「安全科普」挖礦技術，從一個理工男的愛情故事講起_比特幣

挖礦技術，要從一個理工男的愛情故事講起……

理工男的愛情故事

小藍是一個理工男，他喜歡上了小紅。奈何小紅追求者眾，小藍苦于不能脫穎而出。

到底選擇哪個男生呢？公平起見，小紅決定考察每個男生的誠意。

誰第一個解出方程，小紅就選擇誰。因為解高次方程沒有固定公式，需要花費一定的時間、進行大量的計算，才能得出正確結果。愿意解方程的男生，自然最有誠意。而小紅可以把結果帶入方程式，簡單地驗證其是否正確。

Cosmos推出SDK v0.47版本“Twilight”，旨在提高公鏈性能:3月17日消息，Cosmos 推出 SDK v0.47 版本“Twilight”，旨在提高所有基于 Cosmos SDK 的鏈的整體性能和功能。

據悉，該版本將 CometBFT v.037 引入 Cosmos SDK 以取代 Tendermint Core，支持升級到 ABCI 1.0，從而顯著提高性能。[2023/3/17 13:10:12]

那么問題來了：如果有人作弊，偷看了小藍的答案，并且搶答怎么辦？

要解決這個問題也容易，小紅可以給每個男生編號，把編號作為方程第一項的系數。這樣，每個人收到的方程式都是不同的，小藍的答案對于其他人來說是錯誤的。

而且，小紅可以通過結果驗證，直接從方程第一項的系數得知，究竟是誰解出了方程。因此，作弊是沒有用的。

以太坊ZK-Rollup擴容方案Taiko計劃在2024年初上線主網:金色財經報道，以太坊ZK-Rollup擴容方案Taiko發文公布路線圖，計劃在本月推出Alpha-2測試網，其中包含無需許可的provers和部分ZK-EVM電路，并在2024年初上線主網，實現完整的ZK-EVM電路、去中心化proposers和provers。[2023/3/10 12:52:48]

從愛情故事到挖礦原理

從小藍的愛情故事中我們可以知道，要想達成目標，就得付出一定的工作量。通過工作量證明，可以有效驗證每個人是否花時間做了計算。

有效的工作量證明：計算過程復雜，需要消耗一定時間；驗證過程相對簡單，甚至可以瞬間完成。

在比特幣網絡中，礦工挖礦也是一種工作量證明。當然，不能通過解高次方程來實現，因為這對人來說很難，對計算機來說卻非常容易，可以在1秒內完成。

上海：培育人工智能產業集群，推動通用 AI、XR 等新一代人工智能技術的深度應用:金色財經報道，上海市科學技術委員會等印發《推進“大零號灣”科技創新策源功能區建設方案》，其中提出，培育人工智能產業集群。聚焦智能硬件、智能機器人和智能駕駛等領域，圍繞高端芯片、傳感器、工業軟件等核心技術，培育一批具有國際領先水平和自主知識產權的高能級企業。依托馬橋人工智能創新試驗區，推動通用AI、XR等新一代人工智能技術在數字社區、城市治理和公共服務領域的深度應用。[2023/2/27 12:32:04]

要對計算機進行工作量證明，必須找到一種工作量算法，讓計算機無法在短時間內計算出來，這種算法就是哈希算法。

通過改變區塊頭部Nonce字段的值，計算機可以計算出不同的區塊哈希值，直到計算出某個特定的哈希值時，計算結束。特定哈希和其他哈希的區別是，它的數值前面有多個“0”。

持有超過1000枚比特幣的地址數量創三年新低:金色財經報道，Glassnode數據顯示，持有超過1000枚比特幣的地址數量為2031個，創三年新低。[2023/1/2 22:20:36]

比特幣挖礦的工作量證明：不斷計算區塊哈希，直到計算出一個特定的哈希值，它小于難度值。

比特幣使用的SHA-256算法，可以看作對隨機輸入產生隨機輸出。例如，對字符串Hello再加上一個數字計算兩次SHA-256，根據數字的不同，得到的哈希是完全無規律的256位隨機數。

大約計算16次，可以在得到的哈希中找到首位是0的哈希值，因為首位是0的出現概率為1/16。

如果要找到前兩位是0的哈希值，理論上需要計算16^2=256次，實際計算44次。

如果要找到前三位是0的哈希值，理論上需要計算16^3=4096次，實際計算6591次。

如果要找到前四位是0的哈希值，理論上需要計算16^4即超過65000次，實際計算67000多次。

對于給定難度的SHA-256，假設我們用難度1表示必須算出首位1個0，難度2表示必須算出首位2個0，難度N表示必須算出首位N個0，那么每增加1個難度，計算量將增加16倍。

