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修正药业股票:攻击BTC只需 20% 算力?自私挖矿作者提出新BDoS方案引发争论

时间:2020-03-25 15:21:09 | 来源:

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修正药业股票:攻击BTC只需 20% 算力?自私挖矿作者提出新BDoS方案引发争论

写在前面:康奈尔大学以及IC3组织的的研究人员宣布,他们发现了一种针对中本聪共识协议区块链的拒绝服务攻击,并称之为BDoS,这种攻击远比此前的DoS攻击要便宜得多(只需20%的算力)。研究者展示了攻击者如何诱导理性矿工停止挖矿,并提出了一个缓解措施。

这一研究也引起了加密社区的关注,以太坊创始人vitalik对其表示了认可,独立区块链安全审计员Sergio Demian Lerner则表示这一研究是有趣的,他提到RSK可以提供额外的激励以减少矿工问题(RSK相当于提供了叔块奖励),因此不受此攻击的影响。

原论文作者:Michael Mirkin, Yan Ji, Jonathan Pang, Ariah Klages-Mundt, Ittay Eyal(自私挖矿提出者), Ari Juels (康奈尔大学计算机学教授)

原论文链接:https://arxiv.org/pdf/1912.07497.pdf

以下是简化版博文译文:

自互联网诞生以来,拒绝服务(DoS)攻击一直是个让人头疼的问题。DoS攻击者以各种服务为目标,旨在获取乐趣和利润。最常见的情况是,他们会向服务器发送大量的请求,这些请求会导致服务器太忙,以至于无法为正常用户提供服务。

而应对措施通常是通过识别洪泛源来防止这类攻击。因此,在所谓的分布式拒绝服务(DDoS)攻击中,攻击者必须协调来自多台计算机的洪泛(Flooding)。

有趣的事实:分布式源通常是普通用户们的机器,它们形成了机器人网络或僵尸网络。

而比特币等加密货币,则是DoS攻击一个特别有利可图的目标。理论上,期货市场和保证金交易允许攻击者做空一种加密货币,通过压低该货币的价格来获取利润。而竞争加密货币,以及担心加密货币对金融主权影响的政府,则是其他潜在的攻击者。

然而,据我们所知,在实际操作中,并没有人对重要的加密货币进行过成功的拒绝服务攻击。

原因就是区块链协议的去中心化特性。在区块链中,并没有可攻击的中心服务器。操作区块链的机器被称为矿机,它们会完全复制区块链数据。虽然对个别机器的攻击是已知发生过的,但几台机器的完全关闭(甚至是控制),对整个系统的可用性而言几乎没有什么影响。

更有趣的事实:比特币的点对点网络是为了抵御攻击而构建的,它吸取了僵尸网络的教训。

事实上,已知针对比特币这类区块链的DoS攻击是非常昂贵的。中本聪提出的比特币协议依靠工作量证明机制(PoW)来保证安全,矿工只有证明他们在系统外花费了资源(即计算能力)才能创建区块。只有当系统中的大部分计算能力表现适当时,才能维护区块链的安全。因此,攻击者要进行DoS攻击,其拥有的计算能力就要比其他参与者的总和都要高,即51%攻击。对于主要的加密货币来说,51%攻击对于大多数实体而言都是非常昂贵的。

这类攻击在2018年底Bitcoin ABC和Bitcoin SV之间的“哈希战争”中有过尝试,但成功是有限的。

BDoS的提出

我们发现,中本聪协议的固有特性,会使其暴露在明显更便宜的DoS攻击当中,我们利用了区块链协议依赖于安全激励的事实。在区块链中,参与者(矿工)因参与加密货币挖矿而获得奖励。当这些激励措施不再促进良好行为时,这个体系就会处于危险之中。我们将这种攻击称为区块链DoS(BDoS),它利用了矿工的理性,使得他们违反规则要比遵循规则更有利可图。

为了充分发挥效力,攻击者需要让矿工们意识到这种攻击,以及意识到这种行为会增加他们的利润。而这种策略行为显然没有在挖矿软件中预先编程。因此,我们认为,这种攻击并不会带来迫在眉睫的风险,因为矿工们在面对攻击时,必须重新规划挖矿设备以最大化其利润。

这种攻击的存在,也许并不令人惊讶,它确实是Bryan Ford和Rainer Böhme提出的理论的一种表现,他们认为,从理性主体的角度分析系统的效用是有限的,因为外在的激励是无法与拜占庭行为进行区分的。

下面我们将概述这种BDoS攻击的机制。但首先,对于不熟悉中本聪大陆的人们来说,让我们先从背景开始讲起。

背景

绝大多数加密货币都在使用中本聪为比特币提出的区块链协议。在中本聪共识区块链中,系统中的所有交易都放在区块当中,并形成一个不断增长的数据链。矿工们通过新交易组成的新区块来扩展这条链,并将其发布给所有其他系统参与者。区块生产的速度,是通过要求矿工在他们的区块中包含工作量证明(密码难题的解决方案)来调节的。(而没有PoW的区块在定义上是无效的)为了补偿矿工们的努力,生产区块就会伴随一些固定的奖励(例如,当前比特币的固定区块奖励是12.5 BTC)。如果矿工诚实挖矿,那么他们就会被激励来延长区块链,并获得相应的奖励。

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