Устойчивость Биткоина: как сеть защищается от атак

Биткоин – одна из самых надежных распределенных систем в истории человечества. Он функционирует уже пятнадцать лет, и в первые годы его существования произошло лишь два сбоя, которые сразу же были оперативно устранены разработчиками. Кроме того, в нем непрерывно производятся блоки примерно каждые десять минут.

Эта надежность задала высокую планку, побуждая пользователей Биткоина рассматривать его как совершенно неуязвимую систему. По мнению многих людей, Биткоин уже победил, и мир только начинает осознавать это. «Биткоин неизбежен», как сказали бы многие.

Однако это не означает, что Биткоин буквально несокрушимый. Возможны события, которые могут нанести огромный ущерб или привести к сбою в работе сети. Мы рассмотрим несколько таких примеров и проанализируем, как могут развиваться события.

Государственное вмешательство

Биткоин представляет собой настоящую загадку для правительств во всем мире во многих отношениях. Во-первых, он функционирует как система, позволяющая совершать глобальные платежи между пользователями независимо от границ и финансового контроля.

Но хотя правительства не могут остановить работу всей системы Биткоина, они могут ввести правила, чтобы повлиять на ее участников. Чтобы действительно разрушить саму сеть, правительствам придется преследовать майнеров, которые фактически добавляют новые блоки в блокчейн, что поддерживает развитие системы.

Подобные попытки были предприняты в 2021 году, когда правительство Китая запретило майнинг биткоина. Хешрейт упал почти на 50%, поскольку китайские майнеры начали мигрировать со страны.

Сеть продолжала работать.

В худшем случае китайское правительство могло бы принудительно конфисковать оборудование для майнинга. Это предоставило бы правительству контроль над майнерами, что можно было бы использовать для атаки 51% на сеть. Но этого не произошло. Даже если бы был принят конфискационный подход, а не просто введение запрета на майнинг, успех атаки на сеть был бы крайне маловероятен, учитывая сложность координации.

Например, одним из мест, куда мигрировало большое количество хешрейта, был Иран. В то время ходило множество слухов о том, что майнеры подкупают иранских военных чиновников, чтобы провезти свое оборудование через таможню.

Если правительства попытаются конфисковать оборудование для майнинга и закроют границы, не допуская международных поставок, возможность подкупа правительственных чиновников или незаконного вывоза его вполне реальна, учитывая финансовые стимулы. Чтобы такое событие представляло экзистенциальный риск для самой сети, правительству необходимо иметь возможность захватить более 51% активного хешрейта сети. Достаточно будет переправить небольшой процент, чтобы гарантировать, что то, что останется, не превысит порог в 51% и сеть останется в безопасности.

По мере дальнейшей децентрализации хешрейта по всему миру вероятность того, что такое действие создаст риск для самого Биткоина, продолжает сокращаться. Хотя такая возможность все еще остается, потребуется все большее сотрудничества между правительствами. Устойчивость Биткоина очевидна, что эмпирически продемонстрировали действия Китая в 2021 году.

Сбой электросети

Майнеры биткоина не могут функционировать без электричества. В конце концов, это компьютеры, так что это очевидно. Это представляет большой риск для майнеров, которые зависят от инфраструктуры производства и доставки электроэнергии.

Сбои в подаче электроэнергии и проблемы с сетью могут вызвать стихийные бедствия. Ураганы, лесные пожары, экстремальные погодные явления, такие как похолодания, могут нарушить работу энергетической инфраструктуры. Яркий пример таких событий, влияющих на хешрейт, был замечен в Техасе во время зимнего шторма Ури в 2021 году. Однако масштаб этих событий не представляет прямого системного риска для сети Биткоина. Потеря мощности Техаса, даже если около 30% хешрейта сети находится внутри штата, не приведет к сбою или уничтожению сети Биткоина.

Как было продемонстрировано в 2021 году после китайского запрета на майнинг, даже несмотря на то, что ~50% хешрейта сети за невероятно короткий период времени отключилось, сеть продолжала функционировать. Да, интервал между блоками резко увеличился и вызвал значительный рост комиссий за транзакции для быстрого подтверждения транзакций, но сама сеть продолжала функционировать и обрабатывать транзакции без перебоев.

Даже если представить событие гораздо более крупного масштаба, такое как массивная солнечная буря, оставившая половину всей планеты без электричества, другая половина все равно имела бы электроэнергию. Майнеры, расположенные в этой половине земного шара, продолжат добычу, продолжат подтверждать транзакции, и сеть будет нормально функционировать на этой половине планеты. Даже люди, лишенные электричества, по-прежнему будут иметь доступ к своим средствам всякий раз, когда электричество будет восстановлено или они смогут добраться до места с функционирующей сетью, до тех пор, пока они сохраняют физическую резервную копию своей seed-фразы.

