解析：以太坊矿池拒绝打包攻击

撰文|?NESTResearch研究组，Yuheng?&Yuyi

出品?|NEST爱好者授权发布

分析案例：针对NEST预言机的矿池拒绝打包攻击

一、引言

与单纯基于可信任第三方的中心化预言机不同，NEST分布式预言机希望能够让尽可能多的链上用户参与到价格转换关系确定的过程中来，从而进一步提升预言机输出数据结果的可靠性以及整个预言机系统的安全性。

而正是因为这种特性，分布式预言机往往会遇到数据无法得到有效验证的问题，比如有恶意矿工提供恶意报价来影响价格。为了解决这种问题，NEST设计了报价—吃单的提交验证机制，即允许验证者根据报价的价格进行交易得到报价者所抵押的资产，并重新提出一个报价进行修正。通过这种方式，NEST分布式预言机能够在一定程度上有效地对恶意报价进行限制，同时也能够及时地对恶意报价进行修正。

Numen发布微软漏洞解析，黑客可通过该漏洞获取Windows完全控制权:6月9日消息，安全机构 Numen Cyber Labs 发布微软 win32k 提权漏洞解析。Numen 表示，该漏洞系 win32k 提权漏洞，是微软 Windows 系统层面的漏洞。通过该漏洞，黑客可获取 Windows 的完全控制权。

Numen 指出，win32k 漏洞历史众所周知。但在最新的 windows11 预览版中，微软已经在尝试使用 Rust 重构该部分内核代码。未来该类型的漏洞在新系统可能被杜绝。

此前报道，5 月，微软发布的补丁更新解决了 38 个安全漏洞，其中包括一个零日漏洞。[2023/6/9 21:25:55]

然而，这种针对于价格修正方式的顺利运行基于的是吃单交易以及新的报价交易能够在验证期内及时地出现在链上的新区块当中。众所周知，目前整个区块链网络中的矿工群体早已不是像最开始那样单独工作了，为了保证收益的稳定性，矿工们会组织在一起形成矿池来达到算力的整合，因为在工作量证明的共识下，更大的算力也就代表着获得收益的概率越高。

1inch Network：已向解析器激励计划发放超150万枚INCH:2月12日消息，DEX聚合器1inch Network在社交媒体发布项目数据更新，截止目前已向解析器激励计划发放1,507,992 INCH代币，按照当前价格计算超过80万美元。1inch Network于1月底启动解析器激励计划代币发放，总计为1000万枚INCH。

此外，1inch Network还公布了当前主流链上数据，按交易额排名：以太坊（2406亿美元）、BNB（326亿美元）、Polygon（181亿美元）、Avalanche（33亿美元）、Arbitrum（32亿美元）、Optimism（16亿美元）、Fantom（7.291亿美元）、Gnosis（1.92亿美元）。[2023/2/12 12:02:19]

矿池的出现所引发的本质问题是其对交易打包权的垄断。因为在公有链中只有挖到区块的矿工或者矿池能够决定下一个区块中应该包含哪些交易，而矿池相较于单一的个体矿工又往往具有压倒性的算力优势，在这种情况下那些具有算力规模更大的矿池会选择打包一些对自己有利的或者交易费较高的交易，即使这些交易可能并不是最先被公布到链上的。

Etherscan现支持以太坊域名服务ENS反向解析:5月12日消息，以太坊域名服务（Ethereum Name Service，简称ENS）发推称，Etherscan目前支持ENS反向解析。ENS反向解析可使用户的ENS域名成为跨DApp的以太坊账户的便携式用户名。除Etherscan外，使用此功能的其他DApp包括Uniswap、Opensea、Aavegotchi和Snapshot Labs等。目前，要使用该服务，用户必须手动启用反向解决，之后将更改为自动启动；DApp须在其UI代码中使用PR。

注：正向解析（Forward resolution，FR）是将一个ENS域名解析到以太坊地址等资源，反向解析（Reverse resolution，RR）是指将一个以太坊地址解析到一个ENS域名。[2021/5/12 21:52:40]

