重放攻击和比特币区块扩容

第0章介绍

以太坊现在正处于重放攻击的危机之中，但我更关心比特币。

第一章 比特币硬分叉协议升级过程 分叉两条链的可能性很低

当以太坊硬分叉出两条链的时候，我还以为有问题。 因为挖矿难度，在高难度的链上算力小是很难挖到的，所以我觉得ETH经典链会因为算力小挖不出来。 但是以太坊的难度调整的很快，一个块一个块地调整，而且以太坊的出块时间超快，15秒内出一个块。 ETH 经典链快速匹配难度和算力。

比特币在硬分叉过程中产生双链的可能性远低于以太坊。 比特币算力太大了，1400P，挖矿难度也很高。 难度调整时间为2016个区块。 如果在比特币硬分叉升级过程中，即使有25%的算力坚持挖老链，程序锁升级时间一般也会设置到刚刚调整好难度的区块开始升级，即升级锁定后，下一次难度调整将在2016个区块之后。 新链和旧链挖矿到出块时间平均10分钟：

难度调整前新链出块时间为：10分钟/75%=13.33分钟。

难度调整前新链需要挖多长时间为：13.33*2016/60/24=18.662天。

难度调整前老链出块时间为：10分钟/25%=40分钟。

难度调整前旧链需要挖多长时间为：40*2016/60/24=56.0天。

我们假设新链和旧链的价格是按照算力分配的。 假设分叉前比特币价格为4200元比特币难度多久调整一次，

新链挖出的币价为：4200*75%=3150元。

新链矿工挖一个区块赚取利润：12.5*3150=39375元。

新链矿工平均每分钟盈利：39375/13.33=2953.86元，约3000元。

新链1P算力平均每分钟盈利：2953.86/(1400*0.75)=2.8132元，约合2.8元。

旧链挖出的币价为：4200*25%=1050元。

老链矿工挖一个区块赚取利润：12.5*1050=13125元。

老链矿工平均每分钟盈利：13125/40=328.125元，约合328元。

老链1P算力平均每分钟盈利：328.12/(1400*0.25)=0.9375元，约1元。

新链的收益是老链的2.8倍。 坚持挖老链的矿工基本都是情怀单位。 他们连电费都挖不出来，还要连续挖56天，连续56天亏钱。 而在这 56 天里，你必须确保你的队友不会撤回他们的算力和叛逃去挖掘更有利可图的新链。 更何况还有被51%大算力攻击的案例。 如果矿工都是理性的，那么老链基本没有生存条件。

而硬分叉如果按照90%的算力升级，老链就没有机会了。

但是还有一种情况老链可以存活下来，也可以利用重放攻击来威胁新链，那就是老链自己发起硬分叉来修改难度。

第二章如果老链修改难度继续对抗升级

如果老链通过修改难度来战斗，那基本上就是放弃了自己的“正义”。 因为这违背了抵制硬分叉的初衷。 如果你连难度都敢修改，那你也有可能修改2100万个BTC的上限，你什么都敢改。 这样的分叉分支很难得到用户的支持，从而成为冷漠的存在。

但我们不能停留在假设中，需要仔细思考里面的威胁。 确实有人对比特币协议持有完全不同的看法，而且这种硬分叉的成本非常低。 发生的概率不小，说不定会发生。 我们设想以下情况：

现在比特币的区块大小是1M，社区为此争论了很久，基本就是闹翻了。 如果有人坚持扩展到更大的区块怎么办？ 比如通过修改难度，只需要很小的算力，比如现有算力的10%，就可以发起硬分叉，直接将区块扩容到2M，甚至8M，甚至无限。

那么会发生什么？

第三章重放攻击小区块比特币主链的思想实验

让我们做这个思想实验，如果第 2 章中的小哈希率硬分叉到更大的区块，会发生什么：

我们把比特币硬分叉出来的新链称为bigger，而原链也称为Bitcoin core。 前者称为BTCg，后者称为BTC。

根据ETH和ETHc的经验，肯定会有交易所上线BTCg。 因为对于小交易所来说，这是一个难得的出名抢流量的机会。

肯定会有成交量，BTCg会有很大的炒作机会。 看看市面上各种山寨币，再烂的币也有人买。

因为Bitcoin bigger和Bitcoin core的交易格式完全一样，地址和私钥也一样，所以会发生重放攻击。 比特币大链上的交易可以在比特币核心链上重放。

因为现在比特币核心区块已经填满了1M。 现在把bitcoin bigger上的交易重新广播到bitcoin core链上，完全是狗屁。 鉴于1M块已经运行了很长时间，并且在重放攻击之后，这种拥塞会很严重。 但是比特币 bigger 的区块更大，可以容纳更多的交易比特币难度多久调整一次，所以不会出现拥堵。

由于拥堵，比特币核心链上的用户为了获得更快的确认，不得不提高手续费，手续费水涨船高。 而且比特币做大手续费也不高，因为没有拥堵。

用户可以在比特币上发起更多的交易，甚至发起恶意的粉尘攻击，比特币核心区块将面临长期严重的拥堵。

比特币核心矿池的内存池将面临爆发压力。 这时候就需要设置一个上限，达到上限后，手续费低的交易将被删除。 更大的比特币没有这个问题。

随着时间的推移，高昂的交易费用和不稳定的确认时间，比特币核心的用户体验越来越差。 至于比特币越大，小算力修改难度的硬分叉链的用户体验就更好。 那么BTCg的投机价值就会越来越高。

BTCg的价格会上涨，BTC的价格会下跌。 然后恶性循环。

最终，更大的比特币将占有一席之地，除非比特币核心可以升级到更大的区块来解决交易拥堵问题。

Bitcoin core 的任何交易格式都很难避免Bitcoin bigger 的重放攻击，因为Bitcoin bigger 也可以相应修改。 唯一的办法就是利用比特币核心上的算力，对比特币大佬发起51%攻击，彻底消灭他。 但这不符合矿工的经济利益，甚至面临道德压力。 有这种牺牲精神的矿工很难找，而且一定是算力大的矿场。 就算这样的矿工把第一个比特币拦得更大了，下一个呢？ 毕竟，启动比特币更大项目的成本非常低。

如果这个思想实验的推理成立，就意味着比特币核心将面临被迫提高区块大小限制。 这不会是共识推动的结果，而是一种被攻击后的防御方式。 如果真有那么一天，我们现在就升级吧。

重放攻击是针对以太坊的，并没有引起上述思考。 ETH 链没有受到 ETHc 的攻击。 这是因为以太坊区块没有比特币区块那么大的交易量压力，以太坊每秒可以处理的数量远超比特币。

第四章结语

有没有办法阻止这个思想实验的进行呢？ 如果不是，这将意味着小块比特币将通过重放攻击被较大区块链的一个分支击倒。 如果真有那么一天，我们现在应该做的就是升级到更大的区块。