區塊鏈:區塊重組 唯一受益人只有礦工| 幣安被盜事件分析

作者|JimmySong

編譯|Jhonny

2019年5月7日，幣安(Binance)遭遇黑客攻擊并損失了7,000枚BTC。之后我們很快看到了JeremyRubin(比特幣核心開發者)發布推文建議幣安CEO趙長鵬采用區塊重組的方式來“撤銷此次盜竊”：

推文譯文：@cz_binance(趙長鵬)：如果你公開那些被攻擊的幣的私鑰(或者這些密鑰的一部分)，你就可零成本去中心化地協調一次區塊重組(reorg)來撤銷盜竊行為。

這顯然使幣安考慮進行區塊重組，據幣安CEO趙長鵬所說，在與一些人進行了協商之后，重組計劃流產了：

推文譯文：@cz_binance(趙長鵬)：如果你公開那些被攻擊的幣的私鑰(或者這些密鑰的一部分)，你就可零成本去中心化地協調一次區塊重組(reorg)來撤銷盜竊行為。

在本文中，本文作者(JimmySong)將詳細介紹可能的鏈重組背后的激勵因素。在某種意義上，JimmySong已經通過之前的推文計算過幣安如果進行區塊重組將需要花費多少成本：

1/通過數學計算對58個區塊進行重組的成本(根據目前已經得到的有關幣安被盜交易的確認哈希值)：

最低成本：58*12.5BTC=725BTC(假設每名礦工在重組的新鏈上獲得大致相同的交易費用，并且100%的礦工都同意重組，備注：當前比特幣區塊挖礦獎勵是12.5BTC)

現場丨萬向區塊鏈執行總裁王允臻：DApp會成為調用工業軟件資產的工具:金色財經現場報道，10月28日，第六屆區塊鏈全球峰會的分布式認知工業互聯網主題論壇于上海開幕，論壇上萬向區塊鏈執行總裁王允臻演講表示，工業互聯網加上區塊鏈人工智能技術后，給工業互聯網帶來了改變，會由工業互聯網走向認知工業互聯網，再由認知工業互聯網走向分布式認知工業互聯網，其中信息化收集了大量數據，而信息化為數字化做了準備。如果可以理順不同信息化間的關系，分布式技術可以用助力信息化完成數字化轉型。

此外，工業軟件資產呈現下沉趨勢，近些年工業軟件在不斷擴展，但調用方法正在改變，DApp會成為調用工業軟件資產的工具。工業互聯網平臺發展面臨很多挑戰，其中單點型應用趨于成熟，流程型應用前景廣闊，價值和經濟性是落地應用的主要評價指標。[2020/10/28]

2/但是如果只有75%的礦工同意重組，這將平均需要116個區塊(相當于幣安需要補償給這些75%的礦工的挖礦獎勵大約是1,450BTC，即116*12.5=1,450)以此來趕超當前的主鏈。同理，如果60%的礦工同意重組，則平均需要290個區塊(需要補償給這些礦工的挖礦獎勵為3,625BTC)來趕超當前的主鏈；如果55%礦工同意，則需要580個區塊(需要補償給這些礦工的挖礦獎勵為7,250BTC)。

3/由于7,250BTC>7,000BTC，因此至少需要55%的算力(礦工)同意鏈重組。如果重組的區塊數超過58個，則需要的算力至少為60%；如果重組的區塊數為116個，則需要至少65%的算力；相應地，174個區塊需要至少70%的算力，232個區塊需要至少75%的算力。假設所有礦工都同意重組，那這個成本就會迅速增加。

動態 | 軟銀參與的CBSG組織計劃在2020年初推出利用區塊鏈的結算系統商用案例:軟銀等大型通信運營商參與的電信運營商區塊鏈研究組（CBSG）計劃在2020年初推出利用區塊鏈的結算系統商用案例。該組織已開發了利用區塊鏈的移動錢包，旨在構筑通信運營商之間的交叉結算系統。軟銀已于今年1月與臺灣遠傳電信共同進行了這項技術的現場試驗。（Cointelegraph日本站）[2019/9/25]

4/但對于任何選擇重組而放棄原始主鏈的礦工來說，也存在很大的風險，因為這大大增加浪費算力的風險，而這些算力本可以有效地用于開采原先那條更長的主鏈。

5/而跟據礦工對這一風險收取的額外費用，意味著作出重組的決定的時間要比232個區塊產生時間短的多。如果重組，將最終從黑客手里拿錢付費給礦工。幣安并未從中受益太多。

6/損失最小仍為725BTC，這仍是一個不小的變化。

7/幣安受到時間和風險的雙重擠壓。每一個新的區塊都是另一個需要被趕超的區塊，最低成本為12.5BTC。要與現有的挖礦池迅速協調起來(進行重組)可能并不容易。單是達成協議可能就需要超過一天(144個區塊)。(備注：當前比特幣區塊鏈平均每10分鐘產生1個區塊，24小時則是144個區塊)。

