ADA je prostriedok, ktorý decentralizuje Cardano
Každá decentralizovaná a verejná blockchainová sieť potrebuje nejaké prostriedky, na ktorých je založená decentralizácia. Pre Cardano sú to mince ADA. Ide o konečný, neobnoviteľný zdroj s nenulovou trhovou hodnotou. V prípade sietí PoW, ako je Bitcoin, sú týmito dvoma zdrojmi hardvér ASIC a elektrická energia. Oba zdroje sú obnoviteľné, nekonečné (môžu sa vyrábať stále dokola) a majú nenulovú trhovú hodnotu. Pozrime sa bližšie na Proof-of-Stake a Proof-of-Work a porovnajme ich výhody a nevýhody v kontexte rôznych vektorov útoku.
TLDR
Útok 51 % je pre Cardano a Bitcoin veľmi nákladný a v praxi sa pravdepodobne ťažko spácha. Nie je to však jediný vektor útoku, voči ktorému musí byť blockchain odolný. Ochrana proti mnohým útokom je založená na decentralizácii. Ťažiari PoW medzi sebou bojujú a navzájom sa vytláčajú z prevádzky. To vedie k väčšej centralizácii, a teda k oslabeniu bezpečnosti, najmä proti vnútorným útokom (odolnosť voči cenzúre). Držitelia ADA spolupracujú na decentralizácii a zabezpečení Cardana nielen pokiaľ ide o produkciu blokov, ale v blízkej budúcnosti aj v rámci správy. Dysfunkčné riadenie môže byť tiež jedným z vektorov útoku.
Útok 51 % je založený na kontrole zdrojov
V prípade Cardana aj Bitcoinu je možné zaútočiť na sieť hrubou silou. Útočník sa môže pokúsiť získať kontrolu nad polovicou zdrojov, či už ide o mince alebo rýchlosť hashovania. V oboch prípadoch má útočník kožu v hre a vystavuje svoje aktíva riziku. Ak sa aj tak rozhodne zaútočiť na sieť, vždy ide o náklady, t. j. o trhovú hodnotu zdrojov.
V prípade PoS aj PoW je ťažké odhadnúť presné náklady útoku. Útok na Cardano na 51 % by si vyžadoval vlastniť viac ako polovicu počtu mincí ADA používaných na stohovanie. V súčasnosti je to približne 12 500 000 000 mincí ADA. Tieto mince vlastní približne 1,3 milióna stajkerov, ktorí sú motivovaní zúčastňovať sa na stajkovaní, a preto mince nepredávajú. Na medveďom trhu ich nechcú predať za nižšiu trhovú hodnotu, než za akú ich kúpili. Na druhej strane, na býčom trhu sú mince podstatne drahšie, čím sa útok stáva nákladnejším.
Nahromadenie takého veľkého množstva mincí ADA sa zdá byť takmer nemožné, pretože pravidelné nákupy samotného útočníka by zvýšili dopyt, čo by sa prejavilo na trhovej hodnote mincí. Rastúca trhová hodnota by iniciovala vyšší dopyt.
V sieťach PoS, ak neexistuje detekcia útoku a nejaký obranný mechanizmus, je možné získať kontrolu nad sieťou navždy. Cardano v súčasnosti podobný ochranný mechanizmus nemá.
V sieťach PoW je útok časovo obmedzený, pretože zdroj sa spotrebúva. Útočník môže útočiť len do výšky nákladov, ktoré plánuje minúť. Ak útok prebieha, je teoreticky možné, že poctivá časť baníkov sa pokúsi útoku čeliť pridaním hash rate. Ak je útočník po určitú dobu úspešný, začne pravidelne získavať blokové odmeny za vyťažené bloky, takže náklady na útok budú sieťou (aspoň čiastočne) kompenzované. Inými slovami, siete PoW zvyčajne nedokážu útok odhaliť a odmeny sa vyplácajú tomu, kto vyťaží bloky v najdlhšom reťazci.
Podobne ako v prípade sietí PoS je útok na siete PoW veľmi nákladný. Útočník musí získať hardvér, niekde ho umiestniť a zaplatiť náklady na energiu. Náklady na energiu možno vypočítať prostredníctvom odmeny za blok a aktuálnej trhovej hodnoty mincí BTC. Pri kratšom útoku by to bolo potrebné rádovo niekoľko miliónov dolárov. Väčším problémom pre útočníka je získať potrebné množstvo hardvéru ASIC.
