区块链中的自私挖矿

编者按：本文来自：以太坊爱好者，作者：IttayEyal，翻译：阿剑，Odaily星球日报经授权转载。工作量证明区块链实现了一种形式的状态机复制系统。不像传统的SMR协议，PoW区块链是开放的，即，任何人都可以加入这个协议，而且系统也会用经济利益来激励参与者遵守协议。因此，同样迥异于传统SMR协议的地方是，在推理区块链的安全性时，仅仅假设恶意参与者的数量往往并不能得到答案。关键是要问一问，矿工是否真的有足够的动机来遵守所在的协议。这就是本文要讨论的东西。为使讨论更具体一些，我们把讨论的语境限定为中本聪的比特币协议。Ling已经提供了一些相关的背景知识，以及一个对恶意敌手的安全性分析。在我们的分析中，我们准备把这个系统描述为矿工之间的一个游戏。游戏

游戏玩家就是出块的矿工。这个游戏是按回合来进行的，每一回合都有一个矿工可以出一个区块，其他矿工可以发布这个区块。同时，游戏中的消息是同步传播的，因此，所有矿工都会收到上一轮发布的区块。这样当然是简化了现实，例如，这个模型忽略了系统中挖矿总算力的缓慢变化，也忽略了偶尔会发生的出块冲突。虽然如此，这个模型作为一阶近似，也足够了。协议的规定是让每一个矿工都在最长链上出块，或者，如果分叉中的两条链长度相同，他们就跟随自己先接收到的那条链。游戏中的每一个玩家都致力于最大化自己的收益——这个就是TA的效用函数了。具体来说，我们还假设这是一个infinite-horizon游戏，即，随着游戏时间不断趋近于无限，一个矿工的收益就是其平均出块比例。这就代表，密码学货币形式的奖励是按矿工所出的区块发给出块矿工的。注意，主链之外的区块不会进入矿工的收益。重要观察

波场TRON区块链训练营应用开发入门课程将于明日正式开启:据官方消息，波场TRON区块链训练营将于明晚8点在THUBA B站直播间正式开启。该课程为波场TRON与清华大学学生区块链协会THUBA合作推出。第一讲主题为“波场TRON生态以及开发协议简介” ，将详细介绍波场TRON区块的工作原理、共识机制、资源模型以及波场生态的创新发展。

该课程共分为4节，每双周更新一次，将通过深入浅出地介绍波场生态，为学员深入了解波场公链的实际用例，培养个人编程开发技能提供优质的学习和实践机会。未来，波场TRON还将与国内更多顶尖高校开展合作，为区块链行业输送更多新鲜血液。截至目前，波场公链用户总数超过1.64亿，交易笔数超57亿，总锁仓量（TVL）超121亿美元。[2023/6/6 21:18:38]

主链上的出块比例就是对矿工收益的实时模拟。假设系统中的挖矿总算力是静态不变的，系统每10分钟出一个区块，攻击在一次难度调整完成后立即发动。假设一种出块策略会导致网络中一定比例的区块被抛弃，比如所有矿工出的块中有20%的块会产生在主链之外，而且这个比例是稳定的。那么，虽然这个系统仍然是每10分钟出一个块，但只有80%会出在主链上，也就是主链的生长速度会变成每12.5分钟延长一个块，而不是每10分钟延长一次。比特币协议每出2016个块会调整一次难度，如此一来，调整难度所需的时间也会比一般情形要长。一旦难度调整发生，难度又会下降，使得主链的出块间隔重新变回10分钟。这就意味着系统的整体出块速度更高了，每8分钟就能出一个块。所以，一个矿工如果有算力占全网比例为α，且在主链上出块的占比为α′>α，则其每小时收益会与α′成比例。自私挖矿算法

Chainalysis 推出区块链分析工具“Chainalysis Storyline\":5月18日消息,区块链数据分析公司 Chainalysis 推出专为 Web3 设计的区块链分析工具\"Chainalysis Storyline\"，旨在可视化包括 DeFi 和 NFT 在内的智能合约交易。它提供了某地址跨链交易的所有资金流动的整体视图，允许调查人员专注于最重要的交易和资金，\"Chainalysis Storyline\"还能够分析智能合约，并自动标记常见的交易类型，如 NFT 购买或资产交易。目前该产品为有限开发的测试版，用户可填写表格加入候补名单。[2022/5/19 3:26:28]

