區塊鏈中的自私挖礦_區塊鏈:PolkaFoundry

編者按：本文來自：以太坊愛好者，作者：IttayEyal，翻譯：阿劍，Odaily星球日報經授權轉載。工作量證明區塊鏈實現了一種形式的狀態機復制系統。不像傳統的SMR協議，PoW區塊鏈是開放的，即，任何人都可以加入這個協議，而且系統也會用經濟利益來激勵參與者遵守協議。因此，同樣迥異于傳統SMR協議的地方是，在推理區塊鏈的安全性時，僅僅假設惡意參與者的數量往往并不能得到答案。關鍵是要問一問，礦工是否真的有足夠的動機來遵守所在的協議。這就是本文要討論的東西。為使討論更具體一些，我們把討論的語境限定為中本聰的比特幣協議。Ling已經提供了一些相關的背景知識，以及一個對惡意敵手的安全性分析。在我們的分析中，我們準備把這個系統描述為礦工之間的一個游戲。游戲

游戲玩家就是出塊的礦工。這個游戲是按回合來進行的，每一回合都有一個礦工可以出一個區塊，其他礦工可以發布這個區塊。同時，游戲中的消息是同步傳播的，因此，所有礦工都會收到上一輪發布的區塊。這樣當然是簡化了現實，例如，這個模型忽略了系統中挖礦總算力的緩慢變化，也忽略了偶爾會發生的出塊沖突。雖然如此，這個模型作為一階近似，也足夠了。協議的規定是讓每一個礦工都在最長鏈上出塊，或者，如果分叉中的兩條鏈長度相同，他們就跟隨自己先接收到的那條鏈。游戲中的每一個玩家都致力于最大化自己的收益——這個就是TA的效用函數了。具體來說，我們還假設這是一個infinite-horizon游戲，即，隨著游戲時間不斷趨近于無限，一個礦工的收益就是其平均出塊比例。這就代表，密碼學貨幣形式的獎勵是按礦工所出的區塊發給出塊礦工的。注意，主鏈之外的區塊不會進入礦工的收益。重要觀察

DCG礦業子公司Foundry為20個區塊鏈網絡提供數字服務:金色財經報道，數字貨幣集團（DCG）子公司和加密貨幣采礦和咨詢公司Foundry周三宣布推出一個名為Foundry Staking的新平臺。該公司表示，該產品目前支持20個區塊鏈網絡，并將在未來提供數字資產抵押和咨詢服務。到目前為止，該服務涵蓋20個區塊鏈，包括Horizen、Solana、Helium、Flow、Livepeer、Near Protocol、Provenance和The Graph等PoS網絡。本質上，參與者可以從Foundry的服務連接到不同的網絡中獲得PoS獎勵，該公司希望讓釘子PoS網絡 \"更容易被機構所接受\"。（news.bitcoin）[2021/11/12 6:47:57]

主鏈上的出塊比例就是對礦工收益的實時模擬。假設系統中的挖礦總算力是靜態不變的，系統每10分鐘出一個區塊，攻擊在一次難度調整完成后立即發動。假設一種出塊策略會導致網絡中一定比例的區塊被拋棄，比如所有礦工出的塊中有20%的塊會產生在主鏈之外，而且這個比例是穩定的。那么，雖然這個系統仍然是每10分鐘出一個塊，但只有80%會出在主鏈上，也就是主鏈的生長速度會變成每12.5分鐘延長一個塊，而不是每10分鐘延長一次。比特幣協議每出2016個塊會調整一次難度，如此一來，調整難度所需的時間也會比一般情形要長。一旦難度調整發生，難度又會下降，使得主鏈的出塊間隔重新變回10分鐘。這就意味著系統的整體出塊速度更高了，每8分鐘就能出一個塊。所以，一個礦工如果有算力占全網比例為α，且在主鏈上出塊的占比為α′>α，則其每小時收益會與α′成比例。自私挖礦算法

聲音 | 中裝建設：首筆區塊鏈貸款一季度發放:2月18日，中裝建設在回復深交所問詢函中表示，公司爭取在今年一季度實現區塊鏈平臺系統上線并開始為平臺接入企業提供融資服務。中裝建設表示，目前中國農業銀行深圳分行、交通銀行深圳分行已經與公司簽訂戰略合作協議，接入公司區塊鏈技術平臺，對平臺接入的上游供應商進行授信服務，這是公司區塊鏈技術平臺商業價值體現的進展。公司目前正完善區塊鏈技術平臺，在今年一季度實現系統上線并開始為平臺接入企業提供融資服務。（全景網）[2020/2/18]

