干貨 | 減輕 LMD GHOST 的 balancing attack 風險的提案_SCOR

來源|?notes.ethereum.org

作者|VitalikButerin

譯者注：Balanceattack指的是攻擊者快速干擾有相近算力子組的溝通。在此期間，攻擊者在一個子組發布交易(稱為交易子組)，在另一個子組挖區塊(稱為區塊子組)，直到區塊子組的樹以高概率勝過交易子組的樹。Balanceattack的新穎之處在于利用GHOST協議把兄弟塊或叔塊算入選擇區塊得分的特性。這個策略使得攻擊者可以在與網絡隔離的情況下挖一個分支，在將它的分支并入競爭區塊鏈之前影響分支選擇過程。

eth2的分叉選擇區別于eth1和“基于鏈(chain-based)"的PoS算法(例如像Peercoin和NXT這些舊算法，但也有像Tezos、Ouroboros等的較新的算法)的一個關鍵是，在eth2，有非常多影響區塊”得分(score)“的信息是并行到達的。

基于鏈的PoS算法：

CZ：行業復蘇基金或多達20億美元:11月17日消息，TechCrunch記者Jacquelyn Melinek在個人社交媒體表示，Binance創始人CZ表示一直在對行業復蘇基金進行討論，其金額可能多達 20 億美元。此前消息，Binance 將成立行業復蘇基金，幫助優質項目度過流動性危機。[2022/11/18 13:19:10]

(像在eth2里)每個slot上的委員會：

基于鏈的算法更容易證明其活性(事實上，在某些情況里活性已經被證明了)，因為通常一次有一個單個行動者，使得它們充當"協作瓶頸(coordinatingbottleneck)"，讓每個人都對同一個分數達成共識。

澳大利亞財政部正密切關注FTX事件影響，將制定加強投資者保護的法規:11月17日消息，在FTX事件之后，澳大利亞政府加倍致力于為加密貨幣建立強有力的監管框架。澳大利亞財政部長Jim Chalmers的發言人表示，財政部正計劃明年制定加強投資者保護的法規。該發言人表示正在密切關注FTX崩盤事件的影響，包括加密資產市場的進一步波動以及對更廣泛的金融市場的任何溢出效應”。

據此前報道，澳大利亞證券和投資委員會（ASIC）已暫停FTX Australia的金融服務牌照，直至2023年5月15日。在2022年12月19日之前，FTX Australia可以繼續提供與現有衍生品合約平倉相關的有限金融服務。（Cointelegraph）[2022/11/17 13:17:08]

下面是基于鏈的算法中活性的”稻草人證明概述“。

假設：

在每個slot里就有一個行動者(即區塊提議者)可以參與。誠實的區塊提議者在slot的前半發布他們的區塊網絡延遲的上限是半個slot(因此是δ<1/2，以slot為單位測量時間)。被分配到在slotN+1行動的行動者僅會基于他們在slotN前收到的信息行動。我們對節點收到在時間t發出的信息的時間建模為區間?(t,t+δ)的“云”?(到這里為止，這只是陳述了同步假設的標準學術表述)。因此，存在兩種情況：

Blockdaemon收購數字資產安全公司Sepior:金色財經報道，加密基礎設施提供商Blockdaemon日前收購了丹麥初創公司Sepior，后者是一家為機構客戶提供密鑰管理服務的數字資產安全公司，收購價格未公開。這是該公司兩年來的第四次收購，最近一次是在今年3月，Blockdaemon收購了NFT聚合器Gem。（techcrunch）[2022/7/20 2:26:38]

達成共識

沒有達成共識

請注意，只有當在slotN的參與者不誠實時才會出現沒有達成共識的情況。因此，如果被分配到某個slot的參與者是誠實的，那么要么(i)在該slot的末端每個參與者都對哪條是正確鏈達成共識，因為他們都是基于相同的信息計算分叉選擇的，要么(ii)攻擊者在之前那些他們沒有參與的slot上“用掉了”?一些儲備的參與權。因此，只有當攻擊者對每個誠實參與者有至少一個儲備的參與權時，即如果攻擊者被分到的slot多于誠實節點時(也就是誠實大多數的假設被打破時)，干擾才能繼續。

南非央行副行長：將把加密貨幣作為金融資產進行監管:金色財經報道，南非央行副行長Kuben Naidoo證實，南非將推出加密貨幣法規，一定程度上支持該行業。他表示，我們不打算將加密貨幣作為一種貨幣進行監管，而是將其作為金融資產進行監管。（Finbold）[2022/7/13 2:10:52]