Overstock宣布完成了對tZERO的計劃投資:金色財經報道，領先的家具和家居用品零售商Overstock.com宣布，繼今年2月宣布首次融資后，它已經完成了對tZERO集團公司（tZERO）的第二批計劃投資。tZERO的戰略融資回合由洲際交易所主導，已于2022年8月22日結束。

Overstock首席執行官Jonathan Johnson稱，Overstock對tZERO追加投資的完成表明了我們對 tZERO 的承諾以及我們對其領導地位的信念。Overstock 是加速采用區塊鏈技術的早期倡導者，尤其是在資本市場，我們長期以來一直支持 tZERO 這樣做。[2022/8/26 12:51:09]

比特幣挖礦，就是先給定一個難度值，然后不斷變換Nonce，計算BlockHash，直到找到一個比給定難度值低的BlockHash，就算挖礦成功。

簡單舉例，如果要計算出連續17個0開頭的哈希值，礦工首先應確定PrevHash、MerkleHash、Timestamp、Bits等參數，然后不斷變化Nonce來計算哈希，大約需要16^17即2.9萬億億次計算。

實際難度值是根據Bits值由公式計算而來的，比特幣協議要求計算出的區塊哈希值比難度值小，這個區塊才算有效。

注意，Difficulty的值越小，說明哈希值前面的0越多，計算難度越大。

比特幣網絡的難度是不斷變化的，它的難度保證大約每10分鐘產生一個區塊，難度值每2015個區塊調整一次。如果區塊平均生成時間小于10分鐘，說明全網算力增加，難度也會增加；如果大于10分鐘，說明全網算力減少，難度也會減少，難度隨著全網算力的增減動態調整。

挖礦木馬的危害

黑客會使用各種手段將挖礦木馬植入受害者的計算機中，在其不知情的情況下，利用計算機的算力挖礦，從而獲得非法收益。目前有多個威脅組織進行挖礦木馬的傳播，致使大量受害者的系統資源被惡意占用，硬件壽命縮短，嚴重影響生產生活。

·大量消耗計算機資源：挖礦木馬普遍消耗大量計算機資源，使系統及其服務、應用運行緩慢，甚至可能使正常服務崩潰，造成數據丟失。

·降低設備性能和壽命：被植入挖礦木馬的計算機普遍壽命較短，且性能嚴重下降。

·留置后門衍生僵尸網絡：挖礦木馬普遍會添加SSH免密登錄后門、安裝RPC后門、安裝Rootkit后門、接收遠程IRC服務器指令等。

·作為跳板攻擊其他目標：挖礦木馬可以控制受害者計算機進行DDoS攻擊，以此作為跳板攻擊其他計算機，或者釋放勒索軟件索要贖金等。

·碳排放造成環境污染：挖礦會消耗大量的電，造成巨大能源損耗，現階段電能的主要來源是煤炭，加劇碳排放污染。

挖礦木馬家族的特征

2021年，大部分挖礦組織傾向于門羅幣。門羅幣是一種無法追蹤的強匿名性貨幣，它的挖礦算法對CPU的利用效率更高，一般僵尸網絡掌握的“肉雞”性能不高，挖取門羅幣可以獲得更多挖礦收益。同時，在比特幣挖取難度日益增大的背景下，門羅幣的價格在虛擬貨幣市場始終保持穩定，對應的挖礦收益相較比特幣更加穩定，因此成為了攻擊者的首選。

·競爭性：通過檢測并結束其他挖礦木馬的進程，獨占目標的計算資源。

·持久性：通過添加計劃任務、創建服務、設置自啟動、RootKit等手段，長期駐留目標。

·隱蔽性和對抗性：通過進程隱藏、命令替換、進程互鎖等方式，實現對抗排查和處置。

·針對性：針對云服務器提供商在云主機上運行的安全檢測程序，在腳本文件中添加能夠將其結束并卸載的惡意代碼，以此規避云主機的安全檢測。除此之外，部分挖礦木馬可以利用掃描工具，對云服務提供商的IP地址進行探測，如云鏟、H2Miner等。

·集成性：挖礦木馬除核心的挖礦模塊外，還集成了端口掃描、漏洞利用、留置后門等組件，可以實現橫向傳播、廣泛傳播、構建僵尸網絡，如Outlaw等。

·跨平臺性：利用Web組件漏洞，結合惡意PowerShell、Shell等腳本，以及Python、Go語言編寫的惡意程序，實現跨平臺運行挖礦木馬，如Sysrv-Hello、SatanDDoS等。

如何防御挖礦木馬？

方法一：安裝殺軟件，防御挖礦木馬攻擊。

方法二：及時為計算機的操作系統打補丁，避免漏洞攻擊。

方法三：下一代防火墻產品，具備防護挖礦木馬的對應規則，可提供防護能力。

方法四：“鷹眼”全流量取證系統具備相關檢測規則，可精準識別挖礦流量。

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