什麼是自私挖礦
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了解比特幣獎勵措施
自私挖礦如何運作?
自私挖礦會對比特幣構成威脅嗎?
總結
什麼是自私挖礦
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什麼是自私挖礦

什麼是自私挖礦

進階
Published Mar 27, 2020Updated Apr 28, 2022
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了解比特幣獎勵措施

比特幣是一種悉心平衡的獎勵遊戲。在去中心化生態系中,協調參與者的利益對網路維持長期生存力至關重要。推動節點保護網路安全的獎勵措施主要為財務獎勵 – 誠實行事,就能得到回報。若試圖作弊,則會失去潛在收入。
這在挖礦中較為明顯。各方投入大量資金到電力和專用硬體,希望透過向區塊鏈新增區塊來收回投資並取得收益。礦工們希望盡可能提高回報,而最簡單的方法就是循規蹈矩。
如果礦工將一個區塊附到鏈上,則會從他們的區塊中收到為交易支付的所有手續費,以及一部分新鑄造的代幣。我們稱之為區塊獎勵,每 210,000 個區塊 (約每四年) 收到的代幣數量會減半。撰寫本文之時,獎勵的價值為 12.5 BTC,但將在幾個月內降低至 6.25。
挖礦的財務獎勵為這種做法帶來了極大的競爭力,最終提高了網路的安全性及去中心化程度。一些人推測,這些獎勵措施可能被人玩弄。這篇文章中,我們將闡述自私挖礦的概念。
如想深入了解比特幣背後的獎勵措施,請查閱加密貨幣經濟學新手簡介


自私挖礦如何運作?

2013 年,研究人員 Ittay Eyal 和 Emin Gun Sirer 發表了論文《Majority is not Enough: Bitcoin Mining is Vulnerable》(多數原還不夠:比特幣挖礦易受攻擊),對自私挖礦進行了最全面的研究和說明。這篇論文的觀點與普遍看法正好相反,認為對比特幣礦工的獎勵是有缺陷的,可能最終導致網路出現中心化。

我們舉例來說明自私挖礦。假設將總算力平均分配給 4 位礦工:Alice、Bob、Carol 和 Dan (各佔 25%)。Alice、Bob 和 Carol 都遵從規則,但 Dan 試圖利用系統牟取私利。

正常情況下,我們希望礦工找到區塊後,立即將其附至區塊鏈上。Alice、Bob 和 Carol 這幾位誠實參與者正是這麼做的。但是,當 Dan 找到一個區塊後,他私自扣留了 (這是一個有效解決方案,但尚未新增)。Dan 可能運氣好,連續搶先找到兩個區塊。

假設已開採出 100,000 個區塊。所以現在 Alice、Bob 和 Carol 嘗試提議開採第 100,001 個區塊。Dan 找到了這個區塊,但緘口不提。現在有兩條鏈,一條是公鏈,一條是 Dan 的秘密鏈 (更長)。其他人還在嘗試尋找第 100,001 個區塊時,他找到了第 100,002 個。

Dan 的鏈現已領先兩個區塊了。假如他後面運氣不錯,總能與其他鏈保持這種程度的搶先優勢,他繼續挖礦。當其他人迎頭追趕到只落後一個區塊時,他公開了自己的鏈。

Dan 現在公開的鏈比其他參與者正在挖礦的鏈更長。根據我們所說的最長鏈原則,產生最多工作量證明的鏈才是要運作的正確鏈 (此度量也稱鏈條)。因此,如果一個節點檢測到某條鏈的累積工作量更多,就會將挖礦算力留給這條更長的鏈。

現在,Alice、Bob 和 Carol 看到了 Dan 的鏈,他們現在辨識出這條才是要挖礦的鏈。他們在另一條鏈上取得的任何獎勵都煙消雲散了。由於 Dan 已在當前鏈上開採出這些區塊,他守住了所有獎勵。


自私挖礦會對比特幣構成威脅嗎?

對於所有參與者而言,按照預期行事確實成本更低。自私挖礦會造成大量浪費,但必須注意的是,相比其他參與者,採取這種做法的參與者可為網路帶來戰略優勢。因此,礦工有可能加入攻擊者的隊伍,這只會讓事態變得糟糕。

在論文中,Eyal 和 Sirer 強調了這種主要風險:隨著時間推移,自私挖礦可能導致礦池算力不斷增加,因為各參與方可能與自私挖礦實體組隊,以提高他們的收入。單個礦池掌控大部分算力後,可能會嘗試實施 51% 攻擊

其他人不認為這種行為構成威脅,引證了礦工的意識形態考量,以及保持網路以去中心化形式運轉的獎勵措施。破壞掉這種生態系才能阻止礦工收回對電力和機械的投資或獲取收益。


總結

如果礦工聯盟能夠成功實施自私挖礦,對於想要提升收入的參與者而言,確實是個頗具吸引力的策略。在最糟糕的情況下,獎勵措施會導致誠實礦工加入自私礦工的行列,對比特幣的去中心化造成損害。

然而,從大局來看,各方以這種方式結盟幾乎沒有意義。畢竟,破壞網路安全的行為可能導致比特幣價格下跌,從而直接影響挖礦作業的盈利能力。