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自私挖矿

自私挖矿通过策略性地隐瞒有效的工作量证明区块，并发布一个私有分支，使竞争矿工失去更多已接受的工作。分析具体策略、算力份额、平局行为、奖励、难度调整、证据和缓解措施，而不将模型阈值视为网络事实。

更新于

仅进行教育协议和激励分析；不构成投资、挖矿、法律或安全建议。自私挖矿的盈利能力和可检测性取决于具体的网络、策略、传播、奖励、难度规则、成本、观察窗口和对手模型；没有任何算力比例阈值、过时区块统计、模拟或确认次数能保证得出结论。

直接回答

自私挖矿是一类策略性工作量证明挖矿政策，其中矿工或协调联盟会隐瞒一个或多个有效区块，私下延伸一个分支，并选择性地发布区块，以试图让其他矿工在最终未被接受的分支上消耗更多的计算工作量。这一目标通常被建模为相对于其兼容的算力份额增加联盟在长期获得的奖励份额，而不是凭空创造工作量证明。

经典的 Eyal-Sirer 策略，通常被称为 SM1，用于追踪联盟的私有领先。当领先为零时，联盟区块会被隐藏。当领先为一时，另一个联盟区块会延伸秘密分支，同时一个竞争的公共区块会触发发布以形成可见的平局。如果私有领先至少为二，则发布时机会被安排以超过或保持在公共分支之前。每个发布的区块仍然必须满足网络的有效性和工作量证明规则。

两个模型参数通常表示为 alpha 和 gamma。alpha 是联盟的兼容区块发现率的比例。在原始的瞬时网络抽象中，gamma 是在公共平局期间在联盟分支上挖掘的非联盟算力的比例。它不仅仅是延迟、首先看到区块的节点比例，或矿池的永久属性。拓扑结构、转发策略、区块验证时间、模板刷新、费用内容以及其他矿工的策略都可能改变有效的平局行为。

没有普遍适用的自私挖矿阈值。熟知的三分之一或四分之一来自特定的固定奖励、双方参与、平稳状态、最长链模型以及指定策略。后来的研究扩展了策略空间，考虑了传播延迟、可变费用、多重联盟、日蚀攻击条件以及不同的难度调整算法。一个模型的阈值是条件性结果，而不是每个工作量证明网络的实测安全界限。

自私挖矿也并不等同于所有类型的区块隐匿行为。一个矿池参与者可以提交部分份额，同时隐藏完整解决方案以破坏矿池；那是另一种矿池层面的攻击。意外延迟发布、临时分叉、无效区块攻击、审查、手续费抢夺、压价、双重支付、多数重组以及固执挖矿的变体在某些机制上有重叠，但需要单独的定义和证据。

如何分析自私挖矿

  1. 固定网络与分析目标。 记录创世块、客户端及激活状态、工作量证明算法、分叉选择和平局处理、目标与难度调整、奖励成熟期、补贴、费用和陈旧区块处理、观察者、时间窗口，并明确目标是相对被接受奖励、单位实际时间奖励、扣除成本后的利润、审查交易还是重组。
  2. 将策略指定为状态机。 定义公共和私有分支、累积工作、未发布的领先、允许的操作如等待、采纳、匹配、覆盖或发布、联盟协调、最大保留深度，以及每次联盟或非联盟发现后的行为。不要将“自私挖矿”作为完整算法使用。
  3. 定义算力和传播参数。 将 alpha 绑定到同一时间区间内的有效兼容出块率。准确定义 gamma 或更复杂的延迟模型在每次竞争中如何分配非联盟算力；相关时应纳入中继拓扑、验证、模板切换、紧凑区块行为、网络分区和日蚀攻击能力。
  4. 分别建模被接受的奖励与时间。 跟踪联盟和其他矿工被接受的区块、陈旧或废弃但有效的区块、补贴、交易费、任何叔块或包含奖励、奖励成熟期、发现时间、公链增长和难度周期。相对被接受份额并不自动等于每小时收入或利润。
  5. 求解并验证所述模型。 使用精确的 Markov 分析、受限的 Markov 决策过程或适合该策略的可重复事件模拟。报告截断、收敛、预热、种子、置信区间、敏感性和诚实挖掘基线；独立手动重现小状态转换。
  6. 测试证据和替代方案。 保留首次看到的区块头信息、节点级到达时间、竞争分支、工作量、coinbase 或支付归属、模板、费用、时间戳和矿池变更。将保留与普通 Poisson 方差、传播延迟、服务中断、软件故障、分区、费用抢夺和标签错误进行比较。仅公共链数据可能无法揭示未公布的失败区块。
  7. 在评估控制措施时不要夸大其作用。 更快速和更多样的中继压力、验证改进、关联规则、分叉选择或奖励变更、难度算法、矿池集中度、矿工切换能力、监控、事故响应以及确认策略。每个控制措施都可能改变激励或可观测性，并可能产生新的战略行为；重新分析完整的网络规则。

