مقدمه
بیت‌کوین، به‌عنوان نخستین و پرارزش‌ترین رمزارز(رمزدارایی) جهان، بر پایه‌ی فناوری بلاک‌چین فعالیت می‌کند که در قلب آن، فرآیند استخراج (Mining) قرار دارد. استخراج بیت‌کوین نیازمند توان محاسباتی بالایی است که در سال‌های ابتدایی توسط کاربران عادی با کامپیوترهای شخصی انجام می‌شد. اما با گذر زمان و افزایش سختی شبکه، استخراج به صنعتی پیچیده و سرمایه‌بر تبدیل شد که نیازمند دستگاه‌های خاص و مصرف برق بالا است.
در این میان، “استخرهای استخراج” (Mining Pools) به‌عنوان راه‌حلی برای افزایش شانس دریافت پاداش برای استخراج‌کنندگان کوچک‌تر پدیدار شدند.
این مقاله به معرفی استخرهای استخراج بیت‌کوین پرداخته و در ادامه، به بررسی احتمال وقوع حمله ۵۱ درصدی در صورت ادغام این استخرها می‌پردازد.
استخر استخراج بیت‌کوین چیست؟
استخر استخراج یک سرور مرکزی است که توسط یک اپراتور کنترل می‌شود و مجموعه‌ای از استخراج‌کنندگان (ماینرها) را گرد هم می‌آورد تا به‌صورت مشترک بر روی حل بلاک‌های شبکه بیت‌کوین کار کنند. در چنین ساختاری، هر ماینر بسته به قدرت محاسباتی که ارائه می‌دهد، در پاداش نهایی سهیم می‌شود. این مدل باعث می‌شود حتی ماینرهایی با سخت‌افزار ضعیف‌تر نیز بتوانند درآمدی پایدار و مستمر کسب کنند.
نحوه عملکرد استخرهای استخراج
فرآیند کار به این صورت است که استخر وظیفه توزیع وظایف حل بلاک را بین شرکت‌کنندگان (ماینرها) به عهده دارد. در صورتی که یک بلاک به‌درستی توسط یکی از اعضای استخر حل شود، پاداش حاصل به‌نسبت سهم هر استخراج‌کننده در تأمین هش‌ریت (Hash Rate) کل استخر بین آن‌ها تقسیم می‌شود.
روش‌های مختلفی برای پرداخت وجود دارد که مشهورترین آن‌ها عبارتند از:
- PPS (Pay Per Share): پرداخت به ازای هر سهم معتبر ارسال‌شده.
- FPPS (Full Pay Per Share): مشابه PPS، اما کارمزد تراکنش‌ها نیز بین ماینرها توزیع می‌شود.
- PPLNS (Pay Per Last N Shares): پرداخت بر اساس تعداد سهم‌هایی که در آخرین بلاک‌ها ارسال شده‌اند.
استخرهای بزرگ و مطرح بیت‌کوین
در حال حاضر، بازار استخراج بیت‌کوین به‌شدت متمرکز شده و چند استخر بزرگ بخش عمده‌ای از هش‌ریت جهانی را در اختیار دارند. برخی از معروف‌ترین استخرهای استخراج عبارتند از:
- Foundry USA: استخر مستقر در آمریکا و یکی از بزرگ‌ترین‌ها از نظر قدرت هش.
- Antpool: وابسته به شرکت Bitmain، یکی از قدیمی‌ترین و قدرتمندترین استخرهای جهان.
- F2Pool: استخر آسیایی با حجم بالای مشارکت‌کننده.
- ViaBTC و BTC.com: از دیگر بازیگران کلیدی در بازار استخراج هستند.
بر اساس آمارهای روز، چند استخر برتر اغلب بیش از ۵۰ تا ۶۰ درصد کل هش‌ریت شبکه را بین خود تقسیم می‌کنند.
حمله ۵۱ درصدی چیست؟
حمله ۵۱ درصدی زمانی رخ می‌دهد که یک موجودیت یا گروهی از استخراج‌کنندگان بیش از ۵۰ درصد از قدرت پردازش کل شبکه (هش‌ریت) را در اختیار داشته باشند. در چنین شرایطی، آن‌ها می‌توانند:
- بلاک‌های جدید را با سرعت بیشتری استخراج کرده و کنترل زنجیره اصلی را در دست بگیرند.
- تراکنش‌های خاصی را سانسور کنند یا دو بار خرج کنند (Double Spending).
- مانع از تأیید بلاک‌های سایر ماینرها شوند.
البته آن‌ها نمی‌توانند کل بیت‌کوین‌ها را بدزدند یا تراکنش‌های قبلی را تغییر دهند، اما چنین حمله‌ای اعتماد به شبکه را به‌شدت خدشه‌دار می‌کند.