自私挖矿是一种投机挖矿算法，用于证明前述协议对小矿工并不公平。我们先来看看自私挖矿的机制，然后讨论看看自私挖矿为什么以及何时会产生这样的效果。一开始，自私的矿工会在最长链上挖矿，就像协议希望的那样。不过，一旦TA挖出了一个区块，TA会先把这个区块藏起来，而不是立即发布出去，然后尝试在这个秘密块后继续出块，形成一个“秘密分支”。

Neural Technologies加入RAG Wangiri区块链联盟:Neural Technologies公司已将其Optimus欺诈管理系统（FMS）与风险与保证集团（RAG） Wangiri区块链集成。作为RAG Wangiri区块链联盟的合作伙伴，使用Optimus欺诈管理系统的通信服务提供商（CSP）将能够无缝地将有关Wangiri欺诈电话攻击的信息添加到实时欺诈数据库中，并从其中检索信息。（RealWire）[2020/5/5]

声音 | 美国威凯律师事务所合伙人：若区块链发挥作用，将会颠覆金融行业商业模式:据财经网消息，5月25日，美国威凯律师事务所合伙人、证券部副主席Daniel M. Gallagher在2019清华五道口全球金融论坛上表示，虽然虚拟货币也曾带来了一系列问题，美国的ICO市场规模也在下降。但业界对区块链技术的支持从未减弱，并且区块链也得到了法律的支持。Daniel M. Gallagher认为：某些金融中介机构将区块链看作自身业务的威胁，很有可能会利用监管机构之手扼杀区块链的创新，美国和中方的监管机构都应注意这一点。此外他还提出：由于区块链技术的优势可以使金融更具可追踪性和透明度，监管机构在监管过程中应给予区块链技术足够的重视。[2019/5/26]

与此同时，其它矿工会延长公开的那条链，这条链最终会变得更长，因为他们的挖矿算力占大头。而自私挖矿的矿工会继续延长其秘密分支，直到公开分支落后一个区块。然后自私矿工就会把自己的秘密分支发布出来。

巴林希望使用区块链降低车辆数据存储成本:巴林正在考虑采用区块链技术，以降低维护该国车辆登记数据的成本。巴林交通总局(GDT)周四宣布了一项新计划，计划在该国开发一个基于区块链的车辆登记系统，目前正在寻找技术合作伙伴，以专注于该系统的设计和实现。[2018/5/14]

因为秘密分支更长，那么另一方就会认为这条才是主链，从这时开始，所有人都会跟随自私矿工的分支，而其他矿工挖出的区块会被抛弃——被忽略，并使得出块矿工一无所获。但这种策略也不是万无一失——从开始秘密挖矿时起，自私矿工就一直承担着风险。如果TA出了一个秘密区块同时别的矿工也出了一个区块，TA就不能靠发布这个秘密区块来变成最长链；相反，此时会变成两个同样长的分支在竞争最长链。

自私矿工会尝试延长自己的分支；为简化分析，我们假设其他矿工也会尝试延长自己所在的分支。如果TA能抢先出下一个块，则TA的分支会变成最长链，然后下一次攻击会在这条最长链的末端重新开始。如果其他矿工生出，那么自私矿工就属于不利地位。在这种情况下，TA会放弃这次攻击，寻找下一次机会。在这次攻击中，TA的秘密分支会变成一条较短的分叉，使TA一无所获。自私挖矿分析

乍一看，这种攻击应该不会奏效——自私矿工的算力只占少数，必定是赢少输多。不过，一个细致的分析表明，并不总是如此。这个游戏可以自然而然地描述成一个MarkovChain。通过计算自私矿工的出块和其他矿工的出块情况，我们可以计算出自私矿工的区块在主链上的比例，其实就是其算力规模的函数。

我们可以看出，算力占比超过1/3的自私矿工可以通过违反协议及执行自私挖矿算法来提高自己的收益。结论

上述分析表面，当自私矿工的算力超过1/3时，自私挖矿的策略比诚实挖矿的策略收益高，但这是在乐观的假设下的结果。想要更深度的分析，请看FinancialCrypto2013上的论文以及ACM2018会议上的论文。后续的研究，包括最近的一个，都使用马尔可夫方法来确定诚实挖矿策略占优的算力阀值。感谢IttaiAbraham富有教益的反馈。

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