「知矿大学问答」什么是扣块攻击？

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来自 @不能说的秘密 的提问：

什么是扣块攻击，为什么说它让矿池蒙受损失，而不会损害矿工的利益？

知矿大学小编 @OWEN 的回答：

扣块攻击有两种，一种是为了“双花”而发起的攻击，由比特币链上交易的第一位接受者HalFinney提出，因此这种攻击也被称为“芬尼攻击”。

第二种扣块攻击是指矿工找到合法的区块之后，私自把区块扣下不对外发布。@不能说的秘密 的提问，指的就是这一种，下面我们就来介绍这类扣块攻击。

 01 扣块攻击

要说扣块攻击，得从矿池的概念说起。知矿大学在《什么是比特币矿场和矿池？》中介绍过：

矿池就相当于项目经理，接入矿池的算力就是服从项目经理工作安排的项目组员。项目是挖矿，尽快找到符合比特币系统要求的解。所有的项目组成员，都按照项目经理的安排推进工作任务，并提交工作成果，项目经理按照“多劳多得”的方式，根据项目成员完成任务的具体情况进行奖励。

扣块攻击的问题就出在提交工作成果上。

找到符合比特币系统要求的解，对于单独的矿工来说，是极小概率事件。矿池为了更好衡量矿工们的工作量，会给矿工们设置一个合理的提交工作成果（Share）的门槛。

挖矿这个过程类似一个抛256枚硬币的游戏，假设系统规定挖出新区块需要从第一枚硬币开始至少连续20枚硬币正面朝上，这个难度对于单个矿工来说太难了，矿池为了更好衡量矿工们的工作量，规定矿工只要从第一枚硬币开始至少连续10枚硬币正面朝上的结果，便计作该矿工的有效工作量证明。

扣块攻击是指，恶意矿工在找到满足矿池要求结果，但不满足比特币系统要求的结果时，正常向矿池提交工作证明；一旦得到满足比特币系统要求的结果时，也就是真的挖到区块时，则把这个结果私自扣下，不向矿池提交，矿池便因此损失了对应的奖励。

 02 扣块攻击的危害

扣块攻击对矿池的伤害很大。第三次产出减半之后被扣下一个块，就损失了6.25枚BTC（忽略打包矿工费），按目前价格，约¥40万。矿池持续遭受扣块攻击，矿池的幸运值长期偏低，蒙受巨大损失，严重的甚至会导致矿池的倒闭。

为什么说发起扣块攻击对恶意矿工几乎不会有影响呢？这要从矿池的结算方式说起。目前主流的结算方式是FPPS和PPS+。矿池根据矿工提交的工作量证明，也就是按照理论产出给矿工结算收益。

欲对矿池发起“扣块攻击”的恶意矿工，肯定也是选择这样的结算方式。对于恶意矿工来说，提交满足矿池要求的工作量证明（Share）与提交满足比特币系统要求工作量证明，这两者的频次之比是相当悬殊的，初略估计前者是后者的数十万倍，也就是说，矿工向矿池提交数十万次工作量证明，才会有机会碰到一次扣块攻击，10万次有效的工作量变成了9.9999万次，这对矿工收益的影响可以忽略不计。但这个行为频次虽然很低，但每次都是数十万元的损失，这对矿池的损害特别大。 

▲矿工发起扣块攻击频次示意图

那么问题来了，矿工为什么要发起扣块攻击这种“损人不利己”的行为呢？答案是矿池之前的恶性竞争。矿池是一个竞争非常激烈的赛道。有的矿池为了搞垮竞争对手，会把自己的算力“卧底”到其他矿池，意图发起扣块攻击，给对方造成经济损失，削弱竞争者的实力。 

▲神鱼曾在微博上公开指责过这种恶意竞争的行为

 03 扣块攻击可以预防吗？

因为比特币底层协议的原因，目前在技术层面上，矿池对扣块攻击没有有效的预防手段。矿池只能在察觉到幸运值异常之后，再去核对单个用户的出块情况。如果发现某些用户出块数据显著低于平均水平，就把这些有明显嫌疑的矿工移出矿池。当然，这种做法是有可能会错杀的，把没有发起过扣块攻击矿工判定为恶意矿工，但矿池要截断亏损，只能把嫌疑矿工踢出矿池，这也是不得已而为之。

矿池可以通过改变收益的分配模式来防止矿工发起扣块攻击。矿池把分配模式从PPS类换成PPLNS，PPLNS的分配模式下，矿池和矿工的关系相当于公司与公司合伙人，合伙人与公司是命运共同体，盈亏与公司同步。

既然这样，那矿池主流的分配模式是PPS类，而不是PPLNS呢？限于篇幅，我们就不在此展开了，后续找机会再来分解。

感谢李世胜和闪电对本文的指导。