Jednoduchším vektorom útoku môže byť snaha kontrolovať hash rate vo veľkých ťažobných halách alebo fyzicky obmedziť ASIC veľkých ťažiarov počas útoku, aby sa zvýšila šanca útočníka na vyťaženie bloku. Útok je možné plánovať dlhodobo a postupne skupovať starší alebo vyradený hardvér ASIC. Za niekoľko rokov môže mať útočník dostatok lacného hardvéru na útok.
Príprava útoku na siete PoS môže trvať aj niekoľko rokov. Útočník môže nakupovať mince veľmi pomaly, aby zabránil zvyšovaniu trhovej hodnoty mincí v dôsledku samopopytu.
V PoS aj PoW sa útočník môže poctivo zúčastňovať na výrobe blokov a získavať odmeny, ktoré mu pomáhajú zvyšovať jeho pozíciu v sieti. Ak niekto takýto útok plánuje, v skutočnosti to nevieme a dozvieme sa to až v čase spustenia útoku.
Siete PoW používajú fyzické zdroje, zatiaľ čo siete PoS používajú digitálne zdroje. Ak chcú vlády spáchať útok, môžu sa zmocniť hardvéru ASIC buď od ťažiarov, alebo priamo od výrobcu. Zabavenie zdrojov na 51 % útok je pri sieťach PoW oveľa jednoduchšie, pretože väčšinu hash rate dnes generujú veľké ťažobné haly a je bežné, že veľká časť hash rate sa nachádza v jednej krajine (predtým v Číne) alebo v niekoľkých krajinách. Je oveľa ťažšie nájsť veľký počet držiteľov ADA a vyžadovať od nich odovzdanie mincí. Digitálny zdroj je viac geograficky rozložený a v rukách väčšieho počtu ľudí. Decentralizácia je vyššia, takže útok je ťažší.
Manipulácia s digitálnym zdrojom je oveľa flexibilnejšia, takže v prípade obmedzení sa dajú mince preposlať inde alebo ľahko predať, aby ich mohol kúpiť niekto iný. Presun hardvéru ASIC je nákladný a výber je obmedzený na krajiny, kde sú vhodné podmienky na ťažbu.
Na ťažiarov je možné zaútočiť prostredníctvom elektrickej energie. Konkrétne zavedením vysokej dane na energiu používanú na ťažbu, alebo je možné ťažbu PoW zakázať. Pri digitálnom zdroji tento vektor útoku nie je mysliteľný. Respektíve je možné zakázať staking, ale je oveľa ťažšie presadiť zákon na občanoch.
Bezpečnosť Bitcoinu nie je o zvyšovaní hash rate
Ľudia sa domnievajú, že keď sa zvýši hash rate, automaticky sa zvýši bezpečnosť Bitcoinu. Je to pravda len čiastočne.
Vyššia hash rate skutočne zvyšuje bezpečnosť Bitcoinu, pretože sa musí zvýšiť náročnosť ťažby. Vyššia hash rate znamená, že pre útočníka je ťažšie získať väčšinu výpočtového výkonu siete, ktorý je potrebný na uskutočnenie 51 % útoku. Vyššia hash rate preto potenciálne predražuje a znižuje pravdepodobnosť, že útočník úspešne zmanipuluje sieť.
Bezpečnosť však nie je len o rýchlosti hashovania. Závisí najmä od nákladov na hardvér ASIC a energiu. Ak sú náklady na ASIC minery a energiu nízke, pre potenciálneho útočníka je jednoduchšie a lacnejšie získať väčšinu výpočtového výkonu siete, čo by mohlo viesť k zníženiu bezpečnosti. Miera hashovania môže byť úplne irelevantný údaj v porovnaní so skutočnými nákladmi na útok.
Je dôležité poznamenať, že hash rate nie je ovplyvnený len trhovou hodnotou mincí BTC, ale aj technologickým pokrokom. Účinnosť hardvéru ASIC sa neustále zvyšuje. Novší hardvér je zvyčajne efektívnejší a môže byť lacnejší. To je často dôvod, prečo sa hash rate zvyšuje aj na medveďom trhu. Technologický pokrok má väčší vplyv ako klesajúca trhová hodnota mincí.
Ak sa zvyšuje efektivita ASIC minerov, môže to mať pozitívny aj negatívny vplyv na bezpečnosť siete. Na jednej strane, ak sa zvýši efektívnosť ASIC minerov, môže byť drahšie získať potrebný výpočtový výkon na spáchanie útoku, čím sa zvýši bezpečnosť. Na druhej strane, ak sa zvýši efektivita ASIC baníkov, môže to viesť aj k tomu, že sa do siete pripojí viac veľkých baníkov, čo by mohlo zvýšiť celkovú rýchlosť hashovania, ale tiež uľahčiť jednému subjektu získať väčšinu výpočtového výkonu siete, čo by mohlo znížiť bezpečnosť.