而当这种情况出现在NEST分布式预言机中时，则会导致提交的新报价无法在验证期内得到及时地验证，最终会导致NEST输出错误的价格数据，从而使得部分矿池捕捉到套利机会，进而威胁到整个DeFi生态的环境安全。本文接下来会具体介绍这种针对NEST分布式预言机的矿池拒绝打包攻击的详细内容。

声音 | 鲁春丛：推动区块链的创新技术在标识解析中深度应用:据中国信通院官网，8月15日，在中国工业互联网标识大会上，工业和信息化部信息通信管理局副局长鲁春丛演讲表示，大力推进标识解析技术，标准研制，搭建规模性基础技术创新以实验的环境，联合产学研用各方面力量，促进新型标识体系的研制，推动区块链的创新技术在标识解析中深度应用。据介绍，标识解析体系是工业互联网的核心基础设施，是新一代互联网的“中枢神经”。[2019/8/18]

二、攻击流程及分析

为了方便讲解这种攻击方式，我们首先假设所有参与挖矿的成员都是矿池，各个矿池具有不同大小的算力占比，且彼此之间都知道各自的算力占比。

首先在发动攻击之前，恶意矿池可以通过闪电贷等方式预先囤积好之后用于套利的加密货币。例如，恶意矿池会预先囤积大量的ETH，紧接着操纵ETH和USDT之间的价格比例来实现套利。

接下来，恶意矿池会向NEST提出一个报价，该报价会和当前的实际市场价格存在着巨大的差别。由于该报价和实际市场价格之间存在着巨大的差别，也就代表着存在着巨大的套利空间。因此在持续时间为S个区块的验证期内，根据NEST本身的吃单验证的协议，必然会有验证者提出吃单的交易并对该报价进行最合理的修正以获得最大的收益。

而此时，在组装每一个验证期的区块时，所有的挖矿矿池面对着两个相同抉择，将该交易打包进自己组装的下一个正在组装区块当中或者不将该报价打包进下一个正在组装的区块中。由于各个矿池都知道彼此之间的算力占比以及彼此之间所能够采取的策略选择，因此在验证期内，每个矿池是否选择对该报价进行修正实际上可以看成所有矿池所一起进行的多次相互独立的完全信息静态博弈。而能够决定整博弈最终结果的，也就是所谓的纳什均衡点，则是每个参与者在各种决策组合情况下的收益，因为每个参与者都会选择在各种情况下自己收益都最大化的决策。囚徒困境就是一种典型的完全信息静态博弈。

如果一个矿池选择对于该报价进行修正，那么很明显该矿池能够立即得到收益，我们假设修正报价对应的收益为a。而如果一个矿池不选择对于一个报价进行修正，看似该矿池无法立刻得到收益，但是该矿池也可以根据该恶意报价所涉及到的加密货币进行囤积，最终在报价成立之后进行套利，我们可以设这个最终的收益为b并且通常有b>a。

但是我们需要注意到，在区块链中只有挖到新区块的矿池能够获得记账权，也就是说即使一个矿池选择立刻修正该恶意报价，它也只能在一定概率下获得a的收益，并且这个概率是和该矿池的算力成正比的，因此我们可以将一个矿池选择修正报价的收益表示为Pia。同样的如果不修正报价，在报价成立之后，一个矿池所能够得到的收益也为Pib。但是由于一旦报价被修正，那么之后的博弈也就不再存在，意味着所有的矿池都不会获得b收益，因此实际上在验证期矿池决定每个区块的交易内容时，其所考虑的两种收益实际如下：

其中T代表矿池的决策，Y代表修改该报价，N代表不修改该报价；Pn代表接下来所有验证期区块都不会出现修改报价的概率。

在组装验证期内对应的每一个区块时，所有的矿池都会比较这两种收益来选择自己的决策。最后根据自己的算力占比，以及两种收益a、b之间的比例关系选择是否对于该报价进行修正，从而最终达到纳什均衡状态。

三、分析总结

正如上述所说，矿池有可能会凭借着自身算力的优势对于报价的修正更新进行延迟和阻碍，从而利用NEST预言机进行套利。但是这也不仅仅是NEST预言机所面临的问题，实际上整个区块链的去中心化理念都在受到矿池这一现象的冲击，因此如何解决好矿池所带来的问题，是我们在走向真正的去中心化道路中不可避免的一个挑战。

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