Перевод статьи https://cexplorer.io/article/how-expensive-is-attacking-cardano-and-bitcoin
Давайте представим ситуацию, когда у кого-то есть бесконечный источник денег и он готов потратить их на атаку блокчейн сетей. Сколько денег стоила бы такая атака?
Суть блокчейн безопасности
Безопасность децентрализованных сетей основана на ограниченности ресурса. Ожидается, что этот ресурс будет иметь высокую рыночную стоимость. Приобретение значительной доли ресурса должно быть очень дорогостоящим для отдельного человека. В то же время предполагается, что ресурс будет распределен между максимально возможным числом независимых индивидов. Распределение ресурсов важно для сети, потому что если бы значительный объем ресурсов принадлежал одному субъекту (или нескольким субъектам), они имели бы контроль над сетью.
Принцип, лежащий в основе атаки 51%, заключается в том, что злоумышленник пытается получить больший объем ресурса, чем все остальные вместе взятые. Если злоумышленник добьется успеха, он займет доминирующее положение и создаст большинство блоков в сети.
Объем ресурсов, достаточный для того, чтобы злоумышленник получил контроль над блокчейном, варьируется в зависимости от сетевого консенсуса. Для Cardano и Bitcoin злоумышленнику требуется более 1/2 ресурсов. В случае с Ethereum для нарушения консенсуса достаточно чуть более 1/3 ресурса.
Чтобы атаковать Cardano, злоумышленнику необходимо получить более 50% монет ADA, находящихся в стейке (делегированных монет). Монеты ADA - это конечный и невозобновляемый цифровой ресурс с определенной рыночной стоимостью. Дефицит может сыграть определенную роль в атаке, поскольку более высокий спрос увеличивает рыночную стоимость самого ресурса. Если злоумышленник попытается купить большое количество монет за короткий промежуток времени, их рыночная стоимость взлетит до небес. Это может вызвать интерес у других покупателей, что, в свою очередь, приведет к росту рыночной стоимости. Это увеличит стоимость атаки.
С другой стороны, как только атакующий получает больше половины монет, защитники не могут получить другой ресурс где-либо еще. Таким образом, злоумышленник получает постоянный контроль над сетью.
Чтобы атаковать Bitcoin, злоумышленнику необходимо получить более 50% хешрейта. Хешрейт можно получить, купив ASIC-оборудование, потребляющее электрическую энергию. Как оборудование, так и электроэнергия имеют определенную рыночную стоимость и являются возобновляемыми ресурсами. В разных местах по всему миру эти ресурсы могут иметь разную рыночную стоимость. Очень легко получить скидку при покупке большего количества товара.
Если атакующий получает господство, защитники могут попытаться приобрести дополнительные ресурсы для обороны, поскольку и оборудование, и энергия теоретически являются бесконечными ресурсами. Атакующий не уверен, что он будет доминировать постоянно.
Сколько стоит атака на Cardano?
Злоумышленнику необходимо получить более половины монет, которые в данный момент находятся в стейке. На момент написания статьи в консенсусе Cardano насчитывалось более 22,7 млрд делегированных ADA. Злоумышленнику необходимо получить более 11,36 млрд монет ADA. Текущая рыночная стоимость ADA составляет 0,29 доллара США. Таким образом, минимальная стоимость атаки составляет 3,3 миллиарда долларов.
Посмотрите, как стоимость атаки увеличивается с ростом рыночной стоимости ADA, предполагая, что на постоянной основе размещено примерно 11 миллиардов монет ADA.
В настоящее время стоимость атаки на Cardano относительно невелика, поскольку мы находимся на дне медвежьего рынка (давайте предположим). Важно отметить, что это минимальная стоимость. Внезапный спрос начал бы повышать рыночную стоимость ADA. Если бы злоумышленник начал покупать по цене 0,33 доллара, то где-то по ходу дела (или ближе к концу покупки) рыночная стоимость легко поднялась бы до 5 долларов. И если бы злоумышленнику было нужно, скажем, 1 млрд монет ADA, это составило бы 5 млрд в долларах США.
Злоумышленник может проявить смекалку и распределить покупки на более длительный период времени. Однако он рискует, что после следующего (и не только следующего) бычьего рынка рыночная стоимость ADA не упадет до текущего минимума. Добавим, что на последнем медвежьем рынке в 2020 году самая низкая стоимость монеты ADA на рынке составляла 0,03 доллара. Таким образом, на текущем медвежьем рынке это значение в 10 раз выше, чем на предыдущем.
Как только рыночная стоимость ADA останется выше 1 доллара США, минимальная стоимость атаки составит порядка десятков-сотен миллиардов долларов. Это также относится к долгосрочной медленной покупке ADA, которая не привела бы к заметному увеличению рыночной стоимости.
Сколько стоит атака на Bitcoin?
