Стійкість Біткоїна: як мережа захищається від атак

Біткоїн – одна з найнадійніших розподілених систем в історії людства. Він функціонує уже 15 років, і протягом перших кількох років його існування відбулося лише два збої, які відразу ж були оперативно усунуті розробниками. Крім того, в ньому безперервно виробляються блоки приблизно кожні 10 хвилин.

Ця надійність задала високу планку, спонукаючи користувачів Біткоїна розглядати його як невразливу систему. На думку багатьох людей, Біткоїн вже переміг, і світ лише починає усвідомлювати це. «Біткоїн неминучий», як багато хто каже.

Однак це не означає, що Біткоїн буквально незламний. Можливі події, які можуть завдати величезних збитків або призвести до збою в роботі мережі. Ми розглянемо кілька таких прикладів та проаналізуємо, як можуть розвиватися події.

Втручання зі сторони уряду

Біткоїн – це справжня загадка для урядів у всьому світі. По-перше, він функціонує як система, яка дозволяє здійснювати глобальні платежі між користувачами незалежно від кордонів та фінансового контролю.

І хоча уряди не можуть зупинити роботу всієї системи Біткоїна, вони можуть запровадити правила, щоб вплинути на її учасників. Щоб справді зруйнувати саму мережу, урядам доведеться переслідувати майнерів, які фактично додають нові блоки до блокчейну, що підтримує функціонування системи.

Подібні спроби було зроблено у 2021 році, коли уряд Китаю заборонив майнінг біткоїна. Хешрейт упав майже на 50%, оскільки китайські майнери почали мігрувати з країни.

Мережа продовжувала працювати.

У гіршому випадку китайський уряд міг би примусово конфіскувати обладнання для майнінгу. Це дало б уряду контроль над майнінговими установками, що можна було б використати для атаки 51% на мережу. Але цього не сталося. Навіть якби було використано конфіскаційний підхід, а не просто запровадження заборони на майнінг, успіх атаки на мережу був би вкрай малоймовірним, враховуючи складність координації між учасниками.

Наприклад, одним із місць, куди мігрувала велика кількість хешрейту, був Іран. На той час ходило багато чуток про те, що майнери підкуповують іранських військових чиновників, щоб провезти своє обладнання через митницю.

Якщо уряди спробують конфіскувати обладнання для майнінгу та закриють кордони, перешкоджаючи міжнародному транспортуванню, можливість підкупу державних службовців або незаконного вивезення обладнання є цілком реальною з огляду на фінансові стимули. Щоб така подія становила екзистенційний ризик для самої мережі, уряд повинен мати можливість захопити більше ніж 51% активного хешрейту мережі. Достатньо вивезти невеликий відсоток обладнання, щоб гарантувати, що те, що залишиться, не дозволить перевищити поріг 51%, і мережа залишиться в безпеці.

У міру подальшої децентралізації хешрейту у всьому світі ймовірність того, що така дія створить ризик для самого Біткоїна, продовжує зменшуватися. Хоча така ймовірність все ще залишається, необхідна більша співпраця між урядами. Стійкість Біткоїна очевидна, що емпірично продемонстрували дії Китаю у 2021 році.

Збій електромережі

Устаткування для біткоїн-майнінгу не може працювати без електроенергії. Зрештою, це комп'ютери, тому це очевидно. Це становить великий ризик для майнерів, які залежать від інфраструктури виробництва та доставляння електроенергії.

Збої електроенергії та проблеми з мережею можуть бути спричинені стихійними лихами. Урагани, лісові пожежі, екстремальні погодні явища, такі як похолодання можуть порушити роботу енергетичної інфраструктури. Яскравий приклад таких подій, які впливають на хешрейт, був помічений в Техасі під час зимового шторму Урі в 2021 році. Однак масштаб цих подій не становить прямого системного ризику для мережі Біткоїна. Втрата потужності Техасу, навіть якщо в штаті знаходиться близько 30% хешрейту мережі, не призведе до збою або знищення мережі Біткоїна.

Як було продемонстровано у 2021 році після китайської заборони на майнінг, навіть попри те, що хешрейт мережі впав на ~50% за неймовірно короткий період часу, мережа продовжувала функціонувати. Так, інтервал між блоками різко збільшився і викликав значне зростання комісій за транзакції для швидкого підтвердження транзакцій, але мережа продовжувала функціонувати та обробляти транзакції без перебоїв.

