“一筆交易” 的勝利_GAS

作者：NEST愛好者_九章天問如果問我區塊鏈上，有什么攻擊是不可避免的，我會回答：堵塞攻擊和51%攻擊。51%攻擊我們下次再談，今天單論這堵塞攻擊。所謂堵塞攻擊，是用交易占據區塊，使其他人的交易無法打包。有人把堵塞攻擊比作區塊鏈上的DDOS攻擊：不是尋找系統漏洞，而是“合規”地占用資源，令系統停擺。二者確有相似之處，抽象出來：一是“合規”，即攻擊是系統允許的；二是非漏洞，即任何系統都可能被攻擊，再完美也一樣；三是搶占資源，攻擊者占用系統資源，其他人被動排除在外。仔細看這些特點，似乎并不是一個純粹的技術問題，也不是一個單純的安全問題。堵塞攻擊是一個經濟學問題，或者博弈問題。現以以太坊網絡為例，我們先研究堵塞攻擊的最佳邏輯，其次則研究對抗堵塞攻擊的思路。

分析 | 數字虛擬幣交易升溫 “匿影”挖礦木馬再度活躍:4月12日，騰訊御見發文稱，近期數字加密貨幣市場有所回暖，挖礦木馬正在重新變得活躍。最新的監測又有新發現：”匿影”挖礦木馬已于近期升級，木馬團伙更新多個域名、簡化攻擊流程、啟用最新的挖礦賬戶挖PASC幣。“匿影”挖礦木馬通過多個網盤和圖床隱藏自身，使用NSA武器庫的多個攻擊工具（如，永恒之藍）在局域網內主動橫向傳播。 “匿影”挖礦木馬挖取PASC幣（pascal coin），與其他數字加密貨幣不同的是，其他幣種會把幣存在錢包上，而PASC幣引入了賬號的概念叫PASA，而賬號是通過挖礦產生的，每發掘一個區塊則會產生5個賬號，幣就存放在第一個賬號上面，賬號序號是從0開始的，PASC幣總計發行21144600枚。當前PASC價格只有0.3美元，相比最高時的5.63美元，已經跌去95%，如果不是本次幣圈再次升溫，說不定已化身歸零幣。[2019/4/12]

動態 | “維基解密”官方BTC地址收到捐款增加，今日共有40多筆捐款:據thenextweb報道，在“維基解密”創始人阿桑奇被捕不久后，維基解密官方的BTC地址收到的打款增加。在阿桑奇被捕的消息傳出后不久，維基解密在推特上發布了一個捐贈頁面的鏈接。這可能是導致比特幣地址交易量突然飆升的原因。盡管捐款有所增加，但捐贈到其當前地址的總金額只有價值1.5萬美元的BTC，其中超過三分之一是維基解密在阿桑奇被捕之前收到的。在撰寫本文時，來自Blockchain.com的數據顯示，維基解密的BTC地址共收到161筆捐款，今天有40多筆捐款。[2019/4/11]

假設一個區塊的gaslimit上限是1000萬，最小的單筆交易是2萬，則堵塞一個區塊有兩種方案：第一種是用大量高gasprice的小型交易區堵塞區塊；第二種是用一筆高gasprice的大型交易來堵塞。比如gasprice都是1000，則兩種方案計算出來的gas成本是一致的，這是從自己的立場出發計算的結果。但從礦工和競爭者的角度看，二者是有差異的。先說競爭者，即希望突破堵塞攻擊的交易者。如果是小型交易，則競爭者完全可以通過一筆更高的gasprice，搶在攻擊者之前打包，比如用2000的gaceprice去競爭，原則上一定排在諸多的gasprice為1000的小型交易前面；但對于一筆大型交易，由于礦工考慮最大化gas的組合，而不是最高gasprice的交易優先，則競爭者可能就被阻擋在外。這是因為，大型交易的總gas為1000萬*1000，而包含小型交易的gas為2萬*2000+其余交易，這里其余交易是備選的第三方交易，一般gasprice較低。在這兩個交易組合里，理性的礦工會選擇大型交易的組合，從而使競爭者即使出了更高的gasprice，由于其單筆交易的gas較低也會被排除在外。因此堵塞攻擊從有效性來講，高gasprice的大型交易更有優勢。根據當前以太坊網絡的交易情況，一個1000倍gasprice的大型交易的手續費為，1000w*1000=10ETH，以來堵塞一個區塊，那么堵塞10分鐘的成本在500ETH。如果外部激勵足夠大，堵塞1個小時也就是3000ETH，這很可能是值得的。注意到，1000倍gasprice只是基于一個統計數據的假設，并沒有基于一個鏈上應用來分析。