Рассчитать стоимость Bitcoin атаки относительно сложно, но возможно. В некоторых случаях необходимо будет полагаться только на приблизительные оценки. Результат будет не таким точным, как в случае с Cardano, где было достаточно умножить рыночную стоимость ADA на количество монет, необходимых для атаки, чтобы получить минимальную стоимость атаки. Рыночная стоимость монет ADA одинакова во всем мире.
В случае с Bitcoin все сложнее, поскольку стоимость ASIC-оборудования и электроэнергии варьируется от страны к стране.
Трудно оценить, сколько времени потребуется злоумышленнику, чтобы получить необходимое количество ASIC-майнеров, и какие скидки злоумышленник мог бы получить от производителей. Нет необходимости приобретать новые аппаратные средства для атаки, поскольку атака, скорее всего, займет всего несколько дней или недель, но уж точно не больше нескольких месяцев. Злоумышленнику выгоднее покупать более старые блоки у крупных майнеров.
Такие регионы, как Китай, Россия и Америка, наиболее подходят для атаки, поскольку в этих местах электричество дешевое.
Манипуляции с оборудованием и необходимость наличия больших залов - еще одно препятствие для атаки, но для нашего воображаемого злоумышленника с бесконечным количеством фиатной валюты это не проблема.
Майнинг Bitcoin централизован и управляется публично торговыми компаниями. Возможно, злоумышленнику было бы наиболее выгодно купить сразу несколько крупных майнинговых компаний. Это устранило бы множество сложностей. Злоумышленник мог бы быть честным и майнить BTC в начале атаки. Это дало бы ему больше денег для атаки и времени на покупку большего количества оборудования или майнинговых компаний.
Мы не будем дальше касаться тактики. Подобно Cardano, злоумышленники должны быть умными, если они хотят снизить стоимость атаки. Давайте посмотрим на цифры.
На момент написания статьи хешрейт Bitcoin составляет 445,35 млн TH/с (445 EH/с). 1 EH/с (1 млн TH/с) будет генерировать 10 000 ASIC-майнеров мощностью 100 TH/с. Потребовалось бы 4 450 000 ASIC-майнеров мощностью 100 тыс /с, чтобы достичь текущего уровня хешрейта Bitcoin.
Давайте рассмотрим несколько обычных майнеров на рынке, их производительность и энергопотребление.
В следующей таблице вы можете увидеть количество единиц оборудования, которые необходимо было бы получить злоумышленнику, чтобы достичь текущего хешрейта Bitcoin, и общую стоимость приобретения. Мы приняли в расчет обычную рыночную стоимость за единицу.
Как мы уже упоминали, злоумышленнику не нужно было бы покупать новое оборудование, поэтому рассматривайте это как максимально возможную стоимость. Кроме того, имейте в виду, что производителям может потребоваться много времени, чтобы доставить такое количество единиц изделий.
Еще одна цифра, которую нам необходимо знать, - это средняя стоимость энергии в разных странах мира. В таблице вы можете найти страны, в которых майнят Bitcoin.
В следующей таблице вы можете увидеть затраты энергии на однодневную атаку. Для расчета мы предполагаем, что среднестатистический ASIC-майнер ежедневно потребляет 90 кВт и что для атаки необходимо примерно 3 800 000 из них. Мы взяли затраты на электроэнергию из предыдущей таблицы из столбца для бизнеса. Мы считаем, что во многих случаях майнеры могут договориться о более выгодных условиях.
Текущая рыночная стоимость BTC составляет 29 300 долларов США. В день майнится около 900 Bitcoin, что составляет в общей сложности 26,3 млн долларов США. Как вы можете видеть, майнинг окупился бы только в Казахстане. Поэтому мы считаем, что майнеры (особенно крупные) договорились с поставщиками энергии о более выгодных условиях, чем показано в таблице выше.
Например, в Китае майнерам-любителям было бы целесообразно заниматься майнингом, потому что энергетические тарифы очень выгодны.
Ежедневный бюджет безопасности Bitcoin в настоящее время составляет примерно 30 миллионов долларов. Это даже не один процент от стоимости приобретения ASIC-майнеров. Атака на Bitcoin в течение одного полного месяца обошлась бы примерно в 900 миллионов долларов затрат на электроэнергию.
Сравнение затрат на атаку в сетях PoS и PoW
Если бы мы рассмотрели табличную стоимость атаки, то текущая минимальная стоимость для Cardano составляет 3,3 млрд долларов США, в то время как для Bitcoin она составила бы примерно 6,66 млрд долларов США (оборудование + энергия). Атака на Bitcoin обходится примерно в 2 раза дороже. Но это слишком упрощенный взгляд. В случае с Cardano речь шла лишь о минимально возможной стоимости, предполагая, что рыночная стоимость ADA не увеличится с увеличением спроса на монеты. В случае с Bitcoin мы рассмотрели затраты на приобретение новых ASIC-майнеров. Осмелюсь сказать, что злоумышленник мог бы значительно снизить стоимость, купив более старые единицы оборудования, скажем, вдвое, а может быть, и больше. Стоимость атаки на обе сети могла бы быть сопоставимой.
