安分守己的韭菜苗

50%區塊鏈、30%咖啡、20%閱讀思考。 從300美金時認識比特幣,今年開始,想當一個能躲過鐮刀的韭菜成長茁壯,或許你能看看我的故事,一起當個健康成長的好韭菜,或者一起喝咖啡、看看書。

從0開始的區塊鏈知識:比特幣、區塊鏈(二)(Bitcoin, Blockchain)|技術篇

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本篇適合人群:中階,對區塊鏈的概念有所了解,但對背後涉及的技術尚未認識的人群、一知半解的加密貨幣交易者們、不相信加密貨幣價值的任何人。


開始前,希望你都閱讀過概念篇技術篇(一),才更容易了解這裡的技術講解。

加密貨幣有三個基本問題需要解決,是其價值的基礎

1. 可以相信這筆錢是真實的,而不是偽造的嗎?

2. 可以確定數位貨幣只能使用一次嗎?(俗稱"雙重支付","雙花"問題)

3. 可以確保除了我以外,沒有人可以聲稱我的一筆錢屬於他們嗎?

上一篇中,我們試著解答了Mastering Bitcoin中第一個問題,說明了私鑰/公鑰,地址的關係,還有橢圓加密演算法、數位簽章。


可以確定數位貨幣只能使用一次嗎?我們將它換一個刺激一點的題目,我要如何把數位貨幣花兩次?,相信大家都會喜歡無中生有的錢吧!


正常的交易應該是類似下圖這樣,礦工會競爭一道數學難題,每次作答時間大約10分鐘,解答速度太快的話問題難度會上升,反之會下降。解答成功的礦工將答案和鏈上的資訊打包進一個區塊,下一個區塊的數學難題從上一個區塊內的資訊中出題。這個題目到底是甚麼?我推薦3Blue1Brown的科普頻道,動畫講解還有多國翻譯,業界良心。

Bob看到的交易

當Bob看到#2區塊,上面記載了"韭菜苗給Bob1.4BTC",Bob就想"哦,收到1.4BTC了",於是Bob開開心心的把他的賓士車交給了韭菜苗。殊不知我在交易中動了手腳。

我同時生產了兩個區塊!這是怎麼做到的?有甚麼意義?

實際上的交易

首先,所有礦工都有一個共識是"最長的那一條區塊鏈是真的",因為最長,代表著大家都把計算資源投入在這裡,也是最可信的,而大家接下來也會繼續在這條鏈上繼續解題,沒有人會跑去那條比較短的鏈,你總不會跑馬拉松的時候跑較短的路線還要求要得名吧?(哲學一點的說法是...真理是什麼已經不重要了,真理就是大家相信什麼,那它就成為真理😎)


要做到這件事情,必要條件是:「比所有人都更快更強大的算力」,讓我在數學比賽中最快算出答案,也讓我生產最長的那條鏈,來讓大家都相信我。當我生產出區塊#2,區塊#2會告訴比特幣網路上的其他節點"韭菜苗給Bob1.4BTC",Bob看到這個資訊後就給了韭菜苗賓士車。但Bob不知道的是,我同時在網路上傳播了區塊#F2。

現在比特幣網路上分成了兩派,有些節點先看到了區塊#2於是他們會繼續努力算出區塊#3。有些節點先看到了區塊#F2,於是他們會開始算區塊#F3。如果我能搶在有人算出#3之前,就先算出了#F3,那我就能讓其他人也開始相信#F3是最長的、最可信的那條鏈,#2也就被其他人所遺棄。

腦袋是不是有點亂?我們用上帝視角再來看一次😉!



區塊#1

這時候是區塊#1,所有節點都承認韭菜苗有1.4BTC在帳戶裡,因為Alice給了韭菜苗1.4BTC。這很重要,因為這才讓韭菜苗有權利使用這1.4BTC。

區塊#2和區塊#F2同時在網路上

這時候,比特幣網路分成兩派,一派先收到了#2,一派先收到了#F2。他們會選擇相信先收到的那條資訊。Bob因為先收到了#2,他就認為他收到了1.4BTC,也就將賓士車交給了韭菜苗。

區塊#F3傳播中

這時候我們算出題目囉,挖出了區塊#F3,區塊#F3繼承自#F2,也就是「韭菜苗給Cind1.4BTC」這件事成為了大家的共識。一個區塊中可以入上百筆交易,寫在區塊#2橘色倒三角形中交易會被重新打包,傳播在網路上,但是其中已經完成、重複的資訊則會被捨棄。「韭菜苗給Bob1.4BTC」這條資訊會被捨棄,因為大家檢查之後就知道,韭菜苗的1.4BTC已經給Cindy了,沒有任何BTC可以給Bob。

區塊#3成了新的共識

天下大勢,合久必分,分久必合。區塊#F3成為了新的統治者!哦...新的共識!