输出应区分策略定义、模型结果、模拟结果、观察到的网络证据和操作结论。任何一项都不能默默地替代另一项。

示例练习

1。一个私人领先的追踪和一个公开比赛

假设一个联盟拥有 alpha = 0.30。从一个公共提示开始，假设接下来的发现是联盟、联盟，然后是非联盟。在简化模型中，该准确独立前缀的概率是：

0.30 * 0.30 * 0.70 = 0.063 = 6.3%

该联盟可以将其两块区块的分支与单块公共分支进行发布；如果两个分支都是有效的，并且每个区块代表相等的工作量，其分支获胜，而竞争的区块将变为陈旧。这种追踪使联盟获得两个被接受的区块，但它并不能建立长期的盈利能力，因为所有其他追踪、失败的私有分支、经过的时间、费用和调整规则也很重要。

如果序列达到一个单块公开平局，则设置 gamma = 0.50。在下一个发现解决该竞赛的条件下，联盟以概率 0.30 找到它并获得两个被接受的区块；非联盟矿工以概率 0.70 * 0.50 扩展联盟分支，联盟获得一个区块；其他结果则获得零。条件期望的联盟区块数为：

0.30 * 2 + 0.70 * 0.50 * 1 = 0.95

在这个玩具赛的每个分支中，解决后都有两个被接受的区块，因此条件份额是 0.95 / 2 = 47.5%。将选定的事件直接与 30% 进行比较就是选择偏差；一个长期状态模型必须包含达到比赛的概率和成本。

2。为什么经典阈值是有条件的

在原始常量奖励抽象中，对于 SM1 与 alpha < 0.50，报告的盈亏平衡哈希份额阈值为：

alpha* = (1 - gamma) / (3 - 2 * gamma)

在 gamma = 0，阈值是 1 / 3 = 33.3333%。在 gamma = 0.50，它是 0.50 / 2 = 25%。在 gamma = 0.90，它是 0.10 / 1.20 = 8.3333%。这些数值显示了对平局假设的敏感性；它们并不意味着一个拥有八个、25 或 34 百分比哈希份额的网络必然是盈利的、安全的、恶意的或由某个参与者控制的。策略优化、实际延迟、奖励波动、手续费、难度和成本会改变这个问题。

3。相对接受份额不是即时收入

假设一个模拟区间包含 1,000 区块发现。一个拥有模拟 28% 哈希份额的联盟获得 270 个被接受的区块，其他矿工获得 650 个，而 80 个有效发现被放弃。该联盟被接受区块的份额是：

270 / (270 + 650) = 270 / 920 = 29.3478%

那比它的哈希份额高出 1.3478 个百分点。然而，在相同的 1,000 次发现上，一个诚实的比例基准是 280 个联盟区块，因此在任何时间标准化之前，它的接受计数低了 10 个，或者比该基准低 10 / 280 = 3.5714% 个。之后的难度调整可能会恢复公链区块频率并改变每实际时间的奖励，但仅在其精确的窗口、时间戳、限制、哈希率、手续费和持续策略假设下才会如此。仅凭相对份额并不能证明立即盈利。

4。区块共享异常不是归因证明

假设独立估计的联盟份额为 p = 0.30，并且仅作为一个粗略的零模型，独立接受的区块为 n = 10,000。期望计数为 n * p = 3,000，二项标准差为：

sqrt(10,000 * 0.30 * 0.70) = 45.8258 blocks

3,080 的归属计数给出了 z = (3,080 - 3,000) / 45.8258 = 1.7457。这不是自私挖矿检测器。被接受的区块不一定在固定 p 下独立；哈希估计和矿池标签存在误差；费用选择、中断、运气、传播和切换都可能改变计数；未成功的私人区块可能永远不会到达观察者。调查需要竞争区块头和节点到达的证据，以及一个声明的因果模型，而不仅仅是区块分享的 z 分数。

