比特幣:中本聰了不起的設計：禁得住 10 年考驗的比特幣區塊時間戳保護

比特幣現金的時間保護規則的明顯脆弱性，可能未被利用，顯示出比特幣的時間保護規則的思考是如此完善。

原文標題：《比特幣的區塊時間戳保護規則》作者：BitMEXResearch

我們檢查了比特幣鮮為人知的兩個規則，這些規則用于防止不法礦工操縱區塊時間戳以獲得不公平的高額挖礦報酬。我們討論了為什么可能選擇類似2小時MAX_FUTURE_BLOCK_TIME值之類的常數，以及該值會對比特幣現金有何特定的影響。我們得出的結論是，考慮到實施規則時缺乏功能網絡，比特幣的時間保護規則似乎相當有效，令人贊嘆。

來源:Pexels

比特幣的時間問題

人們可能認為時間對于比特幣網絡并不是一項重要的考慮因素，因為每個區塊都引用前一個區塊的哈希值，所以這些區塊已經有先后順序。比特幣區塊還包含交易、推導區塊頭的默克爾樹和區塊哈希值本身，用于證明工作量。從表面上看，這對于交易和一致性系統也許已經足夠。但是，存在調整難度的問題如果太多的礦工加入網絡，區塊時間可能變得太快，又或者如果太多的礦工離開，區塊時間可能變得太慢，使得網絡不可靠。

澳本聰Craig Wright稱中本聰從未登錄Bitcointalk 論壇:澳本聰Craig Wright最近稱，中本聰從未登錄使用過論壇Bitcointalk。該網站是已知最早的比特幣論壇之一，并且有許多帖子來自聲稱是Satoshi的帳戶。Wright稱中本聰未使用該平臺進行交流，他說中本聰使用該網站是一個“神話”。

“這是一個神話，Bitcointalk上Satoshi的賬號是我的，上面所有帖子實際上都是我發的，并且未被編輯或更改，并且網站登錄名屬于我”。（Bitcoin.com）[2020/4/28]

為了解決這個問題，每兩星期調整一次采礦難度，以實現區塊之間十分鐘的目標時間。遺憾的是，為了對兩星期的時間進行計算，需要將時間概念引入區塊鏈并成為一致性系統的一部分。因此區塊必須含有時間戳，人們可以將比特幣看作世界上第一個分布式電子時鐘。區塊時間戳安全規則在比特幣區塊產生時，實質上涉及兩個時間：

動態 | 烏克蘭建立虛擬中本聰紀念雕像:烏克蘭一個項目小組在他們開發的一款移動應用虛擬現實(VR)中，為比特幣的匿名創始人中本聰(Satoshi Nakamoto)立了一座雕像。該計劃旨在圍繞這些雕像構建一個虛擬城市網絡，并最終建立一個全球性的“中本聰共和國”。從智能手機上可以看到，這座紀念碑位于 Kiev市中心的空基座上。第二座“虛擬中本聰紀念塔”將于今年11月3日在洛杉磯好萊塢星光大道(Hollywood Walk of Fame)上安裝。[2018/10/5]

區塊頭中的時間，是由礦工放置的區塊產生的實際時間。當然，這兩個時間應當幾乎相同。畢竟，礦工們肯定有合理準確的時鐘，他們為什么會在時間上撒謊呢？

礦工的確存在在時間上撒謊的誘因。比如，不法礦工可能會添加一個將來的時間戳。舉例，如果生產一個區塊要10分鐘，礦工可以通過向將來添加5分鐘的時間戳來聲稱花了15分鐘。如果這種增加5分鐘的做法在整個兩星期的難度調整周期都持續，平均區塊時間會看起來像是15分鐘，而實際上比這要短。那么下一個周期的難度可能會向下調整，由于區塊時間加快，增加采礦收入。當然，這種方法的問題在于，比特幣時鐘的移動繼續與真實時間越來越遠。

聲音 | 眼鏡蛇Cobra：Craig Wright不是中本聰:眼鏡蛇Cobra在推特稱，Craig Wright不是中本聰。今年2月份，澳大利亞企業家Craig Wright公開承認自己是比特幣的創始人“中本聰”。媒體爆料后，澳大利亞當局很快搜查了Wright住所。V神一直以來都對Craig Wright稱自己為中本聰表示懷疑。[2018/9/1]

為了解決或減輕上述問題，比特幣有兩個機制防止礦工篡改時間戳。

1.過去時間中值規則－時間戳必須比過去11個區塊的中值更靠前。11個區塊的中值意味著可以對6個區塊進行重組并且時間仍不會向后移動，有人可能認為這與MeniRosenfeld的2012年報告中提供的例子是一致的，即對于擁有10％網絡算力的攻擊者，必須進行六次確認才能將攻擊的成功概率降低到0.1％以下。