Zvážte nasledujúci scenár. Účinnosť hardvéru ASIC sa zvýši o 50 % a bude približne o 50 % lacnejší. Ťažiari začnú postupne nahrádzať starší hardvér ASIC novším hardvérom, čím sa zvýši rýchlosť hashovania. Útočník však môže kúpiť efektívnejší hardvér lacnejšie, a tak postupne získa silnejšiu pozíciu.
Ťažiari pripájajú nový hardvér ASIC do siete len vtedy, ak je to výhodné. Akonáhle sa ziskovosť blíži k nule, nevyplatí sa ťažiť viac. Odmena za blok je fixná odmena a určuje množstvo energie, ktoré sa spotrebuje (do úvahy treba brať aj náklady na hardvér ASIC). Dané množstvo zaplatenej energie vygeneruje určité množstvo hash rate, ktoré závisí od účinnosti hardvéru.
V sieťach PoS nie je možné zvýšiť účinnosť stohovania voči ostatným prostredníctvom nejakej technologickej výhody alebo vyjednaním lepších podmienok ako konkurencia. Mince ADA majú konštantnú rovnakú silu v konsenze siete, ktorá nerastie ani neklesá. Trhová hodnota fyzického zdroja (energie) má pre stakery len zanedbateľnú úlohu.
Ťažiari PoW medzi sebou neustále bojujú a navzájom sa vytláčajú z podnikania. Veľkú úlohu v tom zohráva ekonomika z rozsahu. Pre veľkých ťažiarov je ľahké vytlačiť menších ťažiarov, pretože rýchlejšie bohatnú a môžu ľahšie rozširovať svoje podnikanie.
Ťažba je tvrdý biznis, v ktorom vyhrávajú tí najlepší. To má jednu veľkú nevýhodu. Hoci všetci spolu tvoria dokonalú ochranu proti 51 % útoku, boje medzi baníkmi znižujú decentralizáciu. Paradoxne sa tým znižuje aj bezpečnosť Bitcoinu z hľadiska iných vektorov útoku. Rastúca miera hashovania automaticky neznamená, že rastie bezpečnosť siete. Treba sa pozrieť na detaily. Ak sa decentralizácia znižuje prostredníctvom konkurencie, nie je to ideálne z hľadiska potreby eliminovať jednotlivé body zlyhania.
Bezpečnosť blockchainu je o decentralizácii
Obrana proti 51 % útoku je dôležitá, ale ekonomicky veľmi nákladná. Nie je to však jediný vektor útoku a blockchain je potrebné posudzovať v širšom kontexte. Útok 51 % je pre jednotlivcov takmer nereálny (navyše chýba motivácia) a štáty budú na blockchainy útočiť inými spôsobmi. Najmä prostredníctvom zákonov, sankcií, daní, regulácií a ďalších vecí.
V decentralizovanej sieti je žiaduce mať rôznorodý súbor stakerov alebo ťažiarov, ktorí sa podieľajú na produkcii blokov. Tým sa zabezpečí, že žiadny subjekt nebude mať nad sieťou príliš veľkú kontrolu a že sieť zostane odolná voči útokom a cenzúre.
Okrem toho je potrebné uvažovať o správe. Decentralizácia sa netýka len produkcie blokov, ale aj toho, kto má kontrolu nad zmenami v zdrojovom kóde a kde je schopný vynútiť alebo zabrániť konkrétnym zmenám.
Veľkí ťažiari s úsporami z rozsahu sú schopní vytlačiť z podnikania menších konkurentov. Boj medzi ťažiarmi postupne vedie k čoraz väčšej centralizácii ťažby. Keď sa v sieti objavia centrá moci, prestáva byť decentralizovaná. V decentralizovanej sieti nesmú vznikať jednotlivé body zlyhania. Prečo? Pretože centrá sa dajú ľahko napadnúť. Ak je centrom moci podnikateľ, ktorý vlastní obrovské ťažobné haly, ktoré možno objaviť z vesmíru, je veľmi ľahkým cieľom pre kohokoľvek vrátane vlád.
Je Cardano odolnejšie voči vzniku centier moci? Môžeme usúdiť, že je to tak, pretože stajne si navzájom nekonkurujú a nemôžu sa navzájom vyradiť z podnikania. Ak vlastníte mince ADA, môžete si podiel v sieti Cardano ponechať navždy a nikto vám ho nemôže vziať. Nikto vám nemôže brániť v stakingu alebo vytváraní vlastného poolu. Ak vlastníte potrebný počet mincí na výrobu blokov, nikto vám túto možnosť nikdy nemôže vziať. Cardano rozdeľuje odmeny za stávkovanie proporcionálne. Veľké staky rastú rovnakým tempom ako malé. Dá sa povedať, že stakeri spolupracujú pri ochrane protokolu.