Навіть якщо уявити подію набагато більшого масштабу, таку як масивна сонячна буря, яка знеструмить половину всієї планети, інша половина все одно матиме електроенергію. Майнінгові установки, розташовані в цій половині земної кулі, продовжать видобуток, продовжать підтверджувати транзакції і мережа нормально функціонуватиме на цій половині планети. Якщо користувачі зберігають фізичну резервну копію своєї seed-фрази, вони зможуть отримати доступ до своїх коштів, коли електроенергію відновлять, або вони дістануться місця з мережею.

Щоб фактично знищити Біткоїн, потрібно було б відключити електроенергію практично на всій планеті, інакше він продовжуватиме працювати, поки живлення не буде повністю відновлено, і він не зможе «регенеруватися» по всій земній кулі.

Збої у роботі Інтернету

Хоча Інтернет складається з децентралізованих протоколів, подібно до Біткоїна, фактична інфраструктура, що лежить в його основі, належить в основному великим транснаціональним корпораціям та урядам (знову ж таки подібно до інфраструктури Біткоїна з майнерами). Право власності на цю інфраструктуру все ще відносно розподілене між багатьма суб'єктами по всьому світу, але це не той ступінь розподілу, як у високо децентралізованій системі, такій як сітчаста мережа.

При цьому існують досить вразливі місця, атака на які може призвести до значного зниження надійності та функціональності. Майже кожен підключається до широкого Інтернету через інтернет-провайдера (ISP), причому у більшій частині світу домінує кілька великих провайдерів у кожному конкретному регіоні. Вибір між провайдерами невеликий, і це стає серйозною проблемою для людей, які взаємодіють з Інтернетом. Якщо інтернет-провайдер відмовляє вам у доступі, а іншого провайдера немає, виникають проблеми.

Так само ваша здатність комунікувати з кимось на іншому кінці світу залежить від великих «магістральних» мереж, якими управляють великі корпорації, і підводних оптоволоконних кабелів на дні океану. Ці кабелі є високоцентралізованими вузлами для зв'язку між різними країнами та континентами. Якщо оператори почнуть фільтрувати інформацію, що проходить через них, або хтось фізично розріже кабелі, це може призвести до масового збою глобального інтернет-трафіку.

То що робити, якщо це станеться? Якщо інтернет-провайдер почне фільтрувати Біткоїн-трафік для користувачів, вузли відключаться від мережі. Трансляція транзакцій може стати неможливою залежно від того, наскільки жорстко інтернет-провайдер фільтрує трафік. Але решта мережі продовжить працювати. Існують такі сервіси, як супутниковий канал Blockstream, а біткоїн-транзакція є настільки невеликим фрагментом даних, що будь-якого миттєвого підключення до нефільтрованої мережі буде достатньо для трансляції ваших платежів.

Навіть масштабніші порушення зв'язку між країнами чи регіонами за великим рахунком рівносильні простій неприємності. Припустимо, в якійсь країні повністю зникло інтернет-з'єднання із зовнішнім світом. Якби майнери в цій країні не припинили роботу, блокчейн розділився б на два окремі ланцюжки, оскільки майнери всередині та за межами країни не отримували б блоки один одного. Щоразу, коли це з'єднання відновлюється, група майнерів, яка добула довший ланцюжок, просто «перекриє» коротший, видаляючи транзакції, які відбулися в іншому, коротшому ланцюжку.

Також існує висока ймовірність того, що в такій ситуації розрив ланцюжка взагалі не станеться. Супутниковий сервіс Blockstream дозволяє користувачам, які не мають Інтернету, продовжувати отримувати блоки в режимі реального часу від решти мережі. Це, у поєднанні із супутниковими каналами зв'язку (які не так просто заблокувати) або навіть радіореле, може дозволити майнерам продовжувати майнінг одного блокчейну з рештою мережі навіть у разі збою.

І знову стійкість Біткоїна допомагає знайти вихід.

Підбиваючи підсумки

Біткоїн не буквально незламний, але він неймовірно стійкий до збоїв та атак на мережу. Він був буквально створений для такого функціонування. Вся суть децентралізованих мереж полягає в тому, щоб бути стійкими перед загрозами та збоями, і Біткоїн досяг дивовижного успіху в цьому напрямку.

У світі відбувалися і відбуватимуться масштабні руйнівні події. Хай то погодні чи космічні явища, акти навмисного саботажу, війни, чи просто традиційне державне регулювання, Біткоїн пережив багато чого. Швидше за все, він продовжить витримувати усі випробування у майбутньому.

Він не непереможний, але стійкий. Подія чи катастрофа, здатні фактично назавжди вивести Біткоїн з ладу, повинні бути настільки масштабними, що в тому малоймовірному випадку, якщо вони таки відбудуться, у всіх нас будуть набагато серйозніші проблеми, ніж припинення функціонування Біткоїна.