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算力暴跌會引發比特幣算力攻擊嗎? 會

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|作者:區塊律動BlockBeats 0x22

當你打開這篇文章的時候,已經有幣遭遇 51% 算力攻擊了。
在最近幣價暴跌的大背景下,最慘的人其實是礦工。整日緊盯著關機幣價,昔日價格炒到天上去的礦機已經和鍋碗瓢盆堆在一起按斤甩賣了。即便是在海對面的美國,頂級的礦機公司 Giga Watt 也在11月20日向法院提出了破產申請,欠下 7000 萬美元的債務。
礦機關機、礦場破產……這意味著什麽呢?根據blockchain.com的數據,今年10月起,全網算力便開始持續下降。10月31日時全網算力大約還有 60EH/s,而到今天,只剩下了 39EH/s,一個月裏跌去了超過三分之一。而在此之前,包括今年一直持續的熊市在內,全網算力基本都是符合指數增長的趨勢的

在進一步分析這背後的深層含義之前,我們需要先來了解一下比特幣挖礦的工作原理以及這背後的經濟原理。
所謂比特幣挖礦,簡單來講,就是把電力轉化成錢。通過專業化的 ASIC 芯片來計算比特幣的哈希函數 SHA-256,礦工擁有的算力越多,就越可能由他先算出正確的值,也就是挖出下一枚比特幣。這一過程中會消耗大量的電力,電力成本組成了挖礦成本的主要部分。
正因如此,還產生了「比特幣挖礦所需能源相當於 4 個切爾諾貝利核電站」的說法。當售出比特幣所獲得的收入跌到低於挖礦成本的時候,自然礦工就會停止這樁賠本的生意。
另外比特幣挖礦的一個機制是挖礦難度(也即解決哈希函數的難度)會每 2 周調整一次,為的是在算力過高的時候出塊速度不至於太快,在算力過低的時候出塊速度也不至於太慢,能夠一直穩定在 10 分鐘左右出一個塊。

下圖為bitcoinwisdom提供的數據,比特幣的挖礦難度變化。可以看出與算力下降相對應的,從10月起挖礦難度便也開始下降了。在最近一次難度調整時,挖礦難度更是前所未有地降低了 15%。而在此之前,比特幣算力只有 2 次降低,其他時間幾乎都在增長,在不到一年的時間內漲了接近 3 倍。

根據微觀經濟學的理論,在一個完全競爭的市場裏,礦工的利潤應該是趨近於零的。因為當比特幣價格上升,有利可圖的時候,短期內現有的礦工利潤會增加,但很快便會有新的礦工加入,這意味著全網算力的增加,而全網算力的增加也進而提高了挖礦難度。
對於一個算力不變的礦工來說,他挖到下一枚比特幣的幾率就降低了。於是本來增加的利潤不久之後就被隨之而來的競爭給消磨掉了。
從數據上看,由於算力的增加和比特幣價格的下降,礦工的利潤今年一直就持續處在下滑狀態,逐漸向零趨近。但是,在這其中,礦主也應該分成兩部分來看。

根據 Diar 的統計數據,9、10月的時候,電價高的小礦工利潤就已經基本為零了,而電價低的大礦主利潤雖然持續下降,但在10月的時候利潤還大約有 59%。也就是說,在大量小礦主離場的同時,仍然有相當一部分大礦主處在盈利狀態,可以繼續生產,幣價仍然還有繼續下跌的空間。

