การโจมตีบิตคอยน์แบบ 51% มีค่าใช้จ่ายเท่าไร?
แปลโดย : Gemini 2.5 Pro / credit : https://braiins.com/books/bitcoin-mining-handbook
คำอธิบายอย่างละเอียดเกี่ยวกับการโจมตีแบบ 51%, วิธีการที่เป็นไปได้ในการพยายามโจมตี และความเป็นไปได้ของแต่ละวิธีในปัจจุบัน โบนัส: เราจะลดความเสี่ยงนี้ด้วย Stratum V2 ได้อย่างไร
เมื่อพูดถึงการรวมศูนย์ของการขุด ความกังวลใหญ่ที่ผู้คนมีคือ "การโจมตีแบบ 51%" ซึ่งหน่วยงานหรือกลุ่มเดียวควบคุมกำลังการขุดส่วนใหญ่ของบิตคอยน์ และสามารถตัดสินใจได้อย่างมีประสิทธิภาพว่าธุรกรรมใด (ถ้ามี) จะได้รับการยืนยันในบล็อกเชน
นอกจากการขัดขวางหรือเซ็นเซอร์การยืนยันธุรกรรมใหม่แล้ว การโจมตีแบบ 51% ยังสามารถใช้เพื่อการใช้จ่ายซ้ำซ้อน (double spend) ได้อีกด้วย ซึ่งหมายความว่าผู้โจมตีจะขุดบล็อกเชนเวอร์ชันอื่นอย่างลับๆ เพื่อให้สามารถใช้จ่ายเหรียญบางส่วนในเชนสาธารณะ แล้วจากนั้นจึงลบล้างธุรกรรมนั้นโดยการเผยแพร่บล็อกเชนเวอร์ชันของตนซึ่งพวกเขายังคงเป็นเจ้าของเหรียญอยู่ อีกชื่อหนึ่งของสิ่งนี้คือการจัดระเบียบใหม่ของบล็อกเชน (blockchain reorganization) เพราะมันจะแทนที่บล็อกล่าสุดในเชน
จนถึงปัจจุบัน ยังไม่มีการโจมตีแบบ 51% ที่ประสบความสำเร็จบนบิตคอยน์ในประวัติศาสตร์ แต่เราได้เห็นการโจมตีที่ประสบความสำเร็จบนเหรียญอื่น ๆ เช่น Ethereum Classic หากประสบความสำเร็จ การโจมตีดังกล่าวมีแนวโน้มที่จะสร้างความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญต่อชื่อเสียงของบิตคอยน์
การวัดต้นทุน 1 ชั่วโมงของการโจมตี 51%
มีเว็บไซต์ที่น่าสนใจชื่อ Crypto51 ซึ่งวัดต้นทุนในการโจมตีแบบ 51% ต่อบิตคอยน์และสกุลเงินดิจิทัลแบบ proof of work ที่สำคัญอื่น ๆ หากคุณไปที่หน้า About จะมีคำอธิบายว่า "ต้นทุนการโจมตี 1 ชั่วโมง" (1h Attack Cost) คำนวณโดยใช้ราคาตลาดปัจจุบัน (หรือที่เรียกว่า spot price) สำหรับ hashrate จาก NiceHash (NH) ซึ่งเป็นตลาดแลกเปลี่ยน hashrate ที่อนุญาตให้ผู้คนซื้อกำลังขุดจากนักขุดและควบคุมว่าจะนำไปใช้อย่างไร
สำหรับผู้ที่ไม่ใช่นักขุด ความสำคัญของเรื่องนี้อาจไม่ชัดเจนนัก ดังนั้นเรามาอธิบายกัน สมมติว่าบล็อกเชนหนึ่งมี hashrate ของเครือข่ายทั้งหมด 100 TH/s ดังนั้นต้นทุนของการโจมตี 51% เป็นเวลา 1 ชั่วโมง คือต้นทุนในการควบคุม hashrate มากกว่า 50 TH/s หาก hashrate ส่วนใหญ่มีอยู่บนตลาดแลกเปลี่ยน hashrate ต้นทุนการโจมตี 1 ชั่วโมงก็คือต้นทุนในการซื้อ hashrate นั้นจากตลาดเป็นเวลา 1 ชั่วโมง
