比特币系统也存在许多问题,比如,为了避免比特币二次花费(双花),需要较长的时间等待确认区块生成,这导致比特币交易效率低下,挖矿的竞争导致大量的资源消耗。另外,随着比特币的发展,比特币系统的安全问题开始出现,如隐私泄露、共识机制安全、网络安全等。
1.去匿名性攻击
比特币用户使用公钥地址来参与交易,每个用户可以生成任意数量的地址作为自己的账户,地址信息无法对应到用户的真实身份,具有一定的匿名性,但是比特币的所有交易都是公开的,任何人都可以知道每个地址的全部交易情况,可以对交易之间的关联性和交易存在的潜在知识(如交易图、交易金额等)进行分析来降低匿名性,并且能够发现交易双方的真实身份信息和交易金额。比如,有些比特币交易所需要实名制认证、用户在网上使用比特币众筹、在论坛上贴出自己的账户用于打赏等。这种情况下,用户的真实身份就可能与自己的某个公钥地址相关联。攻击者还可以通过追踪IP地址和分析区块链上交易的拓扑结构来关联公钥地址。因此,对比特币进行去匿名性攻击是可能的。
针对比特币P2P网络的攻击主要是日食攻击和路由攻击。日食攻击是攻击者通过控制所有与受害节点相连接的其他节点来隔离受害节点,阻止其获得关于网络其他部分的完整视图。路由攻击是攻击者利用网络协议的漏洞来控制路由基础设施对网络进行攻击,旨在分割比特币网络(分割攻击)或者延迟新区块传播到一些特定比特币节点(延迟攻击)。
3.51%攻击
中本聪针对比特币共识机制提出了51%攻击,区块链的账本需要全网所有节点共同维护,攻击者想要篡改账本中的数据必须掌握全网51%的算力。掌握全网51%算力优势的矿工拥有巨大的权力,可以垄断区块的生成,重新计算已经确认的区块,从而篡改甚至撤销已经发生的交易,以实现双花。(www.daowen.com)
4.区块截留攻击
区块截留攻击来源于芬尼的双花攻击。在早期的比特币系统中,一些商家支持未确认交易,攻击者事先挖到一个包含向自己的另一个地址转账的交易的区块不立即公布,然后向支持未确认交易的商家购买商品或服务,生成一个向商家转账的交易,等商家发货后立即公布自己之前生成的区块,从而实现了双花。矿池出现后,恶意矿工可能只提交PPoWs,当发现FPo Ws时扣留并立即丢弃,不提交给管理者。区块截留攻击不影响恶意矿工收到矿池分发的奖励,但损害了矿池的利益。在区块截留攻击中,攻击者安排自己控制的挖矿算力诚实挖矿,同时渗透攻击其他矿池。
5.自私挖矿
自私挖矿的主要思想是具有一定算力资源的攻击者发现区块后不立即公布,然后在自己发现的区块后继续秘密挖矿,选择合适的时机公布区块以期望自己的私链成为主链,浪费诚实矿工的算力,从而获得更多的区块奖励。
6.截留分叉攻击
攻击者可以分配自己的算力分别进行诚实挖矿和攻击其他矿池。当攻击者在其他矿池攻击的部分算力发现区块后,扣留在手中不立即提交给矿池管理者,如果矿池外的其他诚实矿工发现并公布一个区块,此时立即把FPo W提交给管理者并向全网公布产生分叉,可能成为主链,攻击者额外获得了分叉后成为主链的那部分收益。
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