Matajiri Wanazidi Kutajirika Katika Uchimbaji wa Bitcoin: Uchambuzi wa Masuala ya Haki Yanayosababishwa na Mgawanyiko wa Blockchain

Jedwali la Yaliyomo

• Utangulizi
• Usuli na Kazi Inayohusiana
  • 2.1 Misingi ya Uchimbaji wa Bitcoin
  • 2.2 Vijisehemu vya Blockchain na Haki
• 3. Mfumo wa Kinadharia
  • 3.1 Mtindo wa Kihisabati
  • 3.2 TRGR Analysis
• 4. Experimental Results
• 5. Utekelezaji wa Kiufundi
• 6. Matumizi ya Baadaye na Mwelekeo
• 7. References

Utangulizi

Bitcoin inawakilisha mfumo wa sarafu usio na kituo kimoja ambapo uadilifu wa uchimbaji ni muhimu kuzuia mkusanyiko wa nguvu za kompyuta. Utafiti huu unachunguza jambo la "The Rich Get Richer" (TRGR) katika uchimbaji wa Bitcoin, na unaonyesha jinsi migawanyiko isiyo ya makusudi ya blockchain inavyounda faida za kimfumo kwa wachimbaji wakubwa.

Usuli na Kazi Inayohusiana

2.1 Misingi ya Uchimbaji wa Bitcoin

Uchimbaji wa Bitcoin unahusisha kutatua fumbo za kisimbawimbi ili kuthibitisha shughuli na kulinda mtandao. Wachimbaji hushindana kupata vitalu halali, huku malipo yakisambazwa kwa wachimbaji wenye mafanikio. Itifaki inachukua kuwa wengi mwaminifu wanadhibiti kiwango cha nguvu ya hesabu kwa ajili ya usalama.

2.2 Vijisehemu vya Blockchain na Haki

Matawi ya Blockchain hutokea wakati vitalu mbalimbali vinachimba kwa wakati mmoja kabla ya usambazaji wa mtandao kukamilika. Utafiti uliopita wa Gervais et al. (2016) ulibainisha masuala ya haki yanayohusiana na matawi lakini haukupata usahihi wa uchambuzi.

3. Mfumo wa Kinadharia

3.1 Mtindo wa Kihisabati

Kiwango cha faida ya uchimbaji $\rho_i$ kwa mchimbaji $i$ mwenye sehemu ya kiwango cha hashrate $h_i$ imeigwa kama: $\rho_i = h_i + \alpha \cdot h_i^2$ ambapo $\alpha$ inawakilisha mgawo wa faida unaosababishwa na mgawanyiko. Hii inaonyesha faida ya quadratic kwa wachimbaji wakubwa.

3.2 TRGR Analysis

Chini ya ucheleweshaji maalum wa kueneza kizuizi, tunathibitisha faida ya uchimbaji huongezeka kwa kiwango kikubwa zaidi ya mstari na sehemu ya kiwango cha hashrate: $E[R_i] \propto h_i \cdot (1 + \beta \cdot h_i)$ ambapo $\beta$ inategemea vigezo vya ucheleweshaji wa mtandao.

4. Experimental Results

Matokeo ya uigizaji yanaonyesha wachimbaji walio na kiwango cha 30% cha hashrate hupata malipo halisi ya 38% chini ya hali za kawaida za mtandao. Tofauti huongezeka kwa kuongezeka kwa ucheleweshaji wa mtandao na ukubwa wa kizuizi.

5. Utekelezaji wa Kiufundi

Pseudocode ya Python kwa mfano wa fork:

def simulate_mining_round(miners, network_delay):
    blocks = []
    for miner in miners:
        if random() < miner.hashrate:
            block = mine_block(miner)
            blocks.append((block, miner.id))
    
    # Resolve forks based on propagation
    winning_block = resolve_forks(blocks, network_delay)
    return winning_block

6. Matumizi ya Baadaye na Mwelekeo

Mwelekeo wa utafiti wa baadaye unajumuisha kuunda mbinu za makubaliano zinazopinga mgawanyiko, algoriti zinazobadilika za ukubwa wa block, na itifaki za uchimbaji zinazozingatia ucheleweshaji. Matumizi yanaenea hadi kwa fedha za kidijitali za Proof-of-Work zingine zinazokabili changamoto sawa za utawala wenyewe kwa wenyewe.

7. References

1. Nakamoto, S. (2008). Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System.
2. Gervais, A., et al. (2016). On the Security and Performance of Proof of Work Blockchains.
3. Sapirshtein, A., et al. (2016). Optimal Selfish Mining Strategies in Bitcoin.
4. Sankar, L. S., et al. (2017). Towards a Theory of Blockchain Forking.

Uchambuzi wa Asili

Utafiti huu unatoa ushahidi thabiti wa upendeleo wa kimuundo katika usambazaji wa zawadi ya uchimbaji wa Bitcoin, ukionyesha jinsi hali ya "Maskini Huzidi Kuwa Maskini" inavyotokana na sifa za msingi za itifaki badala ya nguvu za soko za nje. Mfumo wa kihisabati uliowekwa na Sakurai na Shudo unajengwa juu ya kazi ya awali ya Gervais et al. juu ya usalama wa blockchain lakini unaanzua uvumbuzi muhimu katika kuiga mienendo ya utatuzi wa matawi. Kama vile CycleGAN (Zhu et al., 2017) ilivyobadilisha ufasiri wa picha-hadi-picha kwa kurasimisha uthabiti wa mduara, kazi hii inarasimisha uthabiti wa matawi katika mitandoa ya blockchain.

The linear relationship between hashrate proportion and mining profit rate ($\rho_i \propto h_i$) under idealized conditions reveals inherent centralization pressures that contradict Bitcoin's decentralized ethos. This finding aligns with concerns raised by the Bitcoin Core development team regarding the long-term sustainability of Proof-of-Work consensus. The research methodology, validated against empirical data from blockchain explorers like Blockchain.com, represents a significant advancement over previous analytical approaches that suffered from >100% estimation errors.

Kutoka kwa mtazamo wa kiufundi, njia ya "mizunguko" inayotegemea muda wa muda inashughulikia mapungufu muhimu katika uchambuzi wa uma wa zamani. Mbinu hii inashiriki ufanano wa dhana na uchambuzi wa msingi wa mzunguko katika fasihi ya mifumo iliyosambazwa, hasa kazi ya Dwork, Lynch, na Stockmeyer juu ya makubaliano katika miundo ya usawazishaji ya sehemu. Uchambuzi wa uthabiti chini ya ucheleweshaji wa kutangazwa wa kutofautiana hutoa ufahamu wa vitendo kwa uboreshaji wa vigezo vya mtandao, unaoweza kutoa taarifa za maboresho ya itifaki katika Bitcoin na sarafu za kidijitali zinazofanana.

Madhara yanaenea zaidi ya maslahi ya kitaaluma hadi mienendo halisi ya dimbwi la uchimbaji na masuala ya udhibiti. Kama ilivyoonyeshwa katika Ripoti ya Ustahimilivu wa Kifedha wa Kimataifa ya IMF ya 2021, mkusanyiko wa uchimbaji unaleta hatari mfumo kwa mfumo wa sarafu za kidijitali. Utafiti huu hutoa msingi wa kihisabati kwa wasiwasi hizi na unapendekeza mwelekeo wa marekebisho ya itifaki ili kuboresha utawala wa kijamii, sawa na mpito unaoendelea wa Ethereum kwa Uthibitisho wa Hisa.