門羅幣(XMR)的壓力測(cè)試與 PoW 安全風(fēng)險(xiǎn)分析
關(guān)鍵要點(diǎn):
- Qubic 曾短暫宣稱掌控了門羅幣超過(guò)一半的算力,并導(dǎo)致區(qū)塊鏈賬本出現(xiàn) 6 個(gè)區(qū)塊的小幅重組。
- 門羅采用 RandomX 算法,拓寬了 CPU 挖礦的參與門檻,但整體算力較低,使其更易受到算力集中的威脅。Qubic 正是借助這一點(diǎn),通過(guò)激勵(lì)機(jī)制獲取了不成比例的影響力。
- 該事件顯示,小型 PoW 網(wǎng)絡(luò)在安全預(yù)算有限、算力集中度較高的情況下,更容易受到共識(shí)擾動(dòng)的沖擊。
引言
本月早些時(shí)候,門羅幣經(jīng)歷了一次重大網(wǎng)絡(luò)安全事件。一個(gè)名為 Qubic 的一層區(qū)塊鏈聲稱掌控了門羅幣超過(guò)一半的算力,從而得以短暫改寫部分交易歷史。此事件凸顯了小型工作量證明(PoW)區(qū)塊鏈在共識(shí)穩(wěn)定性上更脆弱的問(wèn)題,引發(fā)了人們對(duì)算力集中和長(zhǎng)期安全性的擔(dān)憂。盡管該事件被定位為一次“壓力測(cè)試”,而非真正的“雙花攻擊”,但它揭示了分布式算力和可持續(xù)礦工激勵(lì)對(duì)于 PoW 網(wǎng)絡(luò)安全的重要性。
本文將以門羅事件為案例,探討與 PoW 安全相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。我們將解釋什么是 51% 攻擊與鏈重組,回顧以太坊經(jīng)典等網(wǎng)絡(luò)曾經(jīng)的案例,并思考這對(duì)小型 PoW 網(wǎng)絡(luò)的潛在脆弱性意味著什么。
Qubic 的進(jìn)入與門羅的壓力測(cè)試
8 月 12 日,Qubic 宣稱其短暫獲得了門羅幣大多數(shù)算力。在 PoW 網(wǎng)絡(luò)中,這類情況通常被稱為 “51% 攻擊”,即某一單一行為者或協(xié)同群體控制了超過(guò)半數(shù)(>50%)的網(wǎng)絡(luò)挖礦能力。這種多數(shù)控制可以操縱網(wǎng)絡(luò)共識(shí),從而重組區(qū)塊(“重組”)、審查交易,甚至嘗試雙花攻擊,嚴(yán)重破壞網(wǎng)絡(luò)信任。
和比特幣一樣,門羅依賴礦工通過(guò) PoW 共識(shí)保障網(wǎng)絡(luò)安全,礦工需要耗費(fèi)算力來(lái)提議并驗(yàn)證新區(qū)塊。但不同于使用專用 ASIC 硬件(針對(duì) SHA-256 算法)的比特幣,門羅采用 RandomX 算法,旨在讓通用 CPU 即可挖礦。這樣雖然降低了挖礦門檻,卻也導(dǎo)致門羅整體算力遠(yuǎn)低于比特幣(5.5 GH/s 對(duì)比 930 EH/s),因此網(wǎng)絡(luò)更容易受到算力集中的威脅。
自五月以來(lái),Qubic 在門羅幣上的影響力大幅提升。通過(guò)其“有效工作量證明”(UPoW)模型,Qubic 吸引礦工將 CPU 資源用于門羅幣挖礦。Qubic 沒(méi)有直接用門羅幣的原生代幣 XMR 獎(jiǎng)勵(lì)礦工,而是將挖出的代幣在市場(chǎng)上出售,并用所得回購(gòu)并銷毀自己的代幣。這些更高的獎(jiǎng)勵(lì)為 Qubic 吸引了大量哈希算力,提升了其挖礦盈利能力,同時(shí)也加劇了人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)中心化擔(dān)憂。
這最終導(dǎo)致了門羅賬本 6 個(gè)區(qū)塊的小幅重組,Qubic 的出塊速度一度快于網(wǎng)絡(luò)其余部分。雖然有一小部分歷史被短暫改寫,但研究人員在分析事件后發(fā)現(xiàn),并沒(méi)有真正的 51% 攻擊跡象,而更像是激勵(lì)集中化如何在短期內(nèi)傾斜挖礦獎(jiǎng)勵(lì)的一次演示。
以太坊經(jīng)典重組事件(2020)
這一事件并非門羅獨(dú)有,其他網(wǎng)絡(luò)也曾出現(xiàn)類似情況,例如 比特幣黃金(2019)、以太坊經(jīng)典(2019、2020) 和 比特幣 SV(2021)。其中較為嚴(yán)重的一次發(fā)生在 2020 年 8 月,當(dāng)時(shí)以太坊經(jīng)典在一個(gè)大型礦池下線后,出現(xiàn)了深度鏈重組。攻擊者在私下挖出了一條更長(zhǎng)的鏈,并將其廣播至網(wǎng)絡(luò),從而替換了 超過(guò) 4,000 個(gè)區(qū)塊,并重組了數(shù)千筆歷史交易。