2.未來區塊時間規則根據－MAX_FUTURE_BLOCK_TIME常量，相比來自同等節點的中值時間，時間戳不能出現在未來2小時以上。節點提供的時間與當地系統時鐘之間的最大允許差是90分鐘。需要注意的是，不同于上面的MPT規則，這不是一個完全達成共識的規則。具有在未來太遠時間點的時間戳的區塊是無效的，但隨著時間向前移動它們可能變得有效。

吳忌寒回應Cobra：請閱讀中本聰關于51%攻擊的分析:比特大陸CEO吳忌寒回應Bitcoin官論壇持有人Cobra吐槽：在修改原始白皮書前，請閱讀中本聰關于51%攻擊的分析，它并不會是比特幣的終結者。今早Cobra表示：吳忌寒和楊海坡可輕松實現對比特幣的51%攻擊，徹底擊垮1300億美元網絡。[2018/6/8]

規則一確保區塊鏈在時間方面繼續向前移動，而規則二確保區塊鏈不會向前移動太遠。這些時間保護規則并不完美，例如，礦工仍可以在兩星期時間內通過生成未來的時間戳，從而將時間戳向前移動，但這種操作的影響有限。

如上文的比率所示，由于兩個小時只是兩星期中很小的一部分，此操作對網絡可靠性和挖礦盈利能力的影響可能有限。這相當于在難度調整后的兩星期內，將區塊之間的時間從10分鐘減少至9分54秒。而且，它只是一次性變動，因為一旦發生了兩小時的時間移動之后，除非先向后移動，否則無法再次發生前移。與此同時，礦工在向前移動兩個小時之前，可能會考慮安全邊際，以減少區塊被網絡拒絕的風險。

金色財經現場報道 曹寅：區塊鏈概念并不是中本聰最先提出:在GBLS全球無眠區塊鏈領袖峰會上，愛沙尼亞數字國際計劃顧問曹寅表示：區塊鏈最早是愛沙尼亞大學中提出的框架，并不是中本聰最先提出。[2018/6/6]

據我們判斷，這些規則在防止礦工以惡意方式篡改比特幣時間戳方面，已經證明具有合理的有效性。

比特幣現金的理論區塊時間問題

如我們最先在2017年9月所提及，比特幣現金是2017年8月從比特幣分叉出來的一種替代貨幣，它的主要目的是提高區塊大小限制。當時比特幣現金開發者的擔憂之一，就是很多礦工不會開采比特幣現金，因此區塊之間的時間差可能太大。因此實施了所謂的「緊急難度調整」，以減輕這種擔憂。我們在此不會進行詳細討論，但足以說明此機制非常復雜并且證明存在根本的瑕疵。這種算法意味著，如果在特定時期內沒有找到特定數量的區塊，難度將會降低。此政策尤其激進，因為它意味著區塊之間的時間差越長，難度向下調整的幅度就越大。礦工可以故意留下大的時間差操縱網絡，導致難度大幅變動，隨后出現以非常高頻率生成區塊的低難度期。然后網絡變得不可靠。

由于這種瑕疵，生成的比特幣現金區塊超過預期，并且礦工在此期間的收入增加。比特幣現金建立了基于比特幣的大約5,000條區塊引線，一條引線至今依然存在。幾個月后，在2017年11月，最終進行了修復。EDA被移除并且被一個新的難度調整系統取代。但是，這仍然與比特幣的兩星期窗口系統不同。比特幣現金的系統更加動態并且調整速度更快。雖然這意味著比特幣現金可能在短期擁有更波動的難度，但此貨幣對變化的調整速度更快，而比特幣中的時間差糾正可能需要花費更長時間。

來源:BitMEXResearch

在比特幣現金的新難度調整算法中很多人可能忽略了一件事情，就是它與兩小時時間保護規則的相互關系。據我們所知，比特幣現金保留了2小時常數。

兩小時時間現在是計算期的8.3%。這相當于將區塊之間的時間從10分鐘減少至9分10秒。這確實似乎具有潛在的重要意義，并且如果加以利用，可能導致礦工盈利能力的變化。因此比特幣現金在礦工篡改時間戳方面可能具有一定脆弱性，或者至少比比特幣更加脆弱。另一方面，雖然比特幣現金面對礦工時間戳篡改攻擊時比比特幣更加脆弱，但對問題的解決速度更快。

結論

比特幣現金的時間保護規則的明顯脆弱性，可能未被利用，顯示出比特幣的時間保護規則的思考是如此完善。據我們所知，這些時間保護規則自2009年比特幣推出時就已經存在。在設計系統時，中本聰必須至少在三個深度層面進行創新：

工作系統的驗證→難度調整系統→完善的時間保護規則

雖然這在今天我們看來可能不是特別精巧，但我們對這些系統已經有了10年經驗。我們認為，中本聰在沒有任何此類網絡之前對此進行了全面思考，是非常了不起的。

來源鏈接：blog.bitmex.com

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