Chapter 14 – ASICBoost

The Blocksize War – Chapter 14 – ASICBoost | BitMEX BlogBitMEX Blog

2017년 4월 5일 수요일에, 이번에는 작은 블록 지지자들에 의해 또 다른 폭탄이 터졌습니다. 이것은 Gregory Maxwell로부터 Bitcoin 개발자 메일링 리스트에 보낸 이메일의 형태로 나타났습니다. 여기서 너무 세세한 내용으로 들어가지는 않겠습니다. 왜냐하면 그것은 매우 기술적이기 때문입니다. Gregory의 주장의 주된 요점은 Bitmain과 Jihan이 SegWit에 반대하는 그들의 주장된 이유가 사실은 거짓말이었다는 것이었습니다. Bitmain은 비밀리에 채굴 최적화, 즉 작업 증명의 지름길을 발견했는데, 이것은 블록이 SegWit 거래를 포함하고 있으면 작동하지 않았습니다. 따라서 SegWit에 대한 반대의 이유는 복잡성이나 하드포크를 얻기 위해 지렛대를 유지하는 것이라고 주장된 이유가 아니라 Bitmain의 수익성을 보호하기 위한 금융적 이유였습니다. Bitmain이 이 정도로 부정직했다면, Bitmain이 Bitcoin 프로토콜에 있어서 악의적인 행위자였다고 주장할 수 있습니다.

Gregory의 이메일은 아래와 같습니다.

한 달 전에 저는 Bitcoin의 SHA2 hashcash에 대한 공격과 ASICBOOST에 의해 악용되는 것에 대해 설명하고 있었습니다. 그리고 이것이 문제가 되면 네트워크에서 이것을 차단하기 위해 사용될 수 있는 여러 단계에 대해서도 설명하였습니다. 대부분의 ASICBOOST에 관한 토론은 그것을 구현하는 명확한 방법에 중점을 둔 것이지만, 그것을 사용하는 은밀한 방법도 존재합니다. 저는 은밀한 ASICBOOST를 억제하는 방법 중 하나를 설명하면서, 제 말이 사실상 SegWit 커밋먼트 구조를 또한 묘사하고 있다는 것을 깨달았습니다. SegWit 제안의 저자들은 어떤 채굴 시스템과도 호환되지 않도록 특별한 노력을 기울였으며, 특히 강제 지급 주소가 있는 채굴 칩을 수용하기 위해 한 시점에서 설계를 변경하였습니다. 이 공격의 악용에 대한 인식이 있었다면 호환성을 피하기 위한 노력이 있었을 것입니다 - 단순히 관심사를 분리하기 위해서입니다. 그러나 은밀한 공격을 실행하는 가장 좋은 방법은 Bitcoin의 거래 능력을 확장하는 거의 모든 방법과 상당히 호환되지 않습니다. 단, 확장 블록(자체 문제가 있는)이라는 주목할만한 예외가 있습니다. 호환성이 없다면 채굴 생태계의 일부 당사자들로부터의 더 이해하기 어려운 행동을 설명하는 데 큰 도움이 될 것입니다. 그래서 나는 지지 증거를 찾기 위해 시작했습니다. 특정 채굴 칩의 역공학은 ASICBOOST가 하드웨어에 구현되었다는 것을 확고하게 입증하였습니다. 이를 기반으로, 저는 다음의 BIP 초안을 토론을 위해 제안합니다. 이 제안은 일반적인 공격을 막지는 않지만, Bitcoin 프로토콜의 개선과 호환되지 않는 그것의 은밀한 형태만을 억제합니다. ASICBOOST가 완전히 차단되길 강력히 원하는 우리 중 많은 이들도, 프로토콜 개선을 막을 가능성이 있는 그것의 은밀한 사용을 억제함으로써 관심사를 분리하는 보호 조치를 지지할 수 있기를 바랍니다.

ASICBoost는 비트코인의 작업증명(PoW)을 위한 해싱 시도를 할 때 채굴자가 수행해야 하는 작업의 양을 줄이는 방법입니다. 비트코인의 PoW에 사용되는 해싱 알고리즘인 SHA256은 연산이 발생하기 전에 블록 헤더를 64바이트 청크로 나눕니다. 비트코인 블록 헤더는 80바이트 크기이므로 청크 1과 청크 2로 나눠집니다. ASICBoost는 여러 해싱 시도에 걸쳐 청크 중 하나의 값을 동일하게 유지합니다. 따라서 채굴자는 이 청크에 대해 여러 해싱 시도에 대해 부분적인 작업만 수행해야 하므로 약 20퍼센트 정도의 효율 향상을 얻을 수 있습니다. 이 시스템을 설명하는 논문은 2016년 3월 Timo Hanke에 의해 처음으로 발표되었습니다.

