虛擬資產:一文深入探索比特幣的安全模型：比特幣的分權制衡_BIT

作者:?JamesonLopp

翻譯&校對:?閔敏?&阿劍

原文鏈接:

https://blog.lopp.net/bitcoins-security-model-a-deep-dive/

相關閱讀：一文深入探索比特幣為其全節點運營者提供的安全模型

安全模型誤區

另外，每個區塊鏈系統都將創世塊硬編碼到了節點軟件中。你可能會覺得，“共享歷史”是一種社會契約——一旦某個區塊的歷史足夠悠久，網絡中的所有參與者之間都會達成共識，認為這個區塊永遠都不會被回滾。當開發者選定一個早期挖出的區塊并用它來創建檢查點時，更多是作為一種公認的完整性檢查，而非對歷史的客觀描述。

除了檢查點之外，節點如何實現自引導也是一個問題。目前，比特幣節點的自引導流程是檢查節點是否在本地存儲了之前從對等節點那里了解到的數據。如果沒有的話，節點將查詢一組被硬編碼到軟件中的“DNS種子”。這些種子負責維護一個連接良好的比特幣節點的列表，并將這個列表返回給你的節點。

正如我們可以從代碼中看到的那樣，BitcoinCore0.13目前使用由PieterWuille、MattCorallo、LukeDashjr、ChristianDecker、JeffGarzik和JonasSchnelli運行的DNS種子。任何人都可以使用PieterWuille的比特幣種子生成器軟件或?MattCorallo的軟件來運行DNS種子。但是，他們必須說服某個全節點實現的開發者將他們的DNS種子主機添加至對方的軟件。

去中心化借貸平臺Liquity將于2024年推出V2版本:7月15日消息，去中心化借貸平臺Liquity宣布即將推出V2版本，將為質押ETH持有者提供杠杠和借貸產品。Liquity V2將于2024年公開發布，將擴展現有的產品，并利用已質押的ETH提供一個新的儲備支持的穩定幣模型。[2023/7/15 10:57:03]

新節點的引導過程僅僅依賴6個DNS種子，這看似又是一個極端中心化的單點問題。但是別忘了，比特幣的安全模型只需要你連接到一個誠實的對等節點，就足以抵御女巫攻擊。

因此，一個新的節點只需能夠連接到一個沒有遭受攻擊的DNS種子即可，這個種子會返回誠實節點的IP地址。但是，為了防范所有DNS節點因某種原因全都無法訪問的情況，還有一個備用方案——一個被硬編碼到軟件中的可靠節點IP地址的列表，會隨著每個新版本發布而更新。

在圍繞這些初始化參數構建的安全模型下，全節點運營者不需要信任X個DNS種子或Y個BitcoinCore軟件開發者會向他們提供真實的數據，只需要相信有1/X的DNS節點沒有遭受攻擊，或1/Y的BitcoinCore軟件開發者會誠實地審查被硬編碼的對等節點更改的有效性即可。

CertiK：VpandaBank合約所有者提取代幣并兌出約87萬美元:金色財經消息，據CertiK官方推特發布消息，VpandaBank合約所有者0xea7ba...提取了代幣并兌出約87萬美元，VPANDA價格下滑了95%[2023/6/17 21:43:38]

沒有絕對安全性

從更深層次來看，你在運行一個全節點時，會在一定程度上信任你正在運行的硬件和軟件。

你可以采用多種方法將你的二進制文件的簽名與?vanderLaan的進行核對，以此驗證軟件是否可靠，但是很少會有人愿意惹這個麻煩。至于如何驗證硬件的可靠性，這是個棘手的問題。如果你需要一個安全的硬件解決方案，最接近的選擇是?ORWL。如果有人試圖篡改ORWL，會觸發它的“自毀”機制。

但是，由于CPU、RAM等重要硬件通常都是專有的，你永遠也無法100%確定它們不會遭到入侵。

比特幣的分權制衡

當你開始研究比特幣系統中不同參與者之間的關系時，會發現自己如墜五里霧中。

運行全節點的目的是保護你的金融主權。這就意味著，一旦你安裝并運行了特定版本的軟件，即表明你與該軟件以及其他所有網絡參與者都達成了一項協議——不僅你會遵守該軟件的規則，而且其他網絡參與者也必須遵守這些規則。