現在看看”有很多并行證明“的情況。當有很多并行證明增加一個區塊的得分時，是沒有單一行動者創造瓶頸的。因此，攻擊者可以操縱網絡(再加上有策略地對一些他們自己的驗證者廣播)，以便在每個epoch末端構建就哪些信息算入分叉選擇沒有達成共識的狀態，從而使多條鏈中的某條鏈勝出。

請看論文Ebb-and-FlowProtocols:AResolutionoftheAvailability-FinalityDilemma(動態協議：可用性與最終確定性兩難困境的解決方法)，特別是第4和第5頁，那里有對這種攻擊的說明。請注意，這種攻擊的確建基于一些在實踐中非常難以實現的網絡假設(攻擊者對個人質押者的網絡延遲有非常精細的控制)，但盡管如此，一個能抵抗這種攻擊的協議還是比一個不能的協議好。

DeFi開發工具和投資平臺GYSR已上線Optimism:6月1日消息，DeFi開發工具和投資平臺GYSR已上線以太坊擴容方案Optimism，將為開發者提供工具套件，涵蓋流動性挖掘、NFT質押、治理獎勵、代幣分配等解決方案。[2022/6/1 3:56:36]

提議的解決方案

提議的解決方案是引入明確的”同步瓶頸“小工具到分叉選擇上。特別是，我們可以增加以下規則：

1.假設所有被分配到slotN的證明者的集體總權重為W

2.slotN+1里的參與者僅會認為在slotN末前到達(從參與者的角度)的證明是有效的。

3.在slotN+1的提議者應該在slotN+1的開端就馬上做提議。他們的提議其實是在選擇一條特定的鏈。在slotN+1的證明者看來，如果他們在slot進行了1/3之前就看到提議到達了，他們會將該提案視為等同于權重為W/4的證明(這個得分調整只對slotN+1有效，在slotN+1后這個得分調整會復原)。

4.把同步假設降低到δ<1/3

分析

(請注意：為了分析的簡易，我們假設時鐘是完全同步的，以及任何實際的時鐘差異都是網絡延遲的一部分。)

在slot的末端，所有驗證者都已經收到一些證明集了。如果出現了攻擊(例如，有k≥1的惡意證明者在slotN做證明)，驗證者將很可能在每個區塊的得分上有分歧。但是，他們分歧的范圍將不會超過k。假設(在不喪失一般性的情況下)有兩個競爭區塊，A和B，如果score(A)?score(B)≥0，則A"勝出"，反之則B勝出。score(A)?score(B)的分歧范圍的上限是2k(即每個驗證者給出?score(A)?score(B)值都將在的范圍內，z是個固定值)。

設Wp為提議者的權重(即Wp=上文論述的W/4)。如果提議者是誠實的，他們肯定會遵循以下兩種行為：

1.如果他們看到score(A)?score(B)≥0，他們將提議A區塊，否則提議B。

2.他們將馬上提議他們的區塊，以保證所有的證明者都在期限前看到。

設為score(A)?score(B)分歧的區間。我們區分三種情況：

z<?2k?2k≤z<0z≥0在情況(1)，提議者將給B投票，這樣證明者將看到在內調整過的得分；這里整個區間都是負數，因此對B有充分的共識。

在情況(3)，提議者將投票給A，這樣證明者將看到在內調整過的得分；這里整個區間都是正數；因此對A有充分的共識。

在情況(2)，很大程度由提議者決定。取決于提議者的意見落在區間的哪個位置，提議者不是選擇A就是B。因此，區間要么是(i)，要么是(ii)。

如果是Wp≥2k的情況，請注意從情況(2)的定義?2k≤z<0來看，當(2.i)z<0且2k?Wp≤0，即?z+2k?Wp的上限是負數，也就是整個區間都是負的。當(2.ii)?z>?2k且Wp≥2k，即z+Wp>0，即整個區間都是正的。因此，充分共識是在A還是B取決于提議者的選擇。

現在，讓我們回到Wp=W/4的論述中。為了避免提議者起同步瓶頸的作用，上述推理中Wp≥2k的前提必須被打破；因此，必須有超過W/4的證明者在每個slot投票。

如果在任何單個slot中提議者起到了同步瓶頸的作用，所有誠實的證明者都將往該方向投票，使score(A)?score(B)的值與0偏差增大。為了避免其中一方在這個點上勝出，攻擊者必須在該slot展示足夠多的投票以與所有的誠實驗證者抗衡(減去1/4來抵消提議者在slot末端投票的效用）；這需要遠超過W/4的證明。

因此，要維持一段時間的失活需要至少在每個slot上有W/4的惡意驗證者，或?≥1/4的驗證者是不誠實的。

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