이를 달성하는 두 가지 방법이 있었습니다. 첫째, 청크 1의 비트코인 블록 헤더 내의 버전 비트 영역을 조작하여 청크 2가 여러 해싱 시도에 걸쳐 고정되도록 엔트로피를 생성하는 방법; 둘째는 은밀한 방법입니다. 은밀한 ASICBoost는 훨씬 복잡하며, 거래의 Merkle 루트에서 마지막 네 바이트의 충돌을 찾기 위해 비트코인 거래를 조작하는 것을 포함합니다. Merkle 루트는 두 청크에 걸쳐 나뉘며, 마지막 네 바이트는 청크 2에 있습니다. 따라서 이 은밀한 방법은 청크 2를 여러 해싱 시도에 걸쳐 고정되게도 합니다. 이런 은밀한 조작은 블록 내의 거래 순서를 조작함으로써 발생할 수 있습니다. SegWit 업그레이드는 채굴자들이 블록의 다른 곳에서 거래 구조에 대한 커밋을 요구하기 때문에 이런 종류의 조작은 거의 불가능합니다. 따라서 SegWit는 은밀한 ASICBoost를 간접적으로 막게 됩니다.

그레고리의 "특정 채굴 칩의 역공학이 ASICBoost가 하드웨어에 구현되었다는 것을 확고하게 입증했다"는 주장에 대한 상당한 불확실성이 여전히 있었습니다. 대부분의 작은 블록 지지자들은 이 주장을 믿는 것 같았지만, 그 주장을 지지할 충분한 증거가 있다고 나에게는 확실하지 않았습니다. 아마도 작은 블록 지지자들은 SegWit이 좋은 아이디어라고 확신하고 있었고, Bitmain이 그것을 반대할 합리적인 이유가 없다고 생각했기 때문에 Bitmain의 의도는 반드시 사악하다고 결론을 내렸을 수도 있습니다. 이 주장은 Bitmain의 행동을 설명하는 그러한 서사에 매우 잘 부합했고, 그러한 이유로 대부분의 작은 블록 지지자들은 그것을 믿는 것 같았습니다. 물론, Jihan의 행동에 대한 다른 설명도 가능한데, 그는 큰 블록쪽의 서사에 노출된 극단적인 큰 블록 지지자였다는 것입니다. 이것은 그의 SegWit 반대에 대한 유효한 설명이기도 했습니다.

Gregory Maxwell의 주장이 제기된 지 두 일 후, Bitmain은 길고 복잡한 부인을 발표했습니다:

Bitmain은 Testnet에서 ASICBOOST를 테스트했지만, Gregory Maxwell의 제안에서 암시된 것처럼 mainnet에서 ASICBOOST를 사용한 적이 없습니다. 이것이 거짓이라고 주장하는 사람은 결정적인 증거를 제시해야 합니다. 왜냐하면 이런 근거 없는 주장은 비트코인 공간에 독이 될 수 있기 때문입니다.

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Bitmain은 중국에서 ASICBOOST 특허를 보유하고 있습니다. 우리는 중국의 우리 자신의 채굴 농장에서 이를 합법적으로 사용하여 이로부터 이익을 얻고 클라우드 채굴 계약을 대중에게 판매할 수 있습니다.

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비트코인 채굴 장비는 빠르게 가치가 떨어집니다. Bitmain은 지속적으로 더 새롭고 효율적인 채굴기 모델을 모두에게 소개해 왔습니다. 따라서 ASICBOOST의 배포, 이는 전력 효율에서 20%의 차이를 가져올 수 있습니다, 가 Bitmain의 비즈니스 모델에 대한 부정적인 발전이라는 주장은 거짓입니다.

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SegWit은 홍콩 합의에서 명확히 한 조건이 충족되지 않았기 때문에 제작 중에 실행되고 있지 않습니다.

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Gregory Maxwell의 최근 제안은 ASICBOOST를 더 어렵게 만들기 위해 2^32 충돌을 2^64 충돌로 변경하는 것을 제안합니다. 이 결과로 특허 소유자와 비트코인 프로토콜 모두에게 손실이 발생할 것입니다. 특허 소유자는 아무것도 얻지 못하게 될 것이며, 비트코인 프로토콜은 더 복잡해질 것입니다.