บน Crypto51 ส่วนของ hashrate ของสกุลเงินดิจิทัลที่กำหนดซึ่งพร้อมให้ซื้อจะแสดงด้วยเมตริก NiceHash-able ทางด้านขวาของภาพด้านบน ค่า NH-able ที่ต่ำกว่า 100% หมายความว่า hashrate ของเหรียญนั้นสามารถซื้อได้น้อยกว่า 51%
สำหรับบิตคอยน์ ค่า NH-able อยู่ที่ต่ำกว่า 1% และตลาดแลกเปลี่ยน hashrate อื่นๆ ก็ไม่ได้เพิ่มมูลค่านี้มากนัก กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ "ต้นทุนการโจมตี 1 ชั่วโมง" คำนวณจากราคาปัจจุบัน (spot price) สำหรับ hashrate แบบ SHA-256 แต่ปริมาณ hashrate แบบ SHA-256 ที่มีอยู่ในตลาดนั้นไม่ใหญ่พอที่จะทำให้เป็นวิธีที่ใช้การได้จริงในการโจมตีบิตคอยน์
เนื่องจากค่าบน Crypto51 ไม่เป็นจริงสำหรับบิตคอยน์ เรามาเจาะลึกรายละเอียดเกี่ยวกับวิธีการต่างๆ ที่อาจใช้ในการโจมตีบิตคอยน์แบบ 51% กันดีกว่า ว่ามันเป็นไปได้มากน้อยเพียงใด และจะทำอะไรได้บ้างเพื่อลดความเสี่ยงเหล่านั้น ในท้ายที่สุด คุณจะเข้าใจถึงความปลอดภัยที่มาจากระบบ proof of work ของบิตคอยน์ได้ดีขึ้น
การขุดบนคลาวด์ของบิตคอยน์และตลาดแลกเปลี่ยน HASHRATE
สำหรับคนส่วนใหญ่ การขุดบิตคอยน์จะไม่มีวันทำกำไรได้ นี่เป็นเพราะราคาไฟฟ้าที่แข่งขันได้มักจะพบได้เฉพาะในสถานที่ที่มีการผลิตพลังงาน (เช่น เขื่อนไฟฟ้าพลังน้ำ, บ่อก๊าซธรรมชาติ ฯลฯ) ไม่ใช่ในโครงข่ายไฟฟ้าในเมือง
อย่างไรก็ตาม สำหรับผู้ที่ต้องการเก็งกำไรจากความสามารถในการทำกำไรของการขุด การขุดบนคลาวด์ (cloud mining) ก็เป็นอีกหนทางหนึ่ง สัญญาการขุดบนคลาวด์ช่วยให้ผู้คนสามารถ "ขุด" สกุลเงินดิจิทัลได้โดยไม่ต้องเป็นเจ้าของฮาร์ดแวร์จริง กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ ผู้ซื้อจะซื้อ hashrate จำนวนหนึ่งสำหรับช่วงเวลาและราคาที่กำหนด จากนั้นจะได้รับรางวัลจากการขุดที่ผลิตโดย hashrate นั้น ในขณะเดียวกัน นักขุดยังคงเป็นผู้ดำเนินการอุปกรณ์ขุด แต่พวกเขาได้รับเงินผ่านสัญญาการขุดบนคลาวด์หรือตลาด hashrate แทนที่จะเป็นรางวัลจากการขุดโดยตรง
เพื่อให้เห็นความแตกต่างอย่างชัดเจน จากนี้ไปเราจะเรียก hashrate ที่ขายในตลาดแลกเปลี่ยนหรือผ่านสัญญาการขุดบนคลาวด์ว่า synthetic hashrate (แฮชเรตสังเคราะห์) และ hashrate ที่ใช้ในการขุดโดยตรงว่า physical hashrate (แฮชเรตทางกายภาพ)
แล้วสิ่งนี้เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยของบิตคอยน์อย่างไร?