آیا ادغام استخرهای استخراج می‌تواند به حمله ۵۱ درصدی منجر شود؟
سؤال مهم این است: اگر چند استخر بزرگ با هم ادغام شوند یا هماهنگ عمل کنند، آیا امکان وقوع حمله ۵۱ درصدی وجود دارد؟
پاسخ به این پرسش بستگی به چند عامل کلیدی دارد:
۱. تمرکز هش‌ریت در استخرهای خاص
هم‌اکنون نیز، در مواقعی مشاهده می‌شود که ۳ یا ۴ استخر بزرگ بیش از ۵۰ درصد از هش‌ریت را در اختیار دارند. بنابراین از نظر تئوری، هماهنگی این استخرها می‌تواند به حمله ۵۱ درصدی منجر شود. اما در عمل، چنین اتفاقی نیازمند هماهنگی پیچیده و مخفیانه‌ای است که ریسک بالایی دارد.
۲. منافع اقتصادی و اعتباری
استخرها اغلب توسط شرکت‌های معتبر و تجاری اداره می‌شوند که منافع بلندمدت آن‌ها در پایداری و اعتبار شبکه بیت‌کوین نهفته است. حمله به شبکه می‌تواند باعث سقوط قیمت بیت‌کوین، افت اعتماد عمومی و در نتیجه ضرر اقتصادی برای خود این شرکت‌ها شود. بنابراین انگیزه برای چنین حمله‌ای، بسیار محدود است.
۳. ساختار غیرمتمرکز استخرها
با وجود تمرکز هش‌ریت در برخی استخرها، خود مشارکت‌کنندگان در این استخرها (ماینرها) از مناطق مختلف و با مالکیت‌های متفاوت هستند. در صورت سوءاستفاده اپراتور استخر، ماینرها می‌توانند به‌سرعت استخر خود را تغییر دهند. این تهدید دائمی باعث شده تا اپراتورها رفتاری محتاطانه در پیش بگیرند.
۴. سازوکارهای نظارتی غیررسمی جامعه بیت‌کوین
جامعه کاربران، توسعه‌دهندگان و ماینرها در بیت‌کوین به‌شدت به تمرکز حساس هستند. تجربه‌هایی مانند اقداماتی که استخر GHash.IO در سال ۲۰۱۴ انجام داد، موجب شد که فشارهای اجتماعی و اقتصادی از سوی جامعه باعث کاهش سهم آن‌ها از هش‌ریت شود. در نتیجه، شفافیت و نظارت جامعه نقش بازدارنده‌ای در رفتار استخرها دارد.
سناریوهای فرضی در صورت ادغام استخرها
در صورتی که استخرهای بزرگ مانند Foundry، Antpool و F2Pool تصمیم بگیرند با هم یک “سوپراستخر” تشکیل دهند، آن‌ها می‌توانند قدرت هش بیش از ۵۵ درصدی را کسب کنند. این شرایط به آن‌ها امکان کنترل بلاک‌چین را در سطحی محدود فراهم می‌کند. اما برای اینکه این کنترل به حمله‌ای موفق منجر شود، لازم است:
- نودها و ماینرها متوجه نشوند (که بعید است).
- هیچ واکنش سریعی از سوی جامعه صورت نگیرد.
- ارزش بیت‌کوین سقوط نکند (که احتمالش بسیار کم است).
بنابراین، در حالی که از نظر نظری وقوع چنین حمله‌ای ممکن است، در عمل با موانع اقتصادی، اجتماعی و فنی جدی مواجه است.
نتیجه‌گیری
استخرهای استخراج بیت‌کوین ابزارهایی کارآمد برای بهبود بهره‌وری در استخراج هستند، اما تمرکز بیش از حد هش‌ریت در آن‌ها نگرانی‌هایی را در خصوص امنیت شبکه ایجاد کرده است. در حالت نظری، اگر چند استخر بزرگ با هم هماهنگ شوند، می‌توانند شرایط حمله ۵۱ درصدی را فراهم کنند، اما در دنیای واقعی، موانع جدی اقتصادی، انگیزشی و اجتماعی مانع از وقوع چنین حمله‌ای می‌شوند. با این حال، نظارت مستمر و حفظ تنوع در انتخاب استخرها توسط ماینرها، کلید پایداری و امنیت شبکه بیت‌کوین در بلندمدت خواهد بود.
منابع پیشنهادی برای مطالعه بیشتر:
- Nakamoto, S. (2008). Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System.
- https://btc.com/stats/pool
- Antonopoulos, A. M. (2017). Mastering Bitcoin.
- سایت رسمی Bitcoin.org – بخش Mining Pools