自私挖礦是一種投機挖礦算法，用于證明前述協議對小礦工并不公平。我們先來看看自私挖礦的機制，然后討論看看自私挖礦為什么以及何時會產生這樣的效果。一開始，自私的礦工會在最長鏈上挖礦，就像協議希望的那樣。不過，一旦TA挖出了一個區塊，TA會先把這個區塊藏起來，而不是立即發布出去，然后嘗試在這個秘密塊后繼續出塊，形成一個“秘密分支”。

聲音 | 中國防偽行業協會理事長：全國防偽標準化技術委員會將推進“區塊鏈+”在商品防偽領域的應用:據經濟日報報道，12月1日，中國防偽行業協會和全國防偽標準化技術委員會在北京組織召開了國家標準《結構三維碼防偽技術條件》的宣貫實施新聞發布會。中國防偽行業協會理事長、全國防偽標準化技術委員會主任委員劉卓慧在會上說，全國防偽標準化技術委員會還將積極推進“區塊鏈+”在商品防偽領域的應用，通過組織行業和社會力量制定推動行業技術進步的國家標準和團體標準，為社會誠信體系建設、公平的市場營商環境和保護知識產權，更好地發揮標準化的引領作用。[2019/12/2]

聲音 | 姜燁廷：未來區塊鏈時代一定要從節能、高效以及給社會創造更大的原有價值重新挖掘:在“分布式存儲的未來機遇與挑戰”圓桌論壇環節，面對主持人IPFS星鑒網CEO江江提出的“分布式存儲開發落地如何夯實”的問題時，IPFS技術產業聯盟秘書長、芯奇數據董事姜燁廷表示，在未來確定性事件的數據迭代、數據增長量非常巨大，從2G到5G時代數據量非常大，所消耗資源會越來越多，源自于價值創造以及共享時代的產生，在我們區塊鏈時代里面，最簡單就是高效以及開源，因為我在2013年、2014年做新三板物聯網上司公司的時候，發現所有物聯網公司數據是不能互通的，讓我對未來物聯網時代產生了很大興趣，是可以真正落地以及可以創造社會價值的。未來下一個區塊鏈時代一定是要從節能、高效以及給社會創造更大的原有的價值重新挖掘，對傳統企業的一個真正的賦能，我們真正落地應用，去引導分布式存儲的搭建。所有經濟模型建設和原來的互聯網模型是不同的。真正區塊鏈思維以及區塊鏈商業，所產生的分布式存儲商業給我們帶來是顛覆式改變。[2019/8/11]

與此同時，其它礦工會延長公開的那條鏈，這條鏈最終會變得更長，因為他們的挖礦算力占大頭。而自私挖礦的礦工會繼續延長其秘密分支，直到公開分支落后一個區塊。然后自私礦工就會把自己的秘密分支發布出來。

因為秘密分支更長，那么另一方就會認為這條才是主鏈，從這時開始，所有人都會跟隨自私礦工的分支，而其他礦工挖出的區塊會被拋棄——被忽略，并使得出塊礦工一無所獲。但這種策略也不是萬無一失——從開始秘密挖礦時起，自私礦工就一直承擔著風險。如果TA出了一個秘密區塊同時別的礦工也出了一個區塊，TA就不能靠發布這個秘密區塊來變成最長鏈；相反，此時會變成兩個同樣長的分支在競爭最長鏈。

自私礦工會嘗試延長自己的分支；為簡化分析，我們假設其他礦工也會嘗試延長自己所在的分支。如果TA能搶先出下一個塊，則TA的分支會變成最長鏈，然后下一次攻擊會在這條最長鏈的末端重新開始。如果其他礦工生出，那么自私礦工就屬于不利地位。在這種情況下，TA會放棄這次攻擊，尋找下一次機會。在這次攻擊中，TA的秘密分支會變成一條較短的分叉，使TA一無所獲。自私挖礦分析

乍一看，這種攻擊應該不會奏效——自私礦工的算力只占少數，必定是贏少輸多。不過，一個細致的分析表明，并不總是如此。這個游戲可以自然而然地描述成一個MarkovChain。通過計算自私礦工的出塊和其他礦工的出塊情況，我們可以計算出自私礦工的區塊在主鏈上的比例，其實就是其算力規模的函數。

我們可以看出，算力占比超過1/3的自私礦工可以通過違反協議及執行自私挖礦算法來提高自己的收益。結論

上述分析表面，當自私礦工的算力超過1/3時，自私挖礦的策略比誠實挖礦的策略收益高，但這是在樂觀的假設下的結果。想要更深度的分析，請看FinancialCrypto2013上的論文以及ACM2018會議上的論文。后續的研究，包括最近的一個，都使用馬爾可夫方法來確定誠實挖礦策略占優的算力閥值。感謝IttaiAbraham富有教益的反饋。

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