หากผู้ไม่หวังดีต้องการโจมตีเครือข่ายสกุลเงินดิจิทัล การซื้อ hashrate สังเคราะห์จะง่ายกว่าการผลิต hashrate ทางกายภาพอย่างมาก อย่างไรก็ตาม ไม่มีกำลังขุดในตลาดแลกเปลี่ยน hashrate มากพอที่จะถือว่าเป็นช่องทางการโจมตีบิตคอยน์ได้
ในเมื่อเป็นเช่นนั้น เรามาพูดถึงวิธีการโจมตีที่เป็นไปได้อื่นๆ กัน
ต้นทุนของการโจมตี 51% ด้วย HASHRATE ทางกายภาพ
เมื่อตลาดแลกเปลี่ยน hashrate ไม่สามารถใช้การได้ในการเข้าถึง hashrate 51% ของเครือข่าย จึงเหลือช่องทางการโจมตีที่สมจริงเพียงสองทางเท่านั้น:
การรวบรวม ASIC (ฮาร์ดแวร์สำหรับขุด) และกำลังการผลิตไฟฟ้าให้เพียงพอเพื่อโจมตีเครือข่ายด้วย hashrate ทางกายภาพ
การควบคุมพูลขุด (mining pools) ที่มี hashrate สังเคราะห์รวมกันเป็นส่วนใหญ่
เรามาเริ่มวิเคราะห์กรณีแรกกันก่อน การโจมตีบิตคอยน์แบบ 51% ด้วย hashrate ทางกายภาพจะมีค่าใช้จ่ายเท่าไร?
ด้วย hashrate ของเครือข่ายทั้งหมดในปัจจุบันที่ประมาณ 150 EH/s เราจะคำนวณต้นทุนคร่าวๆ ที่จำเป็นในการติดตั้ง ASIC มูลค่า 150 EH/s (โดยสมมติว่านักขุดที่มี 150 EH/s อยู่แล้วยังคงซื่อสัตย์และไม่เข้าร่วมการโจมตี) ในกรณีที่ดีที่สุดที่ hashrate ทั้งหมดผลิตโดยเครื่องที่เทียบเท่ากับ ASIC ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในตลาดปัจจุบันคือ Antminer S19 Pro สเปกต่อ ASIC จะเป็น 110 TH/s และใช้พลังงาน 3250 W
150,000,000 TH/s / 110 TH/s = ต้องใช้ ASIC ประมาณ 1.364 ล้านเครื่องเพื่อรวบรวม 150 EH/s
ด้วยการใช้พลังงานต่อหน่วย 3250 W นั่นจะทำให้ต้องใช้กำลังไฟฟ้าในการจ่ายไฟให้กับ ASIC ทั้งหมดนั้นประมาณ 4.4 GW ซึ่งจำกัดผู้ที่สามารถทำภารกิจขนาดใหญ่นี้ได้ให้เหลือเพียงรัฐชาติที่มีอำนาจซึ่งจะทำงานร่วมกับผู้ผลิตพลังงานรายใหญ่
แล้ว ASIC 1.364 ล้านเครื่องนั้นจะมีค่าใช้จ่ายเท่าไรสำหรับผู้เสียภาษีของรัฐชาตินั้น? ด้วยราคาต่อหน่วยแบบอนุรักษ์นิยมที่ 4,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อเครื่องรวมพาวเวอร์ซัพพลาย ต้นทุนฮาร์ดแวร์จะเกิน 5.46 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ หากรวมต้นทุนการวิจัยและพัฒนาทั้งหมดเพื่อให้ทันกับผู้ผลิตฮาร์ดแวร์ที่มีอยู่ (ซึ่งขายหมดแล้วจนถึงเดือนพฤษภาคม 2021) บวกกับอุปกรณ์ศูนย์ข้อมูลอื่นๆ ที่จำเป็น ต้นทุนที่แท้จริงน่าจะสูงกว่านี้มาก (ไม่ต้องพูดถึงความบ้าบอของรัฐบาลที่ใช้กำลังการผลิตเซมิคอนดักเตอร์นั้นเพื่อสร้าง ASIC และโจมตีบิตคอยน์แทนที่จะนำไปใช้ประโยชน์อื่นๆ ที่มีค่าอีกมากมาย)
ท้ายที่สุดแล้ว การพยายามทำลายความไว้วางใจในบิตคอยน์ผ่านการโจมตีการขุดด้วย hashrate ทางกายภาพนั้นไม่สมเหตุสมผลอีกต่อไป และเป็นเช่นนี้มาหลายปีแล้ว รัฐชาติที่มองว่าบิตคอยน์เป็นภัยคุกคาม มีแนวโน้มที่จะออกกฎระเบียบที่เข้มงวดเกินไปหรือ (พยายาม) ห้ามการใช้งาน มากกว่าที่จะใช้จ่ายเงินภาษีหลายพันล้านดอลลาร์ไปกับฮาร์ดแวร์และพลังงานในการขุด
