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去中心化”背后的潜台词是“大多数人正义”
来源:互联网
编辑:网络
2018-06-20 20:22
细读比特币白皮书,你会发现中本聪的“去中心化”背后的潜台词是“大多数人正义”,共识机制是比特币的核心理念。
用密码原理和工作量证明(Pow)代替中心化权威信用。而产生一条新的交易记录时永远有先后顺序,即便是双花也总有先后顺序,同一用户不可能同时创造两笔交易。比特币首先引入了基于时间戳的随机散列,让其形成前后相关的序列,比特币的交易记录就是一个时间序列的链条。这就是为什么称之为区块链的原因。
要避免双花,我们只需要证明其中一条链有效即可,并且将其记录到交易链条上,其他的交易就是无效的了。要证明其中一条是有效又不允许中心化从存在,只有一个办法:发动所有人参与这项活动,进行“多数人的正义”。
PoW共识算法正是为了解决谁是大多数的问题,“大多数”的决定表达为***长的链。新区块进行节点广播,一旦有节点收到了这个区块的广播,会按照“当且仅当包含在该区块中的所有交易都是有效的且之前未存在过的,其他节点才认同该区块的有效性”的规则进行验证。
验证通过后,这个节点就不会再接受别的节点的同样区块了。同时这个节点会终止自己正在进行的包含同样交易的区块计算,也就说不会在进行无用功了,节点在这个区块基础上启动新的交易区块计算,如此往复,形成链条。
由于网络延迟,如果同时有几个节点互相收到交易区块,记录同样的链条(分叉),该僵局的打破要等到下一个工作量证明发现。通过一段时间运行,总有一条区块链时序***长,作为***终被认可的链条。比特币区块链就是在不停的分叉、抛弃、又分叉、又合并的过程。
共识机制替代中介信任,那么我们探讨一下极端情况下可能会出现什么问题?
2018年某**下午15:30,中国的海底光纤突然出现故障,国际出口被阻断。整个比特币网络仍旧正常运转:国内的矿池、矿场币照样挖;国外的矿场、交易所继续正常挖币和交易。
只是不知不觉间,中国的比特币网络和国际比特币网络被撕裂为两个子网。
在故障期间,中国境内的算力形成一个链,境外的算力形成另外一条链。按照共识机制,就看哪条链的长度更长,而长度较短的另一链会被淘汰,即这条被淘汰的支链上产生的所有交易需要重新核算,同时记账奖励将被作废。
17点40,故障后2个小时,光纤故障排除,国际出口复通。
由于中国国内的算力占比高达70%,国外链毫无意外会被淘汰,在故障发生的两个多小时,境外矿场的算力成果被销毁了,海外所有的比特币交易面临重新核算,整个比特币上的商业活动被瘫痪。
大规模通讯中断会将比特币网络撕裂为算力悬殊的两个分支,那么**的策略是故障发生那刻起,整个比特币网络立即停摆,直到故障修复。否则如果保持隔离状态继续运行,复通合并时就会出现更棘手的瘫痪。
比特币对此也有一些防御措施,为防止支链的干扰造成损失,比特币一笔交易至少需要6个区块的确认,一个区块时间是10分钟,6个区块就是一小时。假如故障导致的网络隔断超过一小时,就会给交易带来冲击,隔断时间越长冲击越大。
人们对比特币容灾能力的讨论,更多地关注于分布式的多节点存储备份,忽略了共识机制本身造成的隔离和吞没效应。
这样的想法并非是不可能的,就在 2018年3 月30日,非洲国家毛里塔尼亚由于海底电缆被切断,造成全国范围内彻底断网时间长达 2 天,该起事件还同时影响数个周边国家,断网噩梦**在现实中上演,说明全球范围内的网络基础设施并非人们想象的安全。
实际上,全球大约97%以上的网络数据均是通过海底电缆传输,但各国出于军事目的而进行的海底电缆附近活动并不在少数。2013年,有3名潜水员在埃及被捕,他们被指控为涉嫌切断海底电缆。
而在军事战略家的理论中,全面切断海底电缆,影响该国军事通信能力,对敌方造成经济损失和瘫痪性灾难,也不失为一种重要的备选打击手段。
并且,能让比特币陷入瘫痪的可能还不止拔网线这一种。
下面我们来发散一些可以影响比特币网络的可能:
大规模的黑客攻击行动,控制主干网络设备的路由策略,发动BGP攻击。
网络设备商的后门权限。针对核心路由器0day漏洞的蠕虫病毒在传播过程中,有意或无意地封闭了国际出口。
电信运营商的国际出口通讯故障。
国家防火墙的限制和阻断。
以上场景中,发动者都可以是体系外的成员,并且不需要耗费大量硬件和电力资源投入,只需要控制网络层就可以轻松实现。这就暴露出比特币和所有加密货币***致命的缺陷:网络层天然高度中心化。
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