分析区块链安全性的洋葱模型（Part-1）_以太坊

分析区块链安全性的洋葱模型（Part-1）

从实证研究看来，公链是安全性的。纵览其历史时间（虽然还很短），公链的确保证了其设计方案主要用途：流畅地解决买卖。它是大家众所周知的。对于怎么会那样，难以想到一种基础理论来表述。

应对自己看好的创业项目，大家一般会从她们最能了解和最注重的地区来表述其安全性。“某某某公链的安全性由哪些确保？”不管你问谁这个问题，获得的回答无非经济发展鼓励、算力区块链技术、全连接点、持同样价值观念的疯狂小区。这没有什么好诧异的：如同专用工具基本定律（又被称为马斯洛理论的锤头）所言，大家过于依靠自身了解的专用工具。假如你手上仅有一把锤头，你也就会把全部事情都作为钢钉来看待。

我并不认为以上要素中的一切一个足够确保公链的安全性。即便 一条公链在某一方面保证了无懈，要攻击它也并非难题。比如，在一个全部客户都运作全连接点的互联网中，矿工仍然可以仿冒另一条链来操纵全部链上财产。因而，必然是每个要素紧密联系、互相影响，才可以为免批准型数据现钱系统软件给予充足强的安全性。

我明确提出了一种区块链安全性实体模型，期待将组成安全性的每一个原素都清楚地展现出去。该实体模型致力于协助大家更全方位地对待公链，找到其优点和缺点，并对不一样公链开展比照。公链的安全性就好像一颗圆葱，每一层都提升了附加的安全性。

要想始终催毁一条公链，务必催毁客户对其帐簿情况（使用权明细）的信赖，还需要让这一条公链没法靠谱地升级帐簿情况。外边好多个安全性层全是为了更好地避免 这类状况产生。

攻击务必根据这一梯状的防御力层才可以碰触关键。如今，使我们逐一剖析这种安全性层。

最表层维护由密码算法确保给予。密码算法是最靠谱的确保方式，因而大家期待它做为第一道防线来遮挡尽量多的攻击。密码算法关键可以确保以下几个方面：

没法平白无故公开增发代币总：全部区块（及其全部区块奖赏）务必附加合理的劳动量证实。

没法盗取别人的代币总：电子签名计划方案能够 保证代币总只有由其合理合法使用者应用。

没法伪造以前区块的数据信息：归功于hach表针，如果有攻击者要想伪造以前某一区块的数据信息，务必重新构建从那一个区块逐渐至当今区块的这一段链。

以上攻击都被拦在了第一道防线以外：

殊不知，强劲如密码算法也是有它给予不上的确保。比如，假如发生2个一样长的链，它没法决策哪一条是对的（这必须来源于现实世界的信息内容，比如 “大部分人要挑选哪一条链” 和 “从长久看来哪一条链的总市值会高些” ）。它也没法逼迫矿工在特殊区块上挖币，挖到区块后马上广播节目，乃至没法保证她们装包特殊买卖。

一些根据第一个安全性层的攻击会在的共识层被阻隔。在量子链的共识下，连接点時刻关心互联网并全自动转换至最多（成本费最大的）链。仅有在最多链上挖出区块的矿工才可以得到酬劳。因而，她们必须与别的矿工达成一致。这就造成矿工极其偏重于在链的顶部挖币，仅有那样她们的区块才最有可能被别的矿工认同。

如果有故意矿工要想在以前的区块上挖币，就需要与别的在链顶部挖币的矿工进行市场竞争。他务必比别的全部矿工更快挖到区块，才可以追上并超过她们。可是出块速率在于算力占有率，他取得成功的概率极低，就算仅仅瞻前顾后的资产重组。

要想进行合理的攻击，攻击者最先要得到的共识层的决策权。这就代表着，如果是劳动量证实共识机制，必须操纵 50% 之上的算力；如果是根据拜占庭容错机制的利益证实共识机制，必须操纵 33% 之上的保证金；如果是根据最多链标准的利益证实共识机制，必须操纵 50% 之上的保证金。

这类攻击的难度系数一般被小看了。比如，政府部门一般被视作公链的较大威协。殊不知，假如他们要想在一级市场上选购必需的硬件配置，迅速便会发觉硬件配置的总产量受制于中国内地、和韩的集成ic代工企业。而这种集成ic代工企业的生产量又遭受澳洲希土采掘、亚洲地区和非州的芯片生产制造等要素的限定。因而，集成ic的总产量十分比较有限，即便 顾客再积极主动也于事无补。仅是买够必需的硬件配置就必须最少 2 到 3 年，并且还无法保证不露痕迹。