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비트코인 커뮤니티는 Maxwell이 Gavin Andresen에 대한 쿠데타를 주도하고 그의 Github 커밋 권한을 제거했을 때 심각한 불행을 겪었습니다. 이제 우리 커뮤니티로서 비트코인의 가장 큰 투자자(Ver), 가장 큰 거래소(Coinbase), 그리고 가장 큰 채굴 장비 제공업체(Bitmain)를 공격하는 새로운 핵심 개발자 그룹을 찾는 방법을 찾아야 할 때입니다.

먼저 주목할 점은, 부인에도 불구하고 Bitmain이 테스트넷에서 은밀하게 ASICBoost를 사용하는 것처럼 보였으며 따라서 하드웨어에도 아마 구현되어 있을 것입니다. 이 부인 이전에는 나는 이 주장의 정확성에 대해 확신이 없었습니다. 아이러니하게도 내 생각에는 부인의 성격이 주장이 참이었을 가능성을 크게 높였습니다. Bitmain은 중국에서 ASICBoost 특허를 보유하고 있으며 원한다면 합법적으로 사용할 수 있다고 주장하기도 했습니다. 그 후에는 ASICBoost 기술을 합법적인 채굴 최적화로 방어하기도 했습니다. 훨씬 효과적인 커뮤니케이션 정책은 Bitmain이 그것을 사용하는 가상의 시나리오에서 ASICBoost를 방어하는 것이 아니라 단순하고 명확한 부인이었을 것입니다. 따라서 이 부인은 Bitmain의 입장을 약화시켰으며, 작은 블록 지지자들이 악의적인 행동의 증거로 인용했습니다. Bitmain이 현재 은밀한 ASICBoost를 사용하고 있지 않더라도 그렇게 하려고 했을 가능성이 있으며, 따라서 Gregory의 고발의 정신이 어느 정도 정확해 보였습니다: Bitmain은 SegWit에 대한 반대에서 부정직했습니다. 그것은 모두 돈 때문이었을 수 있습니다.

그러나 더 단순한 설명도 가능합니다. 아마 Bitmain은 영어로 의사소통하는 데 서툴렀기 때문에 부인이 약했을 수 있습니다. 이 전쟁에서 모든 포인트를 논쟁하는 싸움의 문화도 있습니다. 아마 Bitmain의 주장은 그들이 은밀한 ASICBoost를 하지 않았다는 것일 수 있지만, 하더라도 뭐 어때? Bitmain이 ASICBoost를 진행하고 있지 않더라도 이 포인트를 만들고 싶었을 가능성이 있습니다. 부인은 또한 홍콩 합의의 조건이 이행되지 않았기 때문에 SegWit을 실행하지 않겠다는 Bitmain의 입장을 재확인했습니다. 물론 작은 블록 지지자들에게는 이것이 원래 보상을 위한 것이 아니었습니다.

놀랍게도, Gavin은 Bitmain이 은밀하게 ASICBoost를 진행하고 있다는 가정을 기반으로 Bitmain을 방어하기까지 했는데, 그는 비트코인 소프트웨어를 사용한 합법적인 채굴 최적화라고 주장했습니다.

도둑질을 취소하기 위해 이더리움이 규칙을 바꾸는 것은 괜찮지 않지만, 최적화를 막기 위해 비트코인이 규칙을 바꾸는 것은 괜찮은 것입니까?

그러나, Gavin은 핵심을 놓치고 있는 것 같았습니다. 문제는 은밀한 ASICBoost가 불법적이라는 것이 아니라, Bitmain의 SegWit 반대가 부정직하게 기반하고 있었던 것과 블록 크기 전쟁에서 주요 당사자 중 하나가 부정직한 의도로 움직이고 있었다는 것이었습니다. Bitmain이 솔직하게 이유를 밝혀 SegWit에 공개적으로 반대했다면, 다른 이야기가 되었을 것입니다.

ASICBoost 스캔들과 동시기에, 몇몇 큰 블록 지지자들은 SegWit의 대안 아이디어로 확장 블록을 제안하며 소프트포크를 통해 블록 크기 제한을 증가시키려고 했습니다. 이 제안은 큰 블록 진영과 연관된 Purse.io 블로그에서 Andrew Lee에 의해 제안되었습니다. 이 계획은 Roger Ver에 의해 지지되었고, Bitmain도 이 아이디어를 지지하는 것처럼 보였습니다. 확장 블록은 원래 2013년에 SegWit 공동 저자 Johnson Lau에 의해 제안되었지만, 확장 블록에서 메인 체인으로 코인을 보내는 경험이 원활하지 않아 크게 포기되었습니다. 반면에, SegWit에서는 이 과정이 간단했습니다.