再跌下去,比特幣世界會出現 51% 算力攻擊嗎?
那麽,礦機關機、算力下降更深層的含義是什麽呢?有人提出了這樣的觀點:比特幣 51% 算力攻擊的成本下降了,比特幣的安全可能受到威脅。
乍一聽,這樣的觀點驚出人一身冷汗。
可是實際上,現在來講,成功對比特幣進行 51% 算力攻擊的可能性有多大呢?
根據 Cryptoslate 的估算,對比特幣進行 51% 算力攻擊需要 14 億美金,需要 240 萬台專業的 ASIC 礦機,一年耗電量約為 29.3TW,相當於摩洛哥整個國家一年的耗電量。其中為了儲存這些礦機所需約兩億五千萬美金在基礎設施上,包括礦場建造、通風設備等等;而如果要持續運行這些設備一天,一天的電費約為 200 萬美金,人力和其他成本需要 24 萬美金……
比特幣攻擊成本高的原因除了算力基數大之外,還有一個原因是它的 checkpoint(檢查點)機制。通過在代碼中硬編碼一組區塊及其 hash,節點同步區塊時會自動檢查能否對得上之前的檢查點,如果對不上節點就知道這條鏈是不誠實的,就會把它丟棄。
通常檢查點會設置的比較遠,檢查點之前的交易就是不可修改的。如果要進行攻擊,就必須從較遠的檢查點開始分出一條鏈,對算力要求極高,大大提高了攻擊成本。
比特幣主要的特點就是可抵制惡意節點、反審查制度。為了實現這樣的安全性,才需要進行挖礦。通過密碼學和行為經濟學巧妙的組合,礦工可以因為誠實的行為和維護網絡安全而得到獎勵。
這樣的系統存在一個弱點,就是如果惡意的一方控制了 50% 以上的算力,就可以對整個系統進行攻擊。然而對於比特幣來說這樣的攻擊是昂貴的。有人說比特幣挖礦浪費了很多資源,但比特幣就是有意被設計成這樣的,這使得對比特幣開展 51% 算力攻擊成為了一個昂貴、不切實際的想法。
因此,很難想象會有一個個人或企業願意付出如此的成本來對比特幣進行攻擊。況且,就算有人願意付出高昂的成本,這樣的攻擊也會使人失去對比特幣系統的信心,而當作為共識的信心一旦失去,比特幣也就變得一文不值了,那麽攻擊者又能得到什麽好處呢?
除非他的唯一目的就是破壞。
比起比特幣算力攻擊,我們更擔心的是其他區塊鏈
比特幣這樣大規模的網絡暫時還不用擔心 51% 算力攻擊,但是對於規模小些的區塊鏈網絡來說,51% 攻擊之前就曾多次出現(今年早些時候比特幣黃金、Verge、ZenCash 就被攻擊),現在算力大幅下降,攻擊者們更是蠢蠢欲動了。
據 PeckShield 態勢感知平台數據顯示,11 月 29-12 月 2 日之間,加密貨幣 Vertcoin (VTC) 遭到 51% 雙花攻擊。攻擊發生在塊高度:1043103 和 1044333 之間,攻擊者所出的區塊 1043110,1043619,1044432 均包含雙花攻擊交易。據了解,這已經是近兩個月內 VTC 遭受的第四次遭受 51% 攻擊,共計損失超過了 10 萬美元。
當攻擊者掌握大部分算力的時候,他們可以選擇任意一個之前的區塊,從這裏開始延伸另外一條區塊鏈,直到這條區塊鏈長過原來「真實的」那條鏈,成為最長鏈。而原來的那條鏈上分叉點之後的區塊就被覆蓋掉,成為了無效的區塊。
報道稱 Vertcoin 最近遭受的這次攻擊中,有 310 個區塊被覆蓋,遠超過之前的幾次攻擊。在這四次攻擊中,Vertcoin 共損失超過 10 萬美元。
Crypto51 網站提供了各個區塊鏈 51% 攻擊的成本數據,上面顯示,對 Vertcoin 進行一小時的算力攻擊成本僅需 125 美元。
推特上有網友評論說:「只需要一百多美元每小時來租用算力就夠了,Vertcoin 被攻擊是必然呀!」那麽其他的網絡上 51% 算力攻擊的成本是多少呢?根據 Crypto51 的數據,一小時攻擊成本比 Vertcoin 小的鏈多到令人發指。

Crypto51上的攻擊成本是如何計算的呢?
它是根據在 NiceHash 上租用算力的成本。NiceHash 是現今世界上最大的加密貨幣算力市場, 隨時可為算力買家提供超過 20 種不同的算法的算力。
攻擊者只需要付出很少的租金,就可以在這樣的平台上租用算力,來對眾多區塊鏈進行 51% 攻擊了。完全不需要像 Cryptoslate 估計比特幣攻擊成本那樣,付出礦場基礎設施費用、人力費等等。

媒體還指出,交易所會是攻擊者攻擊的主要對象。因為交易所支持用戶在短時間內進行資產的充值、交易和提現。攻擊者可以在把資產A充值進交易所之後,迅速進行交易,換成另外一種資產B然後提現。然後對A發起 51% 攻擊,使之前向交易所的充值無效。
只要交易所的資產充值可能會被無效化,攻擊者就不會放棄這種攻擊方法。因此未來這樣的攻擊大概只會越來越多。
面對這樣的情況,交易所能怎樣應對呢?只要存在 51% 攻擊風險的資產還存在一天,交易所就多一天的可能遭受損失。於是終有一天,交易所可能不得不下架這些資產,市場將會迎來一次新的洗牌。
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