Инициатива PayPal по экологическому майнингу не имеет смысла

На прошлой неделе PayPal совместно с Energy Web и DMG Blockchain Solutions опубликовала технический документ, в котором описывается «Инициатива экологического майнинга», согласно которой комиссия должна направляться специально сертифицированным майнерам, работающим на возобновляемых источниках энергии. Честно говоря, я не могу сказать, что удивлен этим, ведь использование майнинга биткоина на данный момент стало очень нормализованным для достижения целей в области возобновляемых источников энергии или климата. Майнинг на самом деле очень подходит для этой задачи, учитывая его характер: майнеры – это наемники, ищущие самую дешевую энергию, которую можно потратить на решение следующего блока.

Однако я неприятно поражен уровнем технического понимания, который демонстрирует такая крупная компания, как PayPal, особенно их специальная исследовательская группа по блокчейну. Все это неэффективно и абсурдно, а некоторые конечные цели или возможности, которые они обсуждают, не основаны на надежных экономических стимулах.

Общая идея

Вся суть проекта заключается в том, чтобы только сертифицированный «зеленый» майнер мог получить комиссию за транзакцию, когда соответствующий пользователь передает транзакцию в сеть. Проблема в том, что комиссию за транзакцию может взимать любой майнер, который включает ее в блок, а не только сертифицированный. Требуется механизм, позволяющий взимать плату только определенным майнерам.

Для начала нужно определить, какие майнеры смогут претендовать на комиссию. Предлагается использовать систему под названием «Зеленые доказательства для Биткоина», предлагаемую Energy Web. Доказательством являются подтверждение организации того, что структура энергопотребления майнеров или воздействие на энергосистему соответствует некоторому порогу использования возобновляемых источников энергии или положительному воздействию на энергосистему. В процессе сертификации каждый майнер может зарегистрировать открытый ключ, что позволит создать список открытых ключей каждого сертифицированного майнера.

Эта сертификация должна гарантировать, что только «правильные» майнеры могут требовать комиссию. Кошельки соответствующих пользователей могут запрашивать или получать список всех биткоин-адресов сертифицированных майнеров, а оттуда получать информацию, необходимую для создания специальной транзакции, за которую только они могут требовать комиссию. Но есть нюанс с мультиподписью. Не существует жестких ограничений на количество ключей, необходимых для подписи адреса с мультиподписью, поэтому соответствующие требованиям пользователи могут включать комиссию сертифицированным майнерам в специальный вывод с помощью сценария мультиподписи «1 из n», который может потратить любой сертифицированный майнер. Минимальная комиссия в нижней части диапазона комиссий мемпула также традиционно включается просто для обеспечения ее распространения по сети.

Последняя часть головоломки – это запрос комиссии. Если сертифицированный майнер должен добыть блок, включающий «зеленую» транзакцию, а также не включать транзакцию на вывод комиссии на себя, тогда любой сертифицированный майнер может потребовать вывод комиссии в следующем блоке, который он добывает. Для каждой «зеленой» транзакции, которую сертифицированный майнер включает в свой блок, он должен включить соответствующую транзакцию, отправляющую комиссию на адрес, ключ от которого есть только у него.

Специальные кошельки могут создавать транзакции с комиссией, которую могут требовать только сертифицированные майнеры, и их пользователи могут преимущественно направлять свои комиссии майнерам, сертифицированным как использующие возобновляемую энергию или оказывающие какое-либо другое положительное влияние на сеть.

Пробелы в подходе

Во-первых, общая идея требовать от майнеров включения второй собственной транзакции – невероятно неэффективная конструкция, что компания признает в статье. Чего они не признают, так это того, как на этих комиссиях отобразятся экономические реалии.

За биткоин-транзакцию взимается комиссия в зависимости от объема занимаемого ею места для данных. Необходимость для майнеров занимать пространство блоков, создавая вторичную транзакцию, собирающую эту «зеленую комиссию», увеличивает размер самой «зеленой» транзакции с экономической точки зрения. На практике это очень похоже на принцип Child-Pays-For-Parent или CPFP (метод ускорения процесса подтверждения транзакции) с экономической точки зрения.

При CPFP транзакция, использующая выходные данные неподтвержденной транзакции, платит аномально высокую комиссию. За счет усреднения комиссии второй транзакции как для самой себя, так и для первой транзакции, которая должна быть подтверждена до того, как будет осуществлена вторая, увеличивает комиссию первой транзакции. Механизм сбора «зеленых» комиссий имеет ту же динамику, но в обратном порядке.