除非是政府部门收走目前硬件配置来得到 50% 的算力或逼迫挖矿软件运营人协同起來启动攻击。那样一开始也许可行，可是直到矿工发觉并转出去算力就不行。尽管这类攻击短时间不太可能产生在BTC的身上，可是这些把握较少算力或保证金的中小型互联网就很难说了。

我以前就早已阐述过，归功于经济发展确保，假如某一实体线操纵了的共识层，区块链不容易马上奔溃。根据采用适度的鼓励对策，区块链能够 让做恶具备真正的成本。往往可以保证这一点，是由于区块链根据原生态代币总引进了数据稀缺资源（及其使用价值）的定义，能够 （根据区块奖赏和服务费）奖赏善举并（根据罚没款保证金或扣发将来奖赏）处罚恶事。

奖罚的经营规模与参加者对的共识层的决策权正相关。假如操纵较多（甚至绝大多数）算力的参加者毁坏互联网，损害也会更惨痛。因而，潜在性的财产损失会让攻击者望而生畏。

并不是全部经济发展鼓励的实际效果都一样。区块奖赏的使用价值相对性互联网使用价值越高（译员注：含意好像是区块奖赏与服务费奖赏在矿工收益中常占的占比），互联网的安全性就越高，由于那样对矿工的厉害危害越大。（这就是为何区块奖赏减少会对BTC的安全性造成威胁）。

矿工一样也是相关者，由于hach测算必须专业的硬件配置（即 ASIC 挖矿机），一旦全部互联网消退，这种硬件配置便会变成一堆废金属。因而，目前为止，全部挖币攻击都产生在这些封建迷信抗 ASIC 的中小型互联网中，这并不是偶然。攻击者只必须投入非常少的成本，乃至无需投入一切成本就可以操纵这种互联网（比如，根据算力租赁）。

大家在上文提及过，要想始终催毁一条公链，务必催毁客户对其帐簿情况（使用权目录）的信赖，还需要让这一条公链没法靠谱地升级帐簿情况。

它是，由于区块链自身并不是大家的到达站。大家没理由由于某条链临时性发生部分常见故障就整理背囊打道回府。区块链仅仅一种将社会共识创建步骤自动化技术的方式，一种维护保养并升级共享资源数据库查询的专用工具。数据库查询的情况对参加者有使用价值，因而参加者有较强的驱动力在崩溃时修补它。

比如，假如密码算法哈希函数被破译，社会发展层能够 （在技术专家的具体指导下）人为因素达成一致来更换被毁坏的一部分：

一样地，假如的共识攻击战胜了经济发展确保，社会发展层也会人为因素阻拦它。假如把握大部分算力的攻击者逐渐根据掏空块对互联网进行 DOS攻击，不得而知自身会遭到的财产损失，客户能够 决策变更 PoW 涵数，人为因素消除矿工对互联网的决策权。

如同大家所闻，若要永久杀掉一条区块链，要不就要客户完全丧失对其帐簿情况的兴趣爱好，要不就将系统软件毁坏到没法修补的水平。

当攻击能够 透过全部安全性层，最后击败系统软件的社会发展关键，导致其从此没法修补外场安全性层时，系统软件将遭遇巨大的风险。

为使自身修补和人为因素干涉都充分发挥，每一个新项目的小区都必须紧紧围绕此项目地关键特点创建强大的社会发展通信规约。以BTC为例子，其价值观包含买卖不可逆、抗核查性、不实行没法向后兼容的升级和 2100 万代币总发售限制。这种价值观念不但为社会发展干涉的给予了个人行为宏伟蓝图，还产生了有关修补挑选的谢林点。

一个新项目的价值观必须不断再次商议，并不是全部客户都认可这种特点。殊不知，小区就某一价值观念达到的的共识越强，这一价值观念在危急时刻就越有可能被恪守。

如果我们将社会发展层视作一切区块链的 “原爆点（注：核弹爆炸定位点）”，社会工程攻击确是一大威协。假如故意开发人员能够 在沒有监管的状况下潜进系统软件伪造编码，尤其是在经常硬分岔的系统软件中，便会消弱外场安全性层的防御能力（点一下这里，阅读文章相关文章）。

我发现了洋葱模型能够 非常好地分析每一层是怎样为一条区块链的安全性服务保障的。在某种意义上而言，该实体模型就是我以前的文章内容《剖析比特币的社会合约》（汉语译版）的拓宽：一切公链都源于一套一同的价值观，勾勒系统软件企业愿景的宏伟蓝图。

这套价值观念务必被转换为社交个人行为的标准（即，协议书！）。随后，大家全自动实行这种标准，完成不一样种类的确保：经济发展、的共识和密码算法。系统软件根据管束参加者的个人行为来提高社会发展扩展性，在低信赖自然环境中互相配合、同创財富。

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