Všetci bohatnú rovnako rýchlo, pretože každý ADA získaný ako odmena sa dá okamžite použiť na staking. Nie je potrebné odkladať mince a čakať na príležitosť investovať, rovnako ako ťažiarov PoW, ktorí čakajú, kým si našetria na nákup nového hardvéru ASIC.
V úvode sme povedali, že sieť ovláda ten, kto je schopný investovať do zdrojov. Vždy môže prísť veľryba s obrovským množstvom peňazí a je jej jedno, či si za tieto peniaze kúpi mince ADA alebo hardvér ASIC a energiu.
Zatiaľ čo ťažba je exkluzívna, staking je inkluzívny. Ak umožníme čo najväčšiemu počtu ľudí podieľať sa na decentralizácii a získavať odmeny, je pravdepodobnejšie, že sieť zostane odolná voči útokom. Decentralizácia Cardana rastie s postupnou distribúciou mincí ADA. Decentralizácia Bitcoinu sa znižuje, keď medzi sebou ťažiarov súťažia. Dnes je bežné, že najväčší z nich má 5 až 10 % podiel na hash rate. Na začiatku ľudia ťažili na svojich počítačoch. Decentralizácia Bitcoinu bola oveľa vyššia. Dnes v podstate len čakáme na to, kedy získa dominanciu jeden baník.
Vo všeobecnosti platí, že ten, kto získa nadvládu nad zdrojom, nemusí mať nevyhnutne záujem útočiť na sieť, pretože si chce udržať lukratívny biznis. To je síce pravda, ale z hľadiska decentralizácie s tým nemôžeme byť spokojní. Vznik centier moci je zraniteľným miestom a zmyslom decentralizácie je zabezpečiť, aby takéto miesta vôbec nevznikali. Akceptovanie centier moci je v podstate zradou princípov decentralizácie.
Záleží na tom, kto má zdroj?
Medzi sieťami PoS a PoW je jeden zásadný rozdiel, ktorý si málokto uvedomuje, a pritom je veľmi dôležitý. Ťažiari PoW sú podnikatelia, ktorým ide len o zisk. Nemusia byť nevyhnutne fanúšikmi decentralizácie alebo Bitcoinu. Ich vzťah je založený na zisku. Stakeri sú držitelia mincí. Hoci ich vzťah môže byť tiež založený len na zisku, je tu rozdiel. V prípade Bitcoinu existujú dve samostatné skupiny, a to ťažiarov a držiteľov BTC. Tieto dve skupiny môžu mať úplne odlišné záujmy. V ekosystéme Cardano sú všetci držitelia ADA zároveň aj stakermi. Je to len jedna skupina.
Záujmy držiteľov mincí sa môžu líšiť. Dá sa však predpokladať, že budú sebecky chcieť v prvom rade to najlepšie pre seba a až potom pre protokol. Držitelia ADA v podstate vlastnia protokol. Rozhodujú o pooloch, ktoré budú vytvárať bloky, a v budúcnosti budú rozhodovať aj o správe. Obranu proti cenzúre transakcií kontrolujú doslova všetci držitelia ADA. V prípade Bitcoinu to takto nefunguje. Ťažiari majú v prvom rade záujem o maximalizáciu zisku, a hoci ich podnikanie závisí od existencie protokolu, ich záujmy sa môžu zásadne líšiť od záujmov držiteľov BTC. Pri dôležitých rozhodnutiach alebo hlasovaniach nerozhodujú držitelia BTC, ale baníci, ktorí môžu svojou hash rate zabezpečiť sieť, a tak v podstate vykonávať moc. Držitelia BTC nemôžu sieť zabezpečiť alebo decentralizovať.
Uveďme si konkrétny príklad. Majú mať pri vytváraní bloku prednosť transakcie LN alebo transakcie NFT? Bežný bitcoiner by pravdepodobne povedal, nech o tom rozhodnú poplatky. Má to však jeden háčik. Čo ak sa poplatky zvýšia a transakcie LN sa do bloku nedostanú, pretože NFT úplne zaplnia takmer všetky bloky?