В случае с Bitcoin мы пренебрегли расходами на аренду залов, охлаждение, транспортировку оборудования, сотрудников и т.д. Я не думаю, что эти затраты были бы значительными в контексте затрат на приобретение оборудования и энергии.
Атаковать Cardano в этом отношении проще, поскольку это может быть осуществлено одним человеком с компьютером, подключенным к Интернету, и банковским счетом.
При сравнении полезно обращать внимание и на другие аспекты.
Рыночная капитализация Bitcoin составляет 571 млрд долларов США, в то время как у Cardano - 10 млрд долларов США. Рыночная капитализация Cardano в 57 раз ниже, чем у Bitcoin, в то время как затраты на атаку сопоставимы.
Bitcoin является более важным в финансовом и социальном плане активом, поэтому его безопасность должна быть значительно выше, чем у конкурентов. Однако мы не наблюдаем этой разницы. Если финансовая и социальная значимость Cardano вырастет (она приблизится к Bitcoin и Ethereum), есть шанс, что рыночная капитализация также вырастет, а вместе с ней и стоимость возможной атаки.
В настоящее время в Ethereum размещено 25,5 млн ETH. 1/3 от этой суммы, умноженной на рыночную стоимость ETH (1800 долларов США), составляет 15,3 млрд долларов США. Атака на Ethereum обходится дороже, чем атака на Bitcoin (как и в случае с Cardano, это минимальная стоимость атаки).
Важно отметить, что стоимость атаки растет и падает в зависимости от текущего настроения рынков. Безопасность сети является самой высокой на вершине бычьего рынка и самой низкой на дне медвежьего рынка. Безопасность динамично развивается.
В случае с Cardano и Bitcoin сокращение количества монет в резерве играет значительную роль. Обе эти сети через несколько лет будут зависеть только от того, сколько будет собираться комиссий и какова будет рыночная стоимость монет. Будущее трудно предсказать, но если количество пользователей и рыночная стоимость монет постепенно не увеличатся, безопасность может потерпеть неудачу.
Bitcoin, вероятно, столкнется с этой проблемой раньше, чем Cardano, поскольку в настоящее время смайнено 19,4 млн BTC (92,6%). Если бы после халвинга рыночная стоимость BTC была такой же, как сегодня, ежедневный бюджет безопасности составлял бы лишь половину этого, то есть 15 миллионов долларов. Для того чтобы безопасность оставалась такой же, как сегодня, стоимость BTC не должна опускаться ниже 60 тысяч долларов США. В случае с Cardano пока в обращении находится только 77,8% монет ADA, так что у нас может быть немного больше времени. Преимущество Cardano в том, что даже если рыночная стоимость монет ADA не увеличится, их все равно можно будет делегировать в том же количестве, так что безопасность может быть аналогичной даже через 10 или 20 лет.
Вывод
Статья в основном была посвящена табличным затратам. Тактика злоумышленника, поведение игроков и рыночные условия будут играть значительную роль в потенциальной атаке. Мы еще не видели много успешных атак на блокчейн сети. В прошлом небольшие сети PoW часто подвергались атакам, но они выжили и все еще с нами. Никому еще не удавалось успешно атаковать PoS сети, поэтому мы не знаем, насколько сложно получить необходимое количество монет для атаки.
У Cardano было справедливое распределение монет, поэтому большое их количество находится в обращении. Таким образом, злоумышленник должен покупать монеты у текущих держателей монет.
Важно отметить, что если текущие держатели не продают монеты, у злоумышленника нет шансов получить их. Сети PoW в основном защищены высокой стоимостью приобретения оборудования. Однако это всего лишь товар, который можно производить и продавать таким же образом, как электричество. Cardano защищен своего рода воображаемым ментальным якорем, расположенным в головах держателей токенов. Чем больше растет распределение монет и появляется больше энтузиастов, делегирующих монеты, тем сложнее злоумышленнику будет получить монеты ADA от этих людей. Можно сказать, что Cardano в какой-то степени защищен жадностью. Конечно, у каждого есть свой собственный предел, когда он готов продавать, но в некоторых случаях он может быть очень высоким.
// От переводчика: для получения дополнительных переведенных на русский язык статей о Cardano посетите русскоязычный раздел на форуме Cardano. Видеоролики о Cardano на русском языке можно найти на YouTube канале нашего замечательного амбасадора Тимура Сахабутдинова, а также на канале Чарльз Хоскинсон на русском. Хотите поговорить или задать вопрос о Cardano? Тогда приглашаем в наше уютное русскоязычное сообщество Cardano в Telegram. Оставайтесь на связи, все только начинается!