ถึงกระนั้น นั่นก็ไม่ได้หมายความว่าการโจมตีแบบ 51% จะเป็นไปไม่ได้เลย ตอนนี้เรามากลับมาสนใจเรื่อง hashrate สังเคราะห์กันอีกครั้ง ครั้งนี้ แทนที่จะพูดถึงตลาดแลกเปลี่ยน hashrate และการขุดบนคลาวด์เราจะมาพูดถึงพูลขุดกัน
HASHRATE สังเคราะห์และการรวมศูนย์การขุดในจีน
การรวมศูนย์ของพูลขุดบิตคอยน์เป็นแหล่งของ FUD (ความกลัว, ความไม่แน่นอน, และความสงสัย) มานานหลายปี อย่างไรก็ตาม มันมักถูกนำเสนออย่างบิดเบือน ผู้ดำเนินการพูลขุดมีส่วนได้ส่วนเสียในระยะยาวกับเครือข่ายบิตคอยน์และมีแรงจูงใจเพียงเล็กน้อยที่จะพยายามโจมตีเช่นเดียวกับนักขุดเอง
กรณีที่น่าสนใจกว่าคือหากพรรคคอมมิวนิสต์จีน (CCP) พยายามเข้าควบคุมการดำเนินงานของพูลขุดหลายแห่ง ณ เวลาที่เขียน (มกราคม 2021) ประมาณ 97% ของ hashrate ทั้งหมดของบิตคอยน์ผ่านพูลของจีน
เป็นไปได้น้อยมากที่ CCP จะพยายามโจมตีใดๆ อย่างไรก็ตาม เราจะพิจารณาความเป็นไปได้นี้ด้วยเหตุผลง่ายๆ: การโจมตีด้วย hashrate ทางกายภาพจะมีค่าใช้จ่ายอย่างน้อย 5 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ ในขณะที่การโจมตีด้วย hashrate สังเคราะห์โดยการเข้าควบคุมพูลหลายแห่งนั้นแทบจะ ฟรี
อย่างไรก็ตาม การโจมตีนี้ก็มีปัญหาเช่นกัน: นักขุดสามารถเปลี่ยนพูลได้ในเวลาไม่กี่วินาที หาก CCP พยายามเข้าควบคุมพูลที่ใหญ่ที่สุด 4 แห่งขึ้นไป พวกเขาจะต้องหวังว่าไม่มีนักขุดคนใดเปลี่ยนไปใช้พูลอื่น เพื่อที่พวกเขาจะสามารถรักษาการโจมตีไว้ได้นานกว่าไม่กี่นาทีที่ไร้ประโยชน์ ยิ่ง
hashrate กระจุกตัวในพูลขุดไม่กี่แห่งน้อยลงเท่าไร การพยายามโจมตีพูลก็จะยิ่งยากขึ้นเท่านั้นอย่างไรก็ตาม พูลขุดเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับนักขุดส่วนใหญ่ในปัจจุบันเพื่อรักษาเสถียรภาพของรายได้ และการกระจุกตัวในพูลไม่กี่แห่งก็เป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้
ดังนั้น วิธีที่ดีวิธีหนึ่งในการเพิ่มความยากของการโจมตีพูลขุดคือการทำให้ไม่สามารถทำอย่างลับๆ ได้
กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ การโจมตีจะสร้างความเสียหายมากขึ้นยิ่งมันดำเนินไปนานขึ้น ดังนั้นจึงสามารถลดผลกระทบได้โดยการทำให้แน่ใจว่านักขุดบางส่วนจะตรวจพบได้ภายในไม่กี่นาทีและเปลี่ยนพูล
การจัดระเบียบใหม่ของบล็อกเชน (BLOCKCHAIN REORGANIZATIONS)
ทุกบล็อกในบล็อกเชนจะอ้างอิงถึงบล็อกก่อนหน้าด้วยค่าในส่วนหัวของบล็อกที่เรียกว่า prevhash ด้วย Stratum V2 นักขุดจะสามารถสร้างบล็อกได้ด้วยตนเองโดยใช้ข้อมูลจากโหนดของตนเอง (กระบวนการที่เรียกว่า Job Negotiation) ดังนั้นหากพวกเขาซื่อสัตย์ พวกเขาจะอ้างอิงถึง prevhash ของบล็อกล่าสุดในเชนเสมอ