這時候我騙過了Bob,和Cindy一起開心的駕駛賓士車出門玩。

而Bob正在懊惱自己太過著急,沒有多等幾個區塊之後再確認交易。

事實上,這樣的分岔每天都會發生數次,大家也都知道自己收到的區塊不一定是最終版本。這時候你會有兩個問題:

  1. 不對呀,我在交易所買比特幣不是立刻就到帳了嗎?
  2. Bob到底應該要等幾個區塊呢?

Well...第一個問題,交易所依然是有一個中心的伺服器的,你實際上只有在"交易所的伺服器紀錄"中,記錄你有多少比特幣。在一買一賣之間更改數據。如果真的將你的交易紀錄上區塊鏈,那他的手續費絕對不會是0.5%、0.1%這麼便宜...

這裡你就得選擇要不要相信交易所了,或者你可以轉往所有權力都在自己手上的去中心化交易所。或許我以後會再寫一篇文章(又在挖坑..)

第二個問題,六個。

為甚麼是六個?這...這我們要來翻論文了,你確定?真的要看?


太棒了!你居然繼續看下去了!

這裡是論文,感謝Doge臉書的Bitcoin比特幣中文社團分享,其中有一張表格整理了模擬情況:

這裡有三種模擬模型Nakamoto、Rosenfield、Generalized。%數代表掌握幾%算力。

上面的這排數字要解釋一下,這個攻擊方法是"偷偷比別人多挖幾個區塊,偷跑在別人前面,但是不告訴大家,直到某個時候突然跳出來說我有最長的鏈"。我們來看左上角三個2.00%。它代表:

我掌握全網路 1% 算力,我有 2% 機會比別人多算 1 個區塊,再跳出來說我的鏈最長,大家來相信我!

它右邊的0.05%則代表:

我掌握全網路 1% 算力,我有 0.05% 機會比別人多算 2 個區塊,再跳出來說我的鏈最長,大家來相信我!

這樣應該看懂了吧?我們來看看右下角:

我掌握全網路 49% 算力,我有 95% 機會比別人多算 6 個區塊,再跳出來說我的鏈最長,大家來相信我!

我等大家都看過了好幾個區塊後,都以為這些區塊上的內容為真。這時候我跳出來說,我有更長的版本,我的才是真的!

所以,事實上不需要到51%算力,只需要49%我們就能在理論上大機率完成攻擊!


回到問題

2. 可以確定數位貨幣只能使用一次嗎?(俗稱"雙重支付","雙花"問題)

理論上可以,實務上不可行。如果你掌握有大量算力,你有大機會雙重支付成功。但目前關於挖礦市場,它是有多家巨頭沒錯,但沒有一家掌握了超過51%算力。值得注意的是根據劍橋研究中國境內的算力大約占了65%,35%集中於新疆。另外前三大的礦機廠商比特大陸、比特微、嘉楠耘智都是中國背景。於是礦機國產,電費便宜,成了中國挖礦優勢。

那中國會不會哪天發動黨政優勢強制這些挖礦礦池做些什麼...Well,沒有人知道。但它其實並不符合他們自身的利益,這其實像是囚徒困境,白話說:攻擊比特幣的價值,要在比特幣上有大量投入,攻擊的話自身也損失慘重。

你可以在這裡看到世界上活躍的比特幣節點,歐洲節點活躍的多,但實際的算力少,有可能是這些節點都是拿來驗證交易用的,也就是它們是給大銀行拿來"看"的,沒有實際在挖礦。

也可以在這裡看到動區整理的礦業現況


小結

一不小心這篇文章擱淺很久,而且篇幅遠超想像...還有問題三的坑也還沒填...

但其實看到這裡,你應該要能知道問題3的解答。

咦,沒辦法?真的要我再寫一篇文章?

我之後盡力....

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CC BY-NC-ND 2.0 版權聲明

從0開始的區塊鏈知識:比特幣、區塊鏈(Bitcoin, Blockchain)|技術篇

從0開始的區塊鏈知識:比特幣、區塊鏈(Bitcoin, Blockchain)|概念篇

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