Чтобы фактически уничтожить Биткоин, необходимо отключить электроэнергию практически на всей планете, в противном случае он будет продолжать функционировать, пока питание не будет полностью восстановлено, и он не сможет «восстановиться», расширяясь по всему земному шару.

Сбои в работе Интернета

Хотя Интернет состоит из децентрализованных протоколов, подобно Биткоину, фактическая инфраструктура, лежащая в его основе, принадлежит в основном крупным транснациональным корпорациям и правительствам (опять же, аналогично инфраструктуре Биткоина с майнерами). Право собственности на эту инфраструктуру все еще относительно распределено между многими субъектами по всему миру, но это не та степень распределения, как в высоко децентрализованной системе, такой как ячеистая сеть.

При всем этом существуют довольно уязвимые места, атака на которые может привести к значительному снижению надежности и функциональности. Почти каждый подключается к более широкому Интернету через интернет-провайдера (ISP), при этом в большей части мира доминирует несколько крупных провайдеров в каждом конкретном регионе. Выбор между провайдерами невелик, и это представляет собой серьезное препятствие для людей, взаимодействующих с Интернетом. Если интернет-провайдер отказывает вам в доступе, а другого провайдера нет, возникают проблемы.

Точно так же ваша способность коммуницировать с кем-то на другом конце света зависит от более крупных «магистральных» сетей, которыми управляют крупные корпорации, и подводных оптоволоконных кабелей, проложенных по дну океана. Эти кабели представляют собой высокоцентрализованные перемычки для связи между разными странами и континентами. Если бы операторы начали фильтровать проходящую через них информацию или кто-то физически перерезал бы кабели, это могло бы привести к масштабному нарушению глобального интернет-трафика.

Так что же делать, если произойдет одно из этих событий? Если бы интернет-провайдер начал фильтровать Биткоин-трафик для пользователей, узлы были бы отключены от сети. Трансляция транзакций может стать невозможной в зависимости от того, насколько жестко интернет-провайдер фильтрует трафик. Но остальная часть сети продолжит работать. Существуют такие сервисы, как спутниковый канал Blockstream, а биткоин-транзакция представляет собой настолько небольшой фрагмент данных, что любого мгновенного подключения к нефильтрованной сети будет достаточно для трансляции ваших платежей.

Даже более масштабные нарушения связи между странами или регионами по большому счету равносильны простому раздражению. Допустим, в какой-то стране полностью разорвано интернет-соединение с внешним миром. Если бы майнеры в этой стране не отключились, блокчейн разделился бы на две отдельные цепочки, поскольку майнеры внутри и за пределами страны не получали бы блоки друг друга. Всякий раз, когда это соединение восстанавливается, группа майнеров, которая добыла более длинную цепочку, просто «перекроет» более короткую, стирая транзакции, которые происходили в другой, более короткой цепочке.

Также существует высокая вероятность того, что в такой ситуации разрыв цепочки вовсе не произойдет. Спутниковая служба Blockstream позволяет пользователям, даже не имеющим Интернета, продолжать получать блоки в режиме реального времени от остальной сети. Это, в сочетании со спутниковыми каналами связи (которые не так просто заблокировать) или даже радиореле, может позволить майнерам продолжать майнинг одного блокчейна с остальной частью сети даже в случае сбоя.

И снова устойчивость Биткоина помогает найти выход.

Подведение итогов

Биткоин не совсем буквально несокрушим, но он невероятно устойчив перед лицом сбоев или враждебных атак на сеть. Он был буквально создан для такого функционирования. Вся суть децентрализованных сетей заключается в том, чтобы быть устойчивыми перед лицом угроз и сбоев, и Биткоин поразительно преуспел в этом направлении.

В мире происходили и будут происходить масштабные разрушительные события. Будь то погодные явления или космические явления, акты преднамеренного саботажа или войны или просто традиционное государственное регулирование, Биткоин уже пережил многое. Скорее всего, он продолжит выдерживать все испытания в будущем.

Он не непобедим, но устойчив. Событие или катастрофа, способны фактически навсегда отключить Биткоин, должны быть настолько масштабными, что в том маловероятном случае, если они все-таки произойдут, у всех нас возникнут гораздо более серьезные проблемы, чем прекращение функционирования Биткоина.