การนำการสร้างบล็อกออกจากมือของพูล Stratum V2 สามารถช่วยให้นักขุดมั่นใจได้ว่าพวกเขาจะไม่ไปร่วมขุด "เชนเงา" (shadow chain) อย่างลับๆ ซึ่งจะถูกเผยแพร่ในภายหลังในการโจมตีแบบจัดระเบียบใหม่ของบล็อกเชน ในทำนองเดียวกัน พวกเขาสามารถมั่นใจได้ว่า hashrate ของตนจะไม่ถูกนำไปใช้ขุดเชน SHA-256 อื่น เช่น Bitcoin Cash หรือ Bitcoin SV
เชนที่มีความสูงของบล็อกมากที่สุดจะถือว่าถูกต้อง ดังนั้นการขุดเชนที่ยาวกว่าอย่างลับๆ แล้วเผยแพร่ในภายหลังสามารถเขียนทับบล็อกทั้งหมดที่ถูกขุดอย่างเปิดเผยในระหว่างนั้นได้ หากพูลปฏิเสธเทมเพลตบล็อกที่ถูกต้องซึ่งเสนอโดยนักขุด นักขุดเหล่านั้นสามารถเปลี่ยนไปใช้พูลอื่นโดยอัตโนมัติได้ นั่นคือประโยชน์ที่เป็นไปได้ของ Stratum V2 Job Negotiation จากมุมมองของการกระจายอำนาจ
ต้นทุนในการโจมตีบิตคอยน์แบบ 51% ขึ้นอยู่กับประเภทของการโจมตี
เพื่อสรุปทุกอย่างข้างต้น โดยพื้นฐานแล้วมีสองวิธีในการพยายามโจมตีแบบ 51%:
Hashrate ทางกายภาพ: ซื้อหรือผลิต ASIC และเปิดใช้งาน ซึ่งมีค่าใช้จ่ายประมาณ 5.5 พันล้านดอลลาร์สหรัฐตามการประเมินอย่างอนุรักษ์นิยม ณ เวลาที่เขียน หรืออีกทางหนึ่งคือเข้าควบคุมฟาร์มขุดแต่ละแห่งพร้อมๆ กันให้เพียงพอเพื่อทำการโจมตี ซึ่งเป็นปัญหาการประสานงานที่ยากอย่างยิ่งและอาจเกี่ยวข้องกับการดำเนินงานมากกว่า 100 แห่ง
Hashrate สังเคราะห์: เข้าควบคุมการดำเนินงานของพูลขุด 3-5 แห่งพร้อมๆ กัน และขุดบล็อกว่างเปล่าหรือทำการโจมตีแบบ reorg ลึกๆ เพื่อพยายามทำลายความไว้วางใจของผู้ใช้ในบิตคอยน์ ยังคงยากที่จะประสานงาน แต่โดยพื้นฐานแล้วฟรีหากผู้โจมตีไม่มีส่วนได้ส่วนเสียในระยะยาวกับบิตคอยน์
เนื่องจากช่องทางการโจมตีด้วย hashrate สังเคราะห์นั้นแทบจะฟรี ในขณะที่ช่องทางการโจมตีด้วย hashrate ทางกายภาพนั้นซับซ้อนและมีค่าใช้จ่ายสูงกว่ามาก จึงสมเหตุสมผลที่จะมุ่งเน้นไปที่การเพิ่มความยากในการโจมตีด้วย hashrate สังเคราะห์ Stratum V2 สามารถทำเช่นนั้นได้
ไปอ่านเพิ่มเติม:
วิธีขุดบิตคอยน์ [คู่มือสำหรับผู้เริ่มต้น]
คำแนะนำที่จะช่วยคุณตัดสินใจว่าควรเริ่มขุดบิตคอยน์หรือไม่ และต้องทำอะไรเพื่อเริ่มต้น
จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อสองบล็อกถูกขุดพร้อมกัน? การแยกเชนของบิตคอยน์
อธิบาย ทำความเข้าใจว่าทำไมการแยกเชนชั่วคราว (เช่น forks) จึงเกิดขึ้นตามธรรมชาติ, โปรโตคอลบิตคอยน์จัดการกับมันอย่างไรในลักษณะที่กระจายอำนาจ และจะเกิดอะไรขึ้นกับเหรียญของคุณในระหว่างการแยกเชนชั่วคราว
สรุปการถกเถียงเรื่องการใช้พลังงานของบิตคอยน์
ภาพรวมของข้อมูลที่มักถูกละเลยเมื่อผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของการขุดบิตคอยน์กลายเป็นประเด็นพูดคุยในกระแสหลัก
Last updated