Qubic의 모네로 셀프리시 마이닝 실태와 한계

초록

본 논문은 2025년 Qubic 채굴 풀이 모네로 네트워크에서 수행한 셀프리시 마이닝 공격을 다중 데이터 소스(노드, 풀 API, 네트워크 스니핑)로 재구성한다. 10개의 블록 은폐·전략적 공개 구간을 식별하고, 해당 구간에서 Qubic의 평균 해시레이트 점유율이 23‑34%에 달했지만 지속적인 51% 통제는 없었다. 고전적 셀프리시 모델과 보수적 공개 정책을 반영한 마코프 체인 변형을 적용해 수익성을 평가했으며, 두 모델 모두 이론적 수익이 정직 채굴보다 낮음을 보여준다. 관측된 실제 수익은 이론보다 약간 높았으며, 이는 해시레이트 변동성, 구간 탐지의 거친 시간 해상도, 커뮤니티의 대응 조치 등으로 설명한다. 마지막으로, 시간‑가변 해시레이트 하에서 간헐적 셀프리시 전략이 정적 임계점 이하에서도 수익성을 확보할 수 있음을 제시한다.

상세 분석

논문은 먼저 데이터 수집 방법론을 상세히 기술한다. 저자들은 2025년 9월 29일부터 10월 17일까지 Monero 프루닝 노드를 운영해 메인 체인과 오프체인(Orphan) 블록을 실시간 수집했으며, 과거 데이터는 공개 RPC 노드 5대를 주기적으로 폴링해 보완하였다. Qubic 풀의 Stratum‑유사 RPC API를 5초 간격으로 호출해 채굴 작업(job_notify) 정보를 확보했고, 커뮤니티가 제공한 패킷 스니핑 데이터와 결합해 블록 전파가 제한된 22개의 블록을 추가로 포착했다.

블록 귀속은 Monero의 프라이버시 특성 때문에 어려운데, 저자들은 두 가지 보조 신호를 활용했다. 첫째, Qubic이 에포크 종료 시 공개하는 view‑key를 사후 검증에 이용했으며, 이를 통해 블록의 코인베이스 tx_extra 필드에 나타나는 특수 extra_nonce 패턴을 추출했다. 이 패턴은 정규식 3가지로 정의돼, view‑key가 아직 공개되지 않은 구간에도 Qubic 블록을 높은 정확도로 식별할 수 있게 했다.

귀속된 블록을 바탕으로 Qubic의 해시레이트 점유율(α)을 “실현 해시레이트”로 정의했다. 주·일·시간 창에서 각각 평균 22.09%, 23‑34% 수준을 기록했지만, 6시간 창에서는 일시적으로 50%를 초과하는 피크가 관측되었다. 이는 Qubic이 순간적인 해시레이트 집중을 통해 블록 은폐 전략을 실행했음을 시사한다.

셀프리시 마이닝 효과는 오프체인 블록 수와 포크 길이에서 명확히 드러난다. Qubic이 활발히 은폐를 수행한 구간에는 전체 오프체인 블록 비율이 급증하고, 멀티‑블록 포크(길이 ≥ 2)가 빈번해졌다. 이는 Qubic이 자신과 타 채굴자의 블록을 동시에 경쟁시켜 체인 재조정을 유발했음을 의미한다.

수익성 분석에서는 두 모델을 적용했다. (1) 고전적 Eyal‑Sirer 모델은 α와 네트워크 동기화 파라미터 γ(다른 채굴자가 Qubic의 비공개 체인을 채택할 확률)를 사용해 기대 수익 R_self = (α(1‑γ) + α²γ) / (1‑α(1‑γ)) 로 계산한다. 저자들은 관측된 γ≈0.42(블록 전파 지연과 네트워크 비대칭을 기반)와 α≈0.30을 대입해 R_self≈0.28을 얻었으며, 이는 정직 채굴 수익 α=0.30보다 낮다.

(2) 보수적 공개 정책을 반영한 마코프 체인 변형은 Qubic이 “보류 → 2‑블록 차이 발생 → 즉시 공개”라는 규칙을 따르는 것으로 가정한다. 상태 전이 확률을 실측된 블록 은폐·공개 간격(평균 5.6 s)과 오프체인 발생률을 이용해 구성했으며, 이 모델 역시 기대 수익이 0.26 수준으로 정직 채굴보다 열위함을 보였다.

관측된 실제 수익은 약 0.03‑0.04 정도 높은데, 이는 (i) 해시레이트 변동성(특히 Qubic이 일시적으로 50% 초과 시점)과 (ii) 구간 탐지의 1시간·1일 평균화가 실제 순간적 이득을 희석시켰음, (iii) 커뮤니티가 제시한 “Publish‑or‑Perish” 방어가 Qubic의 블록 전파를 일부 차단해 γ를 낮추었음 등을 이유로 설명한다.

마지막으로 저자들은 시간‑가변 α(t) 하에서 간헐적 셀프리시 전략을 수학적으로 모델링한다. α(t)가 0.2‑0.4 사이를 오가면서 일정 구간만 공격적으로 은폐하고 나머지는 정직 채굴에 복귀하면, 전체 평균 수익이 α 평균보다 크게 상승할 수 있음을 시뮬레이션으로 입증한다. 이는 “간헐적 셀프리시”가 정적 임계점(≈0.33) 이하에서도 경제적 이점을 제공한다는 새로운 인사이트를 제공한다.