在以太坊經(jīng)典的區(qū)塊數(shù)據(jù)中,這一情況可以清晰看到,范圍大約在區(qū)塊 10904147 至 10907761 之間。上圖展示了每個(gè)區(qū)塊的共識(shí)大?。ㄒ宰止?jié)計(jì))和交易數(shù)量。在攻擊發(fā)生期間,可以觀察到長(zhǎng)時(shí)間的紅色點(diǎn)段,共識(shí)大小降為零,意味著這些區(qū)塊在競(jìng)爭(zhēng)鏈接管時(shí)被孤立。藍(lán)色點(diǎn)則標(biāo)記了最終保留下來(lái)的主鏈,攻擊者的鏈則重組了數(shù)千個(gè)此前的區(qū)塊。
算力分布與礦工經(jīng)濟(jì)學(xué)
這些案例表明,PoW 網(wǎng)絡(luò)的安全性取決于 算力分布 和 礦工激勵(lì)的可持續(xù)性。像門羅這樣的中小型 PoW 網(wǎng)絡(luò),其算力遠(yuǎn)低于比特幣,這反映了挖礦硬件和整體規(guī)模的差異。由于保護(hù)鏈條的總算力有限,單一礦池或協(xié)同行動(dòng)者需要的資源門檻更低,更容易達(dá)到多數(shù)控制,從而使這些網(wǎng)絡(luò)更容易受到共識(shí)中斷的威脅。
正如 Qubic 事件所展示的,算力會(huì)因更強(qiáng)的激勵(lì)而趨于集中。礦工必須獲得可持續(xù)的補(bǔ)償,才能持續(xù)保障網(wǎng)絡(luò)安全。門羅的區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)在其通縮發(fā)行機(jī)制下穩(wěn)步下降,目前網(wǎng)絡(luò)每天發(fā)行約 430 枚 XMR(約合 12 萬(wàn)美元)。交易手續(xù)費(fèi)補(bǔ)充有限,每日僅約 9–10 枚 XMR。這種條件下,像 Qubic 的 uPoW 模式 這樣的替代激勵(lì)機(jī)制,就可能吸引足夠算力,從而在短期內(nèi)打 破 網(wǎng) 絡(luò)平衡。
下圖從更廣闊的視角展現(xiàn)了這一動(dòng)態(tài):對(duì)比主要 PoW 網(wǎng)絡(luò)的哈希價(jià)格(即每單位算力每天的收入) 與礦工日均收入。比特幣獨(dú)占一類,而門羅、萊特幣、ZCash 等中型鏈則聚集在安全預(yù)算更薄弱的區(qū)間。
相比之下,比特幣龐大的收入基盤有助于維持 ASIC 硬件的分布和礦池的多樣化。盡管圍繞交易費(fèi)動(dòng)態(tài)和礦池集中度仍有疑問(wèn),但比特幣的算力規(guī)模和資本門檻,使得協(xié)同攻擊的成本極高。
這一點(diǎn)也得到了研究的印證,例如《Breaking BFT》就指出,考慮到 ASIC 硬件的資本投入規(guī)模和維持攻擊所需的電力成本,對(duì)比特幣發(fā)起 51% 攻擊在經(jīng)濟(jì)上幾乎不可行。
結(jié)論
門羅與 Qubic 的事件并非一次完整的 51% 攻擊,但它起到了對(duì) PoW 安全性的壓力測(cè)試作用。它揭示了在礦工激勵(lì)與算力集中時(shí),小型 PoW 區(qū)塊鏈可能暴露在共識(shí)中斷的風(fēng)險(xiǎn)之下,從而最終動(dòng)搖網(wǎng)絡(luò)信任。過(guò)去以太坊經(jīng)典等網(wǎng)絡(luò)的案例也表明,這些風(fēng)險(xiǎn)并非假設(shè),而是反復(fù)出現(xiàn)的挑戰(zhàn)。
比特幣的規(guī)模效應(yīng)依舊是關(guān)鍵的差異化因素,其攻擊門檻遠(yuǎn)高于小型網(wǎng)絡(luò)。但其長(zhǎng)期安全模型依舊存在疑問(wèn),特別是在區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)持續(xù)下降、交易手續(xù)費(fèi)逐漸成為安全預(yù)算核心的情況下。歸根結(jié)底,Qubic 事件再次強(qiáng)調(diào),PoW 安全依賴于 可持續(xù)的激勵(lì)機(jī)制 和 廣泛分布的算力,而類似的事件可能正是網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)化自身韌性的催化劑。
以上就是門羅幣(XMR)的壓力測(cè)試與 PoW 安全風(fēng)險(xiǎn)分析的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于門羅幣壓力測(cè)試與PoW安全的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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