比特幣交易如何保障安全

比特幣從根本上說是一個(gè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，旨在解決計(jì)算機(jī)科學(xué)中的一個(gè)老問題，即拜占庭將軍問題。與大多數(shù)經(jīng)濟(jì)體系一樣，行業(yè)組織方式也發(fā)生了變化，改變了比特幣如何實(shí)現(xiàn)其彈性審查抵制結(jié)算網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)的分析。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的是在沒有身份的情況下，任何人都無法在分布式網(wǎng)絡(luò)中捕捉或勾結(jié)大多數(shù)計(jì)算能力。正如中本聰寫道，這個(gè)想法是一個(gè)CPU一票。計(jì)算匿名投票的能力對于匯總當(dāng)前賬本狀態(tài)的共識是必要的。區(qū)塊鏈的優(yōu)良特性在于，在事實(shí)之后，創(chuàng)建鏈的工作量或計(jì)算機(jī)周期數(shù)可以輕松驗(yàn)證，并且不需要電腦上網(wǎng)，就能使網(wǎng)絡(luò)融合到一個(gè)真正的鏈中。

只要有利可圖，礦工會(huì)繼續(xù)挖礦。如果市場僅依賴商品硬件（顯然不是現(xiàn)在的情況），我們預(yù)計(jì)市場競爭將非常激烈，利潤率非常微薄。開采的動(dòng)機(jī)主要是創(chuàng)造新的比特幣。目前每塊價(jià)值約7，500美元。因此，在我們完全競爭的大宗商品硬件開采市場中，我們預(yù)計(jì)網(wǎng)絡(luò)在生產(chǎn)一個(gè)區(qū)塊時(shí)花費(fèi)的金額約為7500美元。等待6個(gè)確認(rèn)可以被認(rèn)為是等待價(jià)值45，000美元的工作來擴(kuò)展當(dāng)前的主鏈。如果攻擊者能夠獲得超過22，500美元的資金，并且以與網(wǎng)絡(luò)其他部分相同的效率生產(chǎn)區(qū)塊，那么幾乎能肯定他們將加倍支出費(fèi)用。此外，我們假設(shè)可以針對不同服務(wù)提供商征收多重雙重花費(fèi)，那么攻擊者可能減少交易金額，但總共可以增加到22，500美元以上。在這種情況下，攻擊者會(huì)發(fā)現(xiàn)接管至少一半網(wǎng)絡(luò)和雙倍支付商家/服務(wù)提供商是有利可圖的。這假定我們處于一個(gè)微不足道的環(huán)境中，以獲得大量的哈希率。在比特幣網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀中，這是可能的，但是需要訪問非常專業(yè)的芯片，但這會(huì)使難度增加。

多年前，Meni Rosenfeld寫下了一個(gè)模型，該模型捕獲了比特幣中的自引用安全模型?；旧蠁栴}是：假設(shè)攻擊者是一個(gè)理性的代理人，可以認(rèn)為安全的最大事務(wù)大小是多少？他假設(shè)攻擊者可以同時(shí)攻擊5項(xiàng)服務(wù)，攻擊者可以拿走的商品和服務(wù)與比特幣一樣流暢。假設(shè)攻擊者不能捕獲超過10％的網(wǎng)絡(luò)，等待6次確認(rèn)意味著168，000比特幣（目前價(jià)值約為5040萬美元）的交易是安全的。在減輕業(yè)余攻擊者的情況下，這個(gè)數(shù)字令人印象深刻，但在目前的網(wǎng)絡(luò)狀況下，情況并不樂觀。

2011年以來，礦池一直存在于比特幣中。為了證明資金池運(yùn)營商的公平運(yùn)營，我們已經(jīng)看到了塊創(chuàng)建者身份的出現(xiàn)。礦池現(xiàn)在簽署coinbase交易或重新使用生成的地址。最初，這樣做是為了保持運(yùn)營商的誠實(shí)，但現(xiàn)在人們依靠這種方法來估計(jì)網(wǎng)絡(luò)中心化程度。了解為什么中心化是一個(gè)如此大的問題：一個(gè)實(shí)體控制著40％的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算能力。使用之前的相同型號，等待10次確認(rèn)只會(huì)為您提供168個(gè)比特幣（相當(dāng)于5040萬美元）的經(jīng)濟(jì)保障。這表明這個(gè)問題實(shí)際上并不是受到50％的攻擊，即使是接近這個(gè)問題的運(yùn)營商有很大可能性成功的產(chǎn)生大范圍的攻擊。目前，我們能夠控制網(wǎng)絡(luò)哈希率的比例的唯一參考資料都是自我報(bào)告的。協(xié)議中沒有任何機(jī)制使攻擊的利潤低于在主鏈上誠實(shí)采礦的利潤。有幾項(xiàng)協(xié)議正在改進(jìn)之中，但這些協(xié)議引入了一些權(quán)衡機(jī)制并需要達(dá)成目前不存在的政治共識。

由于協(xié)議中的計(jì)算科學(xué)參數(shù)都是固定的，所以這種比特幣網(wǎng)絡(luò)安全性的方法僅基于經(jīng)濟(jì)學(xué)，即共識算法 - 鏈選擇規(guī)則。我們假設(shè)幼稚的攻擊者擁有的網(wǎng)絡(luò)哈希率的比例比較低，那么似乎比特幣為網(wǎng)絡(luò)上的大多數(shù)交易提供足夠的安全性。但是，比特幣網(wǎng)絡(luò)的安全性并不會(huì)因?yàn)橹行幕耐{和放置比相關(guān)貨幣單位更有價(jià)值的資產(chǎn)的可能性而增強(qiáng)。根據(jù)經(jīng)濟(jì)學(xué)，鏈的安全性是自我參照的?？梢杂帽忍貛庞?jì)算的價(jià)值量與其所包含的費(fèi)用數(shù)量和獎(jiǎng)勵(lì)金額成正比。我們需要做出一些假設(shè)來確定金額，但顯然需要更多關(guān)于替代協(xié)議和采礦中心化挑戰(zhàn)的工作。

我們需要討論比特幣在效率方面的行為（以低成本傳遞價(jià)值的能力來判斷）和它的彈性（比特幣在攻擊或變化環(huán)境中存活的能力）。我已經(jīng)確立了效率標(biāo)準(zhǔn)。網(wǎng)絡(luò)交易的數(shù)量是否恰到好處，是否能支付足夠的費(fèi)用和區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)，使合理的礦工能夠遵循協(xié)議，誠實(shí)挖礦？彈性問題主要是一個(gè)計(jì)算科學(xué)問題，但是當(dāng)前為挖礦中心化創(chuàng)造激勵(lì)機(jī)制的經(jīng)濟(jì)使得原本得不到保障的生存環(huán)境變得更加困難。