风险与审查失败

模型和协议错误

  • 未定义的策略： SM1，固执的变体，最优策略，考虑费用的扣留，以及矿池破坏采取不同的行动。发布完整的状态和动作表。
  • 高度代替累计工作： 分支选择遵循网络规则来判断有效工作量，而不是通用的区块数量比较。重建两个分支并精确计算工作量。
  • 通用阈值要求： 三分之一、四分之一或任何其他值取决于模型和目标。说明方程、定义域、策略和假设。
  • 误读 gamma： 它是在比赛期间对非联盟采矿进行的建模分配，而不是直接观察到的全球延迟评分。定义它是如何估算或模拟的。
  • 恒定等奖假设： 补贴、异质费用、叔叔奖励、到期和交易选择都可以改变激励。对实际奖励向量建模。
  • 忽略难度调整： 公有链的增长损失可能影响后续的难度和实际收益。模拟精确的周期、时间戳、边界和算力响应。
  • 称某项政策为最优： 有界 MDP 的最优值取决于其状态、动作、奖励、延迟和截断选择。报告界限和敏感性，而不是普遍最优性。

证据和安全错误

  • 混合池账户扣留： 在提交份额时将完整解决方案从池中隐藏，与私下扩展共识分支不同。保持参与者和奖励机制分开。
  • 混淆双重支付或多数控制： 奖励操纵可以在没有冲突支付的情况下发生，而重组和审查目标则需要额外的状态和证据。
  • 将有效的扣留视为无效的阻止接受： 发布的联盟区块仍需进行普通的工作量证明和交易验证。哈希份额不能授权无效的状态转换。
  • 连续获胜者推断： Poisson 挖矿自然地产生运行。使用长窗口、不确定性、竞争分支、到达时间、模板和替代假设。
  • 过时利率确定性： 观察者覆盖范围、转发策略、拓扑结构、意外竞争、故障以及隐藏的丢失区块会导致过时测量结果的偏差。保留观察点的局限性。
  • 汇总标签确定性： Coinbase 标签、付款地址、模板指纹、哈希贡献者和实际控制权并不完全匹配。版本归属和不确定性。
  • 忽略网络分区和日蚀攻击： 受限的网络视图会改变竞争、测得的 gamma 和策略可行性。测试节点连接多样性和对抗性连接条件。

经济学与缓解错误

  • 相对份额称为利润： 将已接受的奖励转化为实际现金流，减去电力、托管、矿池、资本、融资、税费、差异和失败区块成本。
  • 假设调整后的即时经济状况： 策略持久性、竞争对手退出或进入、哈希价格变化、费用、币价及调整滞后可能使稳态预测失效。
  • 将池份额视为永久控制： 哈希贡献者可能会更换，但合同、固件、付款托管、协调延迟、地理位置和集中度可能会限制他们。
  • 单指标检测： 块共享、过期率、延迟或费用模式本身不可识别。将独立的遥测数据与明确的统计决策规则结合起来。
  • 无需均衡分析的缓解： 更快的中继、随机平局决策、新鲜度规则、奖励变动或惩罚都可能改变激励并增加操纵的空间。重新建模采用情况和对手。
  • 确认次数作为完整修复： 增加深度可以降低一些交易重组的风险，但并不能消除奖励扭曲、浪费工作、集中化压力或活性效应。

常见误解

自私挖矿需要多数算力

不。原始结果研究的是少数派联盟何时能够提高其模型化的相对接受奖励份额。盈亏平衡点取决于平局行为和其他假设；多数派权力既不是定义，也不是普遍的前提条件。

隐藏一个区块证明了自私挖矿

不。运营者可能会因意外或其他战略和技术原因而延迟发布，外部观察者可能不知道区块何时被发现。自私挖矿是跨状态的应急策略，而不是一次孤立的延迟。

比哈希份额更多的被接受区块证明了这个策略

不行。挖矿区块的发现是随机的，哈希份额是估算的，标签不完美，矿工会切换。即使是统计上异常的偏差，也需要传播、分叉、模板、奖励和替代原因的证据。

自私挖矿会产生无效区块或免费工作

不。它发布的区块必须是有效的并且包含真实的工作量证明。模型化的优势来自于改变哪些有效的发现被接受，以及其他矿工和难度规则的反应。

中继改进或更多确认可以消除该问题

没有单一的控制能够证明激励相容性。中继可以改变竞赛概率，而确认可以解决部分交易撤销风险；但单靠其中任何一种都无法解决奖励设计、战略变体、集中度、调整规则或费用激励问题。

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