Ťažiari chcú poplatky za NFT a o transakcie LN nemusia mať vôbec záujem. Používateľom, t. j. držiteľom BTC, sa NFT nemusí páčiť a chcú hlavne posielať transakcie. Držitelia BTC však nemajú žiadnu rozhodovaciu právomoc. Možno je možné urobiť hard fork. Ale ktorý reťazec zvíťazí? O tom opäť rozhodnú baníci. Môžu dokonca napadnúť konkurenčný reťazec, zničiť ho a pokračovať v zabezpečovaní Bitcoinu pomocou ordinálov. Chce väčšina držiteľov BTC skutočne Bitcoin s ordinálmi, alebo bez tejto funkcie? To je v konečnom dôsledku pomerne zbytočná otázka, pretože neexistuje spôsob, ako hlasovať a presadiť názor väčšiny.
Vidíte v tom problém? Rozhodovací proces nie je demokratický, pretože rozhoduje menšina. Držiteľov mincí BTC je podstatne viac ako dominantných baníkov.
Držitelia ADA budú mať právo rozhodovať o takýchto komplexných otázkach a väčšina bude mať možnosť presadiť svoj názor. Ak sa vyskytne podobne zložitá otázka, rozhodnú držitelia ADA a nie malá skupina subjektov s veľkou mocou (centrá moci).
Výhodou je, že decentralizácia Cardana je postavená na digitálnom zdroji, ktorý môže vlastniť ktokoľvek a navždy. Niekto môže namietať, že je nespravodlivé, keď 1 Lovelace = 1 hlas, ale nič spravodlivejšie sa (zatiaľ) nedá vytvoriť, ak má systém zostať decentralizovaný.
Vznik decentralizovaného riadenia je pre Cardano zložitý proces, ale je uskutočniteľný. Rozhodnutia a zmeny protokolu by nemali viesť k vytvoreniu Cardano Classic alebo Cardano Cash. Nemá zmysel rozdeľovať komunitu. Ešte menší zmysel má vytváranie mincí a reťazcov duchov. Fungujúce riadenie môže udržať komunitu pohromade a umožniť riešenie problémov protokolu a jeho vývoja.
Zlý model správy môže viesť k niektorým útokom alebo zneužitiu moci. Útok 51 % je vonkajšou formou útoku, ale protokol musí byť odolný aj voči vnútorným útokom. Tím alebo len časť tímu môže chcieť presadiť svoje sebecké záujmy. Okrem toho sa o to môže pokúsiť skupina, ktorá ovláda významnú časť zdrojov. Čím je zdroj distribuovanejší, tým je decentralizácia vyššia. Ak riadenie nefunguje, jediným riešením problémov je nerobiť nič. Decentralizácia je najlepšou ochranou proti vonkajším aj vnútorným útokom.
Záver
Ľudia si niekedy myslia, že jeden sieťový konsenzus je výrazne lepší ako iný. V skutočnosti majú PoS aj PoW silné, ale aj slabé stránky. Mnohí ľudia posudzujú protokoly len cez ich odolnosť voči 51% útoku, ale ukazuje sa, že dôležitejšia je napríklad odolnosť voči cenzúre transakcií alebo regulácii. Štáty sa na 51 % útoku nezúčastnia, pretože je pre ne oveľa jednoduchšie veci zakázať, regulovať, zdaňovať atď. Tieto vektory útoku nemusia nevyhnutne viesť k zániku blockchainových sietí, ale môžu oslabiť ich decentralizáciu. Závislosť od elektriny predstavuje mnoho vektorov útoku, ktoré môžu štáty využiť. Výrobcovia hardvéru ASIC môžu vymyslieť mimoriadne výkonný čip a ponechať si ho len pre vlastnú ťažbu, čím začnú sieť úplne kontrolovať. Mince ADA sú digitálnym zdrojom s obmedzeným množstvom, na ktorý je veľmi ťažké zaútočiť, a pritom je veľmi vhodný pre decentralizáciu. Skôr či neskôr sa siete, v ktorých vzniknú centrá moci, stanú zraniteľnými.
Hovorí sa, že slabinou sietí PoS je nezávislosť od fyzického zdroja. V súčasnosti sa nám to javí skôr ako výhoda, a to aj vzhľadom na problém s rozpočtom na bezpečnosť. Jedným z vektorov útoku môže byť aj zákaz investovania bánk do kryptomien. To by dramaticky znížilo trhovú hodnotu mincí. V prípade PoW by mohol byť bezpečnostný dopad oveľa vyšší ako v prípade PoS. Čas ukáže, či PoS možno považovať za rovnako bezpečný ako PoW. Konsenzus PoS aj konsenzus PoW majú určité slabiny a je dobré o nich vedieť a pracovať na ich odstránení.
Pôvodný článok: ADA is a resource that decentralizes Cardano | Cardano Explorer (cexplorer.io)