比特币区块链被黑客攻击的数学概率

Yori • 2023年5月30日 am9:50 • 比特币最新消息 • 阅读 270

在比特币白皮书的最后一部分，中本聪用数学证明了不诚实的攻击者在比特币网络上双花交易是多么困难。

为了攻击比特币网络，攻击者需要生成一组与最长链竞争的区块。

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如果攻击者能够做到这一点，那么他就可以双花自己的交易。换句话说，如果攻击者已经发送了一笔交易，将比特币发送给某人，那么攻击者稍后可以在他创建的新链中重新发送相同的比特币，每个人都会认为这是真实的。

“即使做到了这一点，它也不会使系统对任意更改开放，例如凭空创造价值或拿走不属于攻击者的钱。节点不会接受无效交易作为支付，诚实节点永远不会接受包含它们的区块。攻击者只能尝试更改自己的一笔交易，以取回他最近花费的钱。”

显然，我们不希望这种情况发生。在任何时间点，我们都可以预料到网络中存在这样的攻击者，我们必须有办法抵御它们。

中本聪说，解决这个问题的一种方法是将其视为“二项式随机游走”。

“诚实链和攻击者链之间的竞争可以描述为二项式随机游走。”

攻击者产生的每个区块都会减少赤字。诚实网络产生的每个区块都会增加赤字。

中本聪使用赌徒破产问题的类比来计算攻击者追上赤字的概率。攻击者必须追上的块越多，他追上的可能性就越小。并且这个概率随着每个块呈指数增长。

“假设一个拥有无限信用的赌徒从亏损开始，并可能进行无限次尝试以达到收支平衡。”

接下来是很多花哨的数学。如果您是数学迷，您会喜欢这一部分。如果您不喜欢数学（像我一样），请不要被吓倒。我将在概念上进行解释。

基本上，数学是试图计算攻击者从“ z ”块的不足开始时能够赶上的概率。它计算各种“ q ”值的概率（这里表示攻击者可以找到下一个块的概率）。

在这种情况下，中本聪给出了 q = 0.1（即攻击者找到下一个区块的概率为 10%）和 q = 0.3（即攻击者找到下一个区块的概率为 30%）的概率。从上面的结果可以看出，每次 z 增加 1（即每次攻击者开始的赤字增加 1）时，概率呈指数下降。

当 q 为 10% 时，到第六个区块时，攻击者有 0.02428% 的概率能够在该区块中双花比特币。如果 q 是 30%，那么到第十个区块时，攻击者有 4.1% 的概率能够在该区块中双花比特币。

接下来，中本聪解决了攻击者追上的概率小于 0.1%。换句话说，如果我们希望概率小于 0.1%，假设q有不同的值， z会是多少？

如果我们希望攻击者追上的概率小于 0.1%，那么在 q = 10% 时，我们需要等待 5 个区块。在 q = 15% 时，我们需要等待 8 个区块。在 q = 20% 时，我们需要等待 11 个区块。等等。

这就是为什么当我们发送比特币交易时，我们通常会在交易被视为有效之前等待“六次确认”。我们可以等待更少的块，但这样就无法保证交易不会被双花。

这样，我们就完成了！

哇，你能相信吗？！？！？恭喜！你刚刚阅读了比特币白皮书，如果你一直在阅读本系列文章，那么你现在已经在概念层面上理解了它的每一行。去向你所有的朋友吹嘘吧！?

至此，我将在下一个系列中见到你！

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