比特幣底層漏洞：大多數正義與信道安全 

幾乎所有關于加密貨幣和區塊鏈的討論都源于中本聰的白皮書：《比特幣：一種點對點的電子現金系統》Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System （Satoshi Nakamoto）。
2008 年11月1日，一個密碼學郵件組收到了satoshi@vistomail.com 郵箱發出的這份白皮書，2009年1月3日，中本聰的個人電腦里挖出了50個比特幣，并在創世區塊里留下一句永不可修改的話：
 
 “The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks（2009年1月3日，財政大臣正處于實施第二輪銀行緊急援助的邊緣）。”
 
當時正是英國的財政大臣達林被迫考慮第二次出手紓解銀行危機的時刻，這句話是泰晤士報當天的頭版文章標題。區塊鏈的時間戳服務和存在證明，讓***個區塊鏈產生的時間和當時正發生的事件被**性的保留了下來。
2009年10月5日出現了***早的交易所匯率：1美元＝1309.03比特幣。十年后比特幣的價格已經超過8000美元，按照2017年峰值的***高價20000美元一枚計算，2100萬枚比特幣的市值達4200億美元，外加各種山寨幣、分叉幣，加密貨幣總規模已經突破萬億美元。
比特幣帶給我們**的沖擊是原來哈耶克的創想可行，技術可以超越現有政府的框架實現“非國家化的貨幣”并開始流通。
在幣值飛漲的瘋狂年代，已經很少人再去翻看中本聰的白皮書。僅有九頁的白皮書只是一套技術方案，所有的篇幅都是為了探討一個“幣”的實現，超越軟件技術本身，我們去細加審視更本質的問題：比特幣的“去中心化”是否徹底？是否真正成為了一個權力分散且完全自治的系統？白皮書中是否還有哪些缺陷，是中本聰默認忽略又事實存在的假性前提？

算力壟斷≠51%攻擊

 
目前對比特幣的信仰建立在全網51%算力難以企及上，然而***近人們越來越多開始擔憂，掌握大規模ASIC礦機的礦場早已壟斷了51%算力。
《麻省理工科技評論》在2018年1月18日發布的***新研究表明，比特幣和以太坊都屬于開放區塊鏈系統，即原則上任何人都可以成為礦工，但因為這樣的架構特性，自然形成了相應的組織集中挖礦資源。
基于每周一次的統計，排名前四名的比特幣挖掘活動就占整個系統挖掘活動的53%；而以太坊挖掘活動的中心化程度甚至更加穩固，前3 大礦機占整體系統每周平均挖掘活動高達61%。算力壟斷是否已經動搖了比特幣“去中心化”的特性？
答案是否定的。51%攻擊不會來自比特幣生態內。
這是因為礦場巨頭們雖然集中控制了算力，但他們按照游戲規則，付出了大量硬件投資和電費消耗。如果發動51%攻擊，整個系統的價值就會崩潰，那么攻擊獲得的比特幣將沒有任何意義。
51%攻擊必然來自于體系外。

去中心化=大多數人正義

 
[白皮書摘要]：
 
本文提出了一種完全通過點對點技術實現的電子現金系統，它使得在線支付能夠直接由一方發起并支付給另外一方，中間不需要通過任何的金融機構。雖然數字簽名（Digital signatures）部分解決了這個問題，但是如果仍然需要第三方的支持才能防止雙重支付（double-spending）的話，那么這種系統也就失去了存在的價值。
我們在此提出一種解決方案，使現金系統在點對點的環境下運行，并防止雙重支付問題。該網絡通過隨機散列（hashing）對全部交易加上時間戳（timestamps），將它們合并入一個不斷延伸的基于隨機散列的工作量證明（proof-of-work）的鏈條作為交易記錄，除非重新完成全部的工作量證明，否者已經形成的交易記錄將不可更改。
***長的鏈條不僅將作為被觀察到的事件序列（sequence）的證明，而且被看做是包含CPU**計算工作量的鏈。只要絕大多數的CPU計算能力都沒有打算合作起來對全網進行攻擊，那么誠實的節點將會生成***長的、超過攻擊者的鏈條。這個系統本身需要的基礎設施非常少。
信息盡**努力在全網傳播即可，節點(nodes)可以隨時離開和重新加入網絡，并將***長的工作量證明鏈條作為在該節點離線期間發生的交易的證明。
 
細讀比特幣白皮書，你會發現中本聰的“去中心化”背后的潛臺詞是“大多數人正義”，共識機制是比特幣的核心理念。
用密碼原理和工作量證明(Pow)代替中心化權威信用。而產生一條新的交易記錄時永遠有先后順序，即便是雙花也總有先后順序，同一用戶不可能同時創造兩筆交易。比特幣首先引入了基于時間戳的隨機散列，讓其形成前后相關的序列，比特幣的交易記錄就是一個時間序列的鏈條。這就是為什么稱之為區塊鏈的原因。
要避免雙花，我們只需要證明其中一條鏈有效即可，并且將其記錄到交易鏈條上，其他的交易就是無效的了。要證明其中一條是有效又不允許中心化從存在，只有一個辦法：發動所有人參與這項活動，進行“多數人的正義”。
PoW共識算法正是為了解決誰是大多數的問題，“大多數”的決定表達為***長的鏈。新區塊進行節點廣播，一旦有節點收到了這個區塊的廣播，會按照“當且僅當包含在該區塊中的所有交易都是有效的且之前未存在過的，其他節點才認同該區塊的有效性”的規則進行驗證。
驗證通過后，這個節點就不會再接受別的節點的同樣區塊了。同時這個節點會終止自己正在進行的包含同樣交易的區塊計算，也就說不會在進行無用功了，節點在這個區塊基礎上啟動新的交易區塊計算，如此往復，形成鏈條。
由于網絡延遲，如果同時有幾個節點互相收到交易區塊，記錄同樣的鏈條（分叉），該僵局的打破要等到下一個工作量證明發現。通過一段時間運行，總有一條區塊鏈時序***長，作為***終被認可的鏈條。比特幣區塊鏈就是在不停的分叉、拋棄、又分叉、又合并的過程。
共識機制替代中介信任，那么我們探討一下極端情況下可能會出現什么問題？
2018年某**下午15：30，中國的海底光纖突然出現故障，國際出口被阻斷。整個比特幣網絡仍舊正常運轉：國內的礦池、礦場幣照樣挖；國外的礦場、交易所繼續正常挖幣和交易。
只是不知不覺間，中國的比特幣網絡和國際比特幣網絡被撕裂為兩個子網。
在故障期間，中國境內的算力形成一個鏈，境外的算力形成另外一條鏈。按照共識機制，就看哪條鏈的長度更長，而長度較短的另一鏈會被淘汰，即這條被淘汰的支鏈上產生的所有交易需要重新核算，同時記賬獎勵將被作廢。
17點40，故障后2個小時，光纖故障排除，國際出口復通。
由于中國國內的算力占比高達70%，國外鏈毫無意外會被淘汰，在故障發生的兩個多小時，境外礦場的算力成果被銷毀了，海外所有的比特幣交易面臨重新核算，整個比特幣上的商業活動被癱瘓。