Требуя от майнеров создания второй транзакции для получения комиссии, предполагая, что за вывод комиссии выплачивается средняя комиссия, чистая комиссия, которую майнер собирает за байт данных, фактически снижается. Блочное пространство, необходимое для ее получения, могло быть использовано для включения еще одной транзакции с уплатой комиссий. Таким образом, на самом деле плата, которую соответствующий пользователь включает для сертифицированных майнеров, также должна покрывать вторую транзакцию майнера, что фактически означает, что пользователи должны платить больше для достижения определенной ставки комиссии. Зачем пользователям это делать?

Получается, что либо пользователи будут вынуждены переплачивать, либо сертифицированные майнеры фактически будут получать меньший доход при прочих равных условиях.

Вторая вопиющая проблема – это их размышления о том, как структурировать сценарий мультиподписи «1 из n». При использовании традиционной мультиподписи каждый отдельный ключ мультиподписи должен присутствовать в скрипте. Это представляет проблему. Размер комиссий растет линейно для каждого майнера, имеющего ключ в мультиподписи.

План, изложенный в документе, описывает разделение майнеров на подгруппы и ротацию между группами, которым вы платите комиссию при каждой транзакции. Если есть 21 майнер, условно разделяем их на 3 группы по 7, при этом для отправления комиссионных при каждой транзакции нужно переходить к следующей группе. Это привело бы к крайне неравномерному распределению комиссий между всеми сертифицированными майнерами, поскольку скорость транзакций между пользователями и скорость ротации между ними нельзя предписать или сделать регулярными. Не говоря уже о том, что это, по-видимому, показывает полное отсутствие осведомленности о схемах мультиподписи на основе Шнорра, таких как FROST.

Сценарии с мультиподписью на основе Шнорра используют совокупные ключи, то есть независимо от того, сколько ключей задействовано, для сценария необходим только один открытый ключ и только одна подпись. Это полностью решит проблему размера скрипта с мультиподписью и устранит требование разделения сертифицированных майнеров на подгруппы.

Они также не упоминают о более эффективных механизмах фактического сбора платы. Одна вторичная транзакция для каждой «зеленой» транзакции невероятно неэффективна. Очень очевидным механизмом повышения эффективности использования пространства блоков было бы объединение всех выходных комиссий за зеленые транзакции в одной транзакции. Для этого потребуется только один вывод транзакции для объединения всех комиссий в один UTXO, а не отдельный вывод для каждой отдельной комиссии.

Наконец, создатели документа продолжают обсуждать потенциал централизованного внешнего механизма непосредственно с сертифицированными майнерами, но в качестве причин для разработки распределенного протокола, описанного выше, упоминают централизацию, введение доверия и сложность реализации прямого общения с каждым отдельным майнером.

Рынок уже делает это

Техническая неэффективность и отсутствие очевидных решений (по крайней мере, частично) это не самое странное для меня во всем этом. Зачем пытаться внедрить динамику, искажающую стимулы, в прикладной уровень протокола, для решения проблемы возобновляемых источников энергии? Рынок буквально сам справляется с этим стимулом.

Возобновляемая энергия является самой дешевой энергией даже с учетом стоимости строительства и эксплуатации энергетических мощностей. Главная забота майнинговых компаний – найти энергию по самой низкой цене. Почему PayPal пытается внедрить странные системы, предоставляющие пользователям искажающий механизм для ограничения комиссий только определенным майнерам, и в целом привнести в эту картину искажающий рыночный механизм? Рынок уже делает то, что они хотят. Возобновляемая энергия дешевая, создавайте ее больше, и майнеры купят ее, принося доход для финансирования деятельности (особенно когда она изначально отключена от сети и не имеет других потребителей).

Рынок Биткоина это полностью открытый рынок, где любой майнер может конкурировать за сбор комиссий за любую транзакцию, включая их в свои блоки. Вся эта динамика построена для того, чтобы стимулировать максимальную конкуренцию между майнерами для обеспечения безопасности и окончательности. Попытка внести в систему странные искажения, подобные этому предложению, является дестабилизирующим фактором баланса конкуренции и сетевой безопасности и совершенно избыточна, учитывая рыночные реалии майнинговой экосистемы.

Хотите ли вы, чтобы майнинг биткоина стал положительным фактором в стимулировании и содействии расширению производства возобновляемой энергии? Отлично! Это уже сделано, никаких изменений не требуется. Для достижения этой цели не нужны никакие махинации, рыночные механизмы конкуренции между майнерами уже позволяют это сделать.

Я действительно не понимаю затеи PayPal, DMG и Energy Web.