Исследователи теоретической концепции Биткоина, изложенной во White Paper, опубликованной Сатоси Накамото в 2008 году, сошлись во мнении, что она содержит некоторые неточности и упрощения.
В одиннадцатой главе White paper Биткоина его анонимный автор объяснял, что "честное большинство" майнеров всегда будет преобладать над "нечестным меньшинством". Это гарантирует, что после надлежащего подтверждения транзакции являются практически необратимыми, что эффективно решает проблему двойных трат.
Однако, оказывается, что Сатоси сделал несколько упрощающих допущений. Впервые это заметил ещё в 2012 году израильский математик Мени Розенфельд (Meni Rosenfeld). Несмотря на то, что майнинг Биткоина – это вероятностный процесс, Сатоси полностью не учёл того, что честным майнерам может точно также повезти или не повезти, как и нечестным.
Теперь к этой вероятностности обратились французские математики Сирил Групнспен (Cyril Grunspan) и Рикардо Перез-Марко (Ricardo Perez-Marco). Учёные опубликовали новый документ, в котором исправляется «ошибка» Сатоси.
«Сатоси ошибочно допустил, что для нахождения блока честным майнерам требуется столько времени, сколько бы им понадобилось в среднем, - говорит Грунспен, - Однако, на самом деле это грубая аппроксимация реальности, поскольку время, используемое для майнинга блока честными майнерами, не является детерминированным.
Следовательно, распределение добытого атакующим количества блоков на самом деле является так называемым «отрицательным биномиальным распределением». Это не закон Пуассона».
В White paper Биткоина говорится, что для вычисления степени необратимости транзакции необходимо два фактора. Сатоси правильно полагал, что первый фактор - это доля общей мощности хэширования, доступной атакующему: по мере того, как атакующий контролирует больше мощности, увеличивается количество необходимых подтверждений. И Сатоси правильно относил ко второму фактору количество подтверждений: чем больше подтверждений имеет транзакция, тем она безопаснее.
Однако Грунспен и Перез-Марко говорят также о наличии третьего фактора: отклонения от среднего времени майнинга – «удачи», сопутствующей всем майнерам в нахождении блоков. Если майнерам везёт, и они находят блоки быстрее среднего времени, скорее всего, их цепочка окажется далеко впереди. У атакующего будет меньше времени на скрытый майнинг альтернативной цепочки. С другой стороны, если честным майнерам не везёт, и они находят блоки медленнее обычного, они окажутся не настолько впереди, и у атакующего будет больше времени для майнинга альтернативной цепи.
Что это значит
Так или иначе, но математики доказали, что основной принцип White paper работает, и это хорошая новость. Биткоин функционирует, как планировалось. Другими словами, меньшинству атакующих становится всё сложнее обойти честное большинство.
«В этом документе мы доказываем, что возможность двойных трат экспоненциально сводится к нулю, поскольку большинство честных майнеров находит больше блоков», - говорит Грунспен.
То есть, описанные в White paper предложения безопасности нужно немного изменить. Помимо необходимости учитывать количество мощности хэширования у атакующего и количество блоков, на которое отстаёт атакующий, нужно принимать во внимание ещё и третий фактор. В своём документе Грунспен и Перез-Марко рассказывают, насколько это важно.
«Это интересная информация, которую могут использовать продавцы для мониторинга рисков, - говорит Грунспен, - Скажем, перед тем как отправить товары покупателю, продавец всегда ждёт шести подтверждений, поскольку это наиболее комфортабельный для него уровень риска. В среднем это составляет 60 минут. Но иногда нахождения шести блоков ему приходится ждать в течение, допустим, двух часов. В этом случае повышается риск двойной траты.
Поэтому для того же уровня безопасности ему придётся ждать седьмого подтверждения. Хотя, если бы подтверждения появлялись быстрее, ему бы вполне хватило и пяти».
Поскольку защита от двойных трат является центральной темой Биткоина, математическое упрощение в работе Сатоси довольно заметно, особенно для математиков. Тем не менее, Грунспен говорит, что упрощение в White paper вполне понятно.
Если посмотреть на всю эту ситуацию с другой стороны, возможно, у нас появился один ключ к загадке происхождения Биткоина.
«Сатоси безусловно гений, - говорит Грунспен, - но он не математик».