香港特區政府發表虛擬資產政策宣言，正研究數字港元等試驗計劃:10月31日消息，香港特區政府今日發表有關虛擬資產在港發展的政策宣言，闡明政府為在香港發展具活力的虛擬資產行業和生態系統而訂定的政策立場和方針。政策宣言涵蓋以下層面：

1. 愿景和方針：香港是國際金融中心，對全球從事虛擬資產業務的創新人員抱持開放和兼融的態度。政府現正與金融監管機構締造便利的環境，以促進香港虛擬資產行業得以可持續和負責任地發展。我們會適時訂出所需規限，按照國際標準緩減實際和潛在風險，讓虛擬資產創新能夠在香港以可持續方式蓬勃發展。

2. 監管：我們認為透過一致、明確和清晰的整全監管框架，有助奠定穩固的基礎，以迎接由全球虛擬資產急速發展所帶來的金融創新和科技發展。在加緊籌備新虛擬資產服務提供者發牌制度的同時，我們也樂意聯系全球虛擬資產業界，邀請有關交易所在香港開拓商機。

香港證券及期貨事務監察委員會將會就新發牌制度下零售投資者可買賣虛擬資產的適當程度展開公眾諮詢。對于可否在香港引入虛擬資產交易所買賣基金（ETF），政府抱持歡迎態度。

政府對于日后檢討代幣化資產的產權和智能合約的合法性，抱持開放態度，以便利其在香港的發展。

香港金融管理局稍后會就穩定幣的監管制度發布諮詢結果和下一步工作。

3. 試驗計劃：政府和監管機構正研究推出下列試驗計劃，以測試虛擬資產帶來的技術效益，并嘗試把有關技術進一步應用于金融市場。這些試驗計劃包括為2022年香港金融科技周發行非同質化代幣（NFT）、綠色債券代幣化及數字港元。

4. 展望：我們會透過便利的政策、整全和平衡的監管、風險為本的規限，以及各項試驗計劃，落實這份政策宣言所載的愿景。政府誠邀全球虛擬資產業界與我們攜手合作，憑借香港作為國際金融中心的地位，遵從最佳國際標準和做法，在清晰、靈活和便利的監管環境下發揮金融創新的潛力。[2022/10/31 12:00:10]

因此，如果人們想要對軟件的規則做出無法向后兼容的更改，你必須運行新版本的軟件來表示你明確同意這些規則更改。另一方面，如果是向后兼容的規則更改，即使你不同意，也可以在網絡中實行。

Yuga Labs聯創否認將推出新NFT系列“Mecha Apes”:9月16日消息，Yuga Labs聯合創始人Greg Solano在社交媒體上否認了關于“Yuga Labs計劃在今年年底前推出一個名為Mecha Apes的新NFT項目”的消息，稱這是一條假新聞。

此前據protos報道，Yuga Labs計劃在今年年底之前推出一個全新NFT系列“MechaApes”并通過該項目募資5000萬美元。[2022/9/16 7:00:42]

有人高度概括了比特幣內部的分權制衡：

比特幣治理的三大權力部門：

全節點

礦工

開發者

需要注意的是，全節點軟件不會自動更新，這是設計使然。自動更新會導致權力的天平向開發者傾斜，讓開發者可以在未經節點和礦工許可的情況下強制更改規則。

可惜的是，雖然規則更改在技術層面上有可能是向后兼容的，但是多年來的經驗告訴我們足夠有創意的軟分叉也是可以實現違背舊版本規則的更改的。例如，VitalikButerin曾經提過這樣一個設想：通過軟分叉將比特幣的區塊時間從10分鐘縮短到2分鐘，這必然會加快比特幣的發行速度。

區塊鏈旅游服務平臺開發商Chain4 Travel完成360萬英鎊種子輪融資:5月25日消息，Chain4 Travel宣布完成360萬英鎊種子輪融資，投資方信息暫未披露。Chain4 Travel將利用本輪融資構建一個提供B2B和B2C休閑旅游產品的區塊鏈旅游服務平臺Camino。[2022/5/25 3:41:35]

面對不喜歡的軟分叉，全節點有一張王牌：利用硬分叉與其他支持軟分叉的礦工劃清界限。這執行起來很難，而且引發了關于如何衡量共識和找到經濟比重高的節點等諸多問題。

從技術上來說，這種硬分叉可以通過將挖礦算法從雙SHA256改成另一種哈希函數來實現。一旦成功，所有SHA256ASIC礦機將無法用來挖比特幣。因此，節點運營者應該時刻警惕比特幣生態中發生的變化，并提醒礦工越權會有被取代的風險。