여기서 놀랍게도 큰 블록 지지자들이 SegWit의 많은 가정된 단점을 가진 제안에 동의하는 것처럼 보였습니다. 그것은 매우 복잡했고 단순한 블록 크기 제한 증가가 아니었습니다. 그러나 그들에게 중요했던 것은 이 아이디어가 비트코인 코어에 의해 개발되지 않았다는 것이었습니다. 이 시점에서, 자신들만의 아이디어를 개발하고 비트코인 코어로부터 자유로워지는 것이 큰 블록 지지자들에게 가장 중요한 문제로 보였습니다, 블록 크기 제한 증가 자체는 아니었습니다.

확장 블록은 소프트포크 블록 크기 제한을 증가시키고 은밀한 ASICBoost를 수행하는 능력을 유지하는 방법이었습니다. 작은 블록 지지자들에게 이 제안은 Bitmain의 유죄의 추가 증거였습니다. 작은 블록 지지자들은 또한 최근의 확장 블록 푸시를 Bitmain이 재정 지원한 것이라고 비난했으며, 이것 역시 Bitmain의 ASICBoost에 대한 유죄 증거로 간주되었습니다. 큰 블록 지지자들이 비트코인 코어에 의해 구현된 것을 받아들이고 싶지 않았던 것처럼, 작은 블록 지지자들도 비슷한 편견을 가진 것처럼 보였고, 확장 블록 제안이 Bitmain에 의해 홍보되고 재정 지원되었다는 사실로 인해 그들은 그것에 반대했습니다.

ASICBoost 특허는 비트코인에 중대한 위협으로 간주되었습니다. 하나의 채굴 엔터티가 특허를 획득하고 기술을 독점적으로 사용할 권리를 주장한 후 기술이 제공할 수 있는 장점으로 인해 채굴 산업을 지배할 수 있다는 가능성이 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해, 여러 비트코인 지지자들은 매우 높은 가격으로 특허를 구매했다고 알려져 있고, 2018년 3월에는 특허를 방어적 특허 풀에 넣어, 다른 특허에 대해 방어하기 위해 사용되는 경우를 제외하고는 특허를 사용할 수 없도록 했습니다. 2018년 4월경부터 비트코인 블록체인의 블록에서는 공개적인 ASICBoost의 사용을 나타내기 시작했습니다. 공개적인 ASICBoost는 은밀한 형식보다 훨씬 단순하고 효율적이며, 또한 SegWit과 호환되지 않는 문제도 피합니다. 2018년 11월, Bitmain은 그들의 펌웨어에서 공개적인 ASICBoost를 채택했고, 오늘날에는 70% 이상의 비트코인 블록이 공개적인 ASICBoost를 사용하여 채굴됩니다. 특허에 관해서는, 특허를 정확히 누가 구매했는지, 발명가로부터 특허를 방어적인 특허 서약에 넣은 사람까지의 소유권을 쉽게 추적할 수 없었기 때문에, 이 부분에서 무슨 일이 실제로 발생했는지는 약간 불분명했습니다.

오늘날에도 나는 Bitmain이 메인넷에서 은밀한 ASICBoost를 사용하고 있었는지 여부에 대해 정말로 확신할 수 없습니다. 이 문제에 대한 전문가들의 의견은 혼재되어 있습니다. 나는 그 확률이 대략 50:50 정도라고 생각합니다.

ASICBoost에 대한 비난은 큰 블록 커뮤니티에서 크게 영향을 주지 않았던 것으로 보입니다. 일반적으로 그들은 이 비난을 이해하지 못하고 비트코인 코어의 선동과 거짓말로 간주하고 무시했습니다. 비난은 또한 작은 블록 진영에 더 많은 사람들을 설득하는 데 큰 영향을 주지 않았는데, 주로 비난의 복잡성 때문이었습니다. 그러나, 많은 작은 블록 지지자들의 견해를 강화하는 데 매우 중요한 영향을 미쳤으며, 이제 그들은 상황이 훨씬 더 급박하다고 생각했습니다. 여기에서 ASICBoost 논란은 갈등에서 중요하고 역사적인 역할을 했습니다. 작은 블록 지지자들은 이제 행동을 취하기로 결심한 것처럼 보였습니다.