یک بلوک جدید به زنجیره بلاک اضافه می‌شود و ماینری که آن را حل کرده است، کارمزد تراکنش و پاداش را دریافت می‌کند.

ارزهای دیجیتال به طور مداوم در حال تغییر هستند و به عنوان دارای ارزش و جدید، همواره تهدیداتی از سوی افراد با نیات نادرست با خود به همراه خواهند داشت.

در مقاله خود در سال 2013، Sirer و Eyal نشان دادند که ماینرها می‌توانند با پنهان کردن بلوک‌های جدید و در دسترس قرار دادن آنها برای سیستم‌های داخلی شبکه خصوصی خود، سهم درآمد کلی خود را افزایش دهند.

این عمل باعث تسریع فرآیند کشف می‌شود و مشکلات زیرساختی مرتبط با استخراج مانند تأخیر شبکه و هزینه‌های برق را برطرف می‌کند.

در ابتدا، بلاک‌چین خصوصی که فورک شده است، کوتاه‌تر از بلاک‌چین عمومی خواهد بود. زنجیره خصوصی بلوک‌های تازه را در استخر خود استخراج می‌کند و بلوک‌های تازه تولید شده را پنهان می‌کند. این فرآیند استخراج تا زمانی تکرار می‌شود که بلاک‌چین خصوصی به ارتفاع بلوکی بیشتر از بلاک‌چین عمومی برسد.

سپس، ماینرهای سلفیش ماینینگ استراتژیکاً زمانی را برای معرفی بلوک‌های جدید خود به بلاک‌چین اصلی انتخاب می‌کنند، به طوری که بلاک‌چین عمومی به زنجیره تازه معرفی شده متصل شود. در این حالت، شبکه عمومی بلاک‌چین جدید را استخراج می‌کند و ماینرهای سلفیش ماینینگ برای بلوک‌های تازه پذیرفته شده، پاداش‌های ارز دیجیتال و هزینه تراکنش‌ها را دریافت می‌کنند.

Sirer و Eyal منابع هدر رفته را برای هر دو زنجیره مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند. آنها فرض کردند که ماینرهای سلفیش ماینینگ نسبت به ماینرهای بلاک‌چین عمومی، مزیت رقابتی دارند، زیرا پاداش آنها پس از محاسبه منابع تلف شده نسبتاً بیشتر است.

آیا استخراج سلفیش ماینینگ یک تهدید است؟

در تحقیقات خود، Sirer و Eyal شواهد قانع‌کننده‌ای برای تغییر یک بلاک‌چین با ایجاد یک فورک و از پیشی گرفتن از ماینرهای صادق ارائه کردند. آنها همچنین بیان می‌کنند که ماینرهای سلفیش ماینینگ با مشاهده سود گروه به گروه، به آن ملحق می‌شوند زیرا پاداش‌های افزایش یافته را جذب می‌کنند.

با این حال، نظرات دیگری در مورد انگیزه‌ها، عملی بودن و تهدیدات ناشی از استخراج کنندگان و گروه‌های سلفیش ماینینگ وجود دارد و محققان در این زمینه اختلاف نظر دارند.

همچنین، یک نظریه وجود دارد که استخراج سلفیش ماینینگ تنها در صورتی سودآور خواهد بود که سطح دشواری استخراج کاهش یابد.

در سال 2017، کریگ رایت نشان داد که استخراج‌کنندگان سلفیش ماینینگ بلوک‌های بیشتری را ایجاد نمی‌کنند و در نتیجه پاداش‌های بیشتری از آنچه که قبلاً در صورت داشتن ماینرهای صادق بودند کسب نمی‌کنند.

در سال 2018، جیک گوبر این نظریه را مطرح کرد که اگر استخراج سلفیش ماینینگ سود بیشتری نسبت به استخراج صادقانه داشت، بسیاری از ماینرها این کار را انجام می‌دادند. جیک نشان داد که در حالی که استخراج سلفیش ماینینگ سود بیشتری نسبت به استخراج صادقانه دارد، وجود چندین ماینر یا گروه سلفیش ماینینگ در یک شبکه باعث می‌شود که مسابقه بین فورک‌ها ایجاد شده و سودآوری کاهش یابد.

جالب است که در تحقیقات خود، Zhaojie Wang و همکاران مشاهده کردند که تا پایان سال 2021، هیچ حمله شناخته شده‌ای از سوی سلفیش ماینینگ در دنیای واقعی وجود نداشته است.

استدلال هر دو طرف نشان می‌دهد که اگرچه حملات سلفیش ماینینگ ممکن است رخ دهند، اما احتمالاً به صورت کاملاً آکادمیک است. احتمال دیگر این است که یک حمله سلفیش ماینینگ در گذشته رخ داده باشد و هنوز مشاهده نشده باشد.

با این حال، احتمالاً آنچه بیشتر قابل قبول است، این است که اکثر استخراج‌کنندگان ارزهای دیجیتال نیت صادقانه‌ای دارند و از مدل‌سازی ریاضی برای پیشبرد توسعه فناوری بلاک چین استفاده می‌شود.