下文中，作者將繼續對重組后果進行更全面的討論。

分歧

在下方的推文中，可以看到AriPaul(區塊鏈投資公司BlockTowerCapital的投資總監)和AdamBack(密碼朋克，區塊鏈初創公司Blockstream聯合創始人)就是否進行重組存在分歧：

聲音 | 鄭銘鈞：寧波市和江北區十分重視區塊鏈等新興信息技術的發展:據報道，寧波市江北區鄭銘鈞副區長在2019國家超級算力產業峰會上稱，寧波市和江北區十分重視超級計算、云計算、區塊鏈等新興信息技術的發展，并且有很好的數字經濟發展產業基礎和發展平臺。中國自動化學會副理事長李少遠教授稱，以超級計算為核心的計算科學與區塊鏈、大數據和人工智能等信息技術的深度融合創新，推動技術應用于實體產業，將成為經濟新舊動能轉換的重要手段。[2019/4/1]

AdamBlack(下)推文譯文:比特幣重組是不會發生的。我對任何比特幣領域、礦工或者是開發者會考慮重組表示懷疑。想想2014年(Mt.Gox)遭遇的4.73億美元損失，2016年Bitfinex被攻擊導致7,200萬美元損失，還有2019年幣安的4,000萬美元損失等等，(重組)#都沒有發生

AriPaul(上)推文譯文：最后一個想法的靈感來自于AdamBack(但我不同意他的觀點)。過去的數據在這里是沒有用的。激勵重組是一個很難協調的問題，而相當簡單的新技術也許就能解決這個問題。

本質上，Adam認為這樣的重組不會發生，Ari則認為激勵措施可以使重組成為可能。那誰是對的呢？這就是我們需要進行一些博弈論分析。讓我們從最基本的場景開始:

一個簡單的模型

讓我們假設一個非常簡單的模型，其中100%的算力(礦工)都愿意幫助幣安進行區塊重組。

聲音 | 香港財經事務理庫務局副局長：區塊鏈有助于降低實體黃金買賣交易成本:據雅虎財經報道，香港財經事務理庫務局副局長陳浩濂出席金銀業貿易場開市儀式時表示，金銀業貿易場推出的區塊鏈交易平臺，有助實體黃金買賣降低交易成本，增加成交量，將交易國際化。[2019/2/8]

這是最容易分析的場景。我們假設幣安與每一個礦池取得了聯系(雖然這不太可能)，并就每一個礦工的賠償金額達成協議(雖然一些礦工可能同意，但另一些礦工不太可能同意)，并達成共識。我們假設目前沒有人不同意(雖然這極不可能)，也沒有人會建立一個備用礦池來繼續開采當前這條更長的主鏈。

首先，讓我們看看補償礦工的合理金額是多少。假設一個礦工擁有10%的網絡算力，并且此次攻擊之后要對100個區塊進行重組，這就意味著該礦工將要放棄自己已經在原始鏈上挖出的那10個區塊的獎勵(即100*10%=10)和相應的交易費用，也即放棄125枚BTC(即10*12.5=125)以及相應的區塊交易費用。

(備注：區塊重組(reorg)也即交易回滾，只要有超過51%算力，在盜幣交易區塊前，重新開始挖一個分叉，并且只剔除掉那筆被盜交易(和后續的交易)，正常打包原鏈上的其它交易，那在新分叉長度超過原來被盜鏈后，就會發生區塊重組。重組可以簡單理解為：新分叉覆蓋了原被盜鏈，效果是：在不影響其它交易的情況下，單獨回滾那一筆盜幣交易。)

比特幣中國楊林科：區塊鏈底層技術還不很成熟:臺海網6月4日訊，上周末，GDS2018全球數字峰會在廈門舉行。樂東資本創始人、比特幣中國(BTCChina)創始人楊林科表示，區塊鏈天然的去中介化能夠為這個社會帶來很大的價值，也能夠降低很大的成本。目前區塊鏈的底層技術還不是特別的成熟，像以太坊的智能合約，每秒的TPS只有7米，也就是說大的應用跑不起來，完善底層技術還有很大空間。他還表示，未來區塊鏈的信息服務平臺、整個獎勵經濟都有很大市場。[2018/6/4]

你也許會認為，該礦工將能夠在那條重組的鏈上挖礦并獲得大約10%的區塊獎勵，這樣就可以抵消了，但事實并非如此。因為該礦工如果在區塊重組的這段時間內，他本來就可以通過自己的算力在原始的那條主鏈上繼續挖礦并獲得10%的區塊獎勵(以及交易費用)，同時不用放棄之前在原始鏈上已經挖出的那10個區塊的獎勵(以及交易費用),這就意味著該礦工會因為幫助幣安進行區塊重組而損失至少125枚BTC。

因此，幫助幣安重組的礦工會要求幣安將這些礦工在原始鏈上已經挖出的區塊的獎勵(以及交易費用)補償給他們。在這個場景中，假設每個區塊有0.5個BTC費用，也即總共需要補償給這位擁有10%算力的礦工130枚BTC(即1250.5*10=130)。