動態 | “比特幣”的搜索熱度同比下跌83% 環比下跌1%:今日百度搜索熱度中，“比特幣”的搜索熱度近7日整體日均值為10968，整體同比下跌83%，環比下跌1%。 “以太坊”的搜索熱度近7日整體日均值為2180，整體同比下跌64%，環比下跌20%；“瑞波幣”的搜索熱度近7日整體日均值為868，整體同比下跌67%，環比下跌13%； “萊特幣”的搜索熱度近7日整體日均值為1093，整體同比下跌50%，環比上升9%。[2019/2/11]

考慮一個鏈上應用，比如DeFi，其經濟性存在對區塊的依賴，即在N個區塊內，需要完成一筆交易，否則會造成X個ETH的損失。如果該應用不做任何設計的話，按照之前的假設，10*N個ETH的堵塞攻擊即可造成X個ETH的損失。這里有幾種情況：1.X個ETH的損失可以變成攻擊者的收益，則當X>10N時，攻擊便是一種完全理性的激勵。2.X個ETH的損失并不能變成攻擊者的收益，則此種情況和X<10N一樣，便成為一種惡意行為：通過破壞該應用的有效性使得資產從該應用中流出。這兩種情況應當分開考慮應對方案，但不管哪種情況，核心是如何使得堵塞攻擊失效：總有一筆交易能夠在臨界條件觸發前完成，這就是我們說的“一筆交易的勝利”。對于第一種情況，應用需要做兩種設計：首先應當根據經濟規模或某種異常條件提升N的大小，變成N1；其次提升完成一筆交易的激勵收益：比如完成一筆交易的收益從a個ETH提升到b個ETH，其中b>a，并且b>10eth，即堵塞一個區塊的成本變成bETH，總成本從10*NETH變成b*N1ETH，只要b*N1ETH>X，則攻擊的外部激勵失效。

幣價下跌 “礦難”來臨 華強北礦機賣家含淚割肉: 第一財經訊，業內人士稱，現在賣礦機不賺錢，反而是虧錢。比特幣礦機S9最貴是在2017年11月底12月初，3萬4千左右，現在在兩萬元上下。達世幣螞蟻礦機D3，曾一路上漲到3萬多，2017年9月底10月初開始掉價，最低時曾經跌到幾千塊錢，現在的行情為1萬元左右。[2018/2/6]

對于第二種情況，應對惡意攻擊的最好辦法，即是安排一種停機機制，包含兩種含義：其一是攻擊造成的成本幾何級數提升，使得攻擊者無法達到目的，從而放棄攻擊，比如NEST系統的beta系數設計，是目前區塊鏈行業內第一個內置停機系統的設計，我們可以借鑒，比如讓臨界區塊數N可以級數提升。其次，根據“一筆交易的勝利”難度自動調整應用的可執行性，當完成“一筆交易的勝利”變得非常緊迫時，可以讓應用暫時不能執行，使得攻擊者失去了攻擊目標。這兩種安排由于比較開放，需要更深入的邊界條件的分類研究。當然，以上分析都是假設礦工是完全理性且只考慮打包的gas收益，不考慮可能的黑名單、自愿犧牲部分利益抵制堵塞攻擊等行為，通過這些人性化的安排，也可以間接實現抗攻擊的目的，但我們更傾向于在應用端進行設計。由于當前鏈上應用還在探索期，沒有人認真思考過堵塞攻擊的攻防，這對未來應用的發展十分不利，想想當年FOMO3D的結局，希望不要在DeFi行業發生。我們以此文提醒行業，小心堵塞攻擊，在開發應用合約時，盡可能用各種巧妙的方案來爭取“一筆交易的勝利”。

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