許多博弈論都會討論礦工操作及其對比特幣安全性的威脅，我在之前的文章中推測了挖礦生態可能會發生怎樣的變化。雖然比特幣挖礦的中心化程度不盡如人意，但是迄今為止依然運作良好。這是因為比特幣礦工投入了大量資金，他們不會冒著巨大的損失在一個受到所有人監視的系統中作惡。

SPV安全性

很多比特幣用戶使用輕量級客戶端而非全節點訪問網絡，因為前者需要消耗的資源要少得多，但依然能夠提供很強的安全性。

使用簡易支付驗證的客戶端會下載整條鏈上所有區塊的區塊頭的完整副本。這就意味著，自比特幣誕生以來，下載和存儲需求會隨時間的推移呈線性增長。詳情見比特幣白皮書的第8節。

中本聰在白皮書中寫道，SPV客戶端“無法自行驗證交易，但是通過把交易與區塊鏈關聯起來，它可以看到網絡中的節點已經接受了該交易，隨著越來越多區塊上鏈，則進一步證實網絡已經接受了該交易”。SPV假設經過X個區塊確認后的交易偽造成本極高。

SPV看似具備堪比全節點的安全性，但是它引入了額外的假設：只要一個區塊的區塊頭和工作量證明有效，它包含的所有交易也都是有效的。因為SPV客戶端不會驗證本文第1節中提到的所有共識規則，所以它們假設響應交易查詢請求的節點已經驗證過了共識規則。

另一個較小的安全性差異在于對等節點有可能向你隱瞞信息。如果你運行了一個全節點，對等節點可以向你隱瞞未確認的交易和區塊。但是，一旦你從對等節點那里獲得了一個區塊，就沒人可以向你隱瞞這個區塊中的任何交易。另一方面，如果你運行的是SPV客戶端，對等節點有可能向你提供區塊頭，然后隱瞞對應區塊中的交易信息。

SPV客戶端可以查詢某個地址的相關交易。盡管對等節點使用虛假交易來欺騙SPV客戶端會付出很高的代價，但是它們可以謊稱SPV客戶端用來查詢交易的布隆過濾器沒有結果。另外還要注意的一點是，由于布隆過濾器的缺陷，SPV在隱私性上遭受了嚴重破壞。

BitcoinJ在一篇文章中很好地闡述了SPV的安全性模型。關于未確認交易，他們指出：

在SPV模式下，只要你所連接的節點將某個交易轉發給你，你就只能相信這個交易是有效的。如果攻擊者能夠確保你所連接的節點都是他的，就可以向你發送一個完全無效的交易，而你會認可這個交易是有效的。對于普通用戶來說，SPV的安全性已經“足夠高”了。盡管如此，我們還可以利用SPV欺詐證明對其進行改進。雖然人們已經就欺詐證明進行了一些討論，但是關于如何將它們構建到比特幣協議內的提案尚未實現。

比特幣網絡沒有127.0.0.1

如果你沒有運行全節點，那你至少要在一定程度上信任第三方，這會導致安全性模型產生差異。請注意，這不需要所有用戶和企業直接在BitcoinCore的RPCAPI上構建他們的軟件。

一些替代基礎設施配置包括但不限于：

1）使用安卓版比特幣錢包、GreenAddress?或?Stash?等移動錢包配置僅查詢你自己的全節點的錢包。

2）在SPV節點庫上構建應用并將這些應用設置成僅連接你自己的全節點。在BitcoinJ中，這可以通過定義你自己的?SeedPeer?并在初始化過程中將其傳遞給你的?PeerGroup?來實現。通過libbitcoin，你可以使用該示例定義與特定節點的網絡連接。

3）構建一個兼容BitcoinCore的JSON-RPCAPI的代理服務器。這個API不僅會向第三方服務發送一些調用，也會通過調用本地全節點自動驗證第三方服務返回的數據。BitGo的BitGoD軟件就是一個例子。這種混合模型可以達到兩全其美的效果：你可以使用第三方提供的高級功能，同時保留自己的金融主權。

全節點：為自由故

顯然，運行自己的全節點是最安全的方案，需要的假設也最少。構建一臺能夠運行可靠全節點的計算機只需幾百美元。你不妨算一下這筆賬，再決定是否值得付出這些來保護自己的金融主權。

感謝KristovAtlas、EricMartindale、AndrewMiller和KiaraRoble對本文的審閱和反饋。

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