這還不是全部！此外還存在風險溢價(riskpremium)，以防出現問題。如果除了這個擁有10%算力的礦工之外，沒有其他人愿意使用幣安的那條新的重組鏈，那就浪費了這名礦工本來可以用于對原始鏈進行挖礦的算力。

如果重組的努力沒有成功，幣安將不得不同意要么補償這種溢價風險，要么承擔被浪費的算力帶來的損失。這將是補償的一個重要部分，但是為了讓本文簡短易懂，我們暫時忽略這方面的因素。

因此，如果幣安在盜竊后開始試圖重組100個區塊，他們將不得不支付1,300BTC的成本(即100*12.5100*0.5=1,300，其中12.5是比特幣鏈的區塊獎勵，0.5是礦工每挖出1個區塊之后能獲得的交易費用)，以此來回收被盜的7,000BTC，也即幣安能挽回5700BTC。從幣安的角度來看，你可以認為這是一個理想的場景，因為他們可以挽回一大筆錢。

這種情況的后果是什么？最明顯的是，這樣的事情將證明比特幣是中心化的，因為如果幣安可以強制對這100個區塊進行重組，任何其他足夠強大的實體也都可以做同樣的事情。

這將會導致許多雙花(doublespending)的嘗試，而且任何在這100個區塊中進行了交易的人，都將不得不為了弄清楚到底發生了什么事情而勞心費神。事實上，通過重組有可能會導致出現比當前損失的7,000BTC更大規模的雙花問題！對于在比特幣網絡上進行交易的所有人來說，這都將造成重大的干擾，因為考慮到幣安本來能夠做到的事情，沒有人會接受3-6次的交易確認次數。

換句話說，交易所、商家、用戶都至少要承受很大的頭疼，更糟的是，要處理更多的痛苦來應對可能的雙花問題。

等等，我們還沒講到小偷(黑客)會做什么呢!

因此，重組的情況是非常不可能的，因為所有在這種情況下會經歷痛苦的人都會加以抵抗。

一個更有爭議的選擇

重組將會帶來一次受爭議的分叉和一場爭奪成為更長鏈的競爭。擁有55%的算力對這100個區塊進行重組，并趕超當前的主鏈，這意味著需要大約在新鏈上挖出1,000個區塊(這種情況下需要2周時間)。這個數字的變化幅度也相當大，在這個場景中，不管是需要挖出500個區塊還是1,500個區塊都不足為奇。

即便是擁有99%的算力，也需要在新鏈上挖出101個區塊(約需要20個小時)。(備注：當前比特幣鏈平均約每10分鐘挖出一個區塊，因此101個區塊所需時間約為20小時)

在這種情況下，原始主鏈和重組的新鏈都希望吸引對方的礦工。原始的那條主鏈更具優勢，因為這條鏈在開始競爭的時候就領先了100個區塊。

支持原始的那條主鏈的是諸多不想要對這100個區塊進行重組的交易所、商家、用戶。他們都有可能會補償原始主鏈上的礦工。他們可以輕易地補償礦工：在原始主鏈上以一筆高手續費花費一個UTXO(未使用交易輸出)，而這個UTXO只在原始主鏈上有效。如果這筆手續費足夠高，那很多礦工都會被誘惑轉而在原始主鏈上挖礦。

這里需要指出在原始主鏈上還有一個特殊的用戶——就是發起攻擊的黑客。他可能也會發起類似的交易(涉及被盜交易的UTXO就可以)，以此在原始的主鏈上通過更高的手續費來補償礦工。

另一方面是幣安。幣安必須與所有這些交易所、商家以及用戶進行斗爭，更不用說還要與發起攻擊的黑客進行斗爭了。

黑客已經從幣安盜取了7,000BTC，因此黑客可以將這個金額全部用于激勵礦工繼續在原始主鏈上挖礦，組織區塊重組。

相比之下，幣安必須花費1,300BTC黑客為了阻止重組而愿意花費的金額其他交易所/商家/用戶用于阻止重組而愿意花費的金額。這顯然是一場失敗的斗爭。除非幣安認為值得花費1,300BTC來懲罰這個黑客(或者13BTC*被盜交易的確認次數)，否則重組并不對幣安有利。

總結

還存在更復雜的情況，尤其是還有很多離線采礦設備，但所有這些都很容易分析。黑客可以激勵礦工，因此所以對幣安來說，這是一場失敗的戰斗，幣安必須承擔重組每一個區塊以及在此次盜竊中損失的資金。

就像一場曠日持久的訴訟實際上只對律師有利一樣，在區塊重組方案中唯一受益的人就是礦工。這些錢通過有爭議的交易(來自幣安或者黑客)流向礦工。從深層次上講，這就是比特幣協議的設計初衷，改變它的成本非常高昂。

人們不去嘗試重組是有原因的，即使是在大規模盜竊之后也是如此。重組不僅傷害了盜幣者，也傷害了其他人。存在一個巨大的集體動機不去改變比特幣的交易歷史。

參考鏈接：

https://medium.com/@jimmysong/reorg-scenarios-binance-hack-edition-849fc7e7df07

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