『学概念找员外』另类币的夭折与共同挖矿(一)

接下来用两篇的篇幅来继续讨论比特币和另类币的技术相关性,而暂时搁置文化、政治和经济因素。

另类币的夭折

截至2015年,比特币的哈希算力让所有任何其他另类币相形见绌。事实上,存在几个势力强大的矿工或者矿池,他们控制的挖矿能力高于所有其他另类币的挖矿能力总和。这样的矿工或者矿池,可以轻松攻击一个小的另类币(如果他们也用和比特币一样的SHA-256挖矿谜题),通过制造赝品和大规模混乱,最终毁了该另类币。称这种现象为另类币的夭折。

用宝贵的挖矿算力去攻击其他货币,并且得不到明显的金钱回报,为什么会有人这么做?以2012年盘旋币 (CoiledCoin)被攻击为例:比特币矿池Eligius的总管认为,盘旋币是个骗局,会对整个加密货币的生态系统产生冲击。所以,Eligus将其挖矿资源全部用在盘旋币上,制造出的区块链把盘旋币几天的交易给对冲掉,同时挖了一条很长的空区块链。这造成了其他盘旋币用户无法再使用盘旋币的服务,也就无法再产生任何新的交易。在盘旋币经历了短暂的攻击后,用户放弃了盘旋币,它从此销声匿迹。在这个案例,以及其他类似的另类币夭折的案例里,攻击者都是出于金钱以外的动机而发动攻击的。

共同挖矿

如果一个另类币复制了比特币的源代码但是没有做任何修改,按道理在这个另类币上的挖矿是有排他性的。也就是说,你可以去试图找挖矿谜题的答案从而找到一个有效的区块链,但是只能给另类币或者比特币,不能一石二鸟。你可以把你的挖矿资源在比特币和另类币上做分配,你甚至可以在多种另类币上分配资源而且随时调整配置,但是你无法让挖矿资源同时服务于多种货币。

在这种具有排他性挖矿的条件下,网络效应会使很多另类币无法实现自我增强式的循环发展。如果你开发了一个新的另类币并成功说服当前的比特币矿工加入你的另类币体系,为此,他们必须停止比特币的挖矿,也就意味着他们会立刻产生相关损失。因此,他们没有动力加入你的另类币体系,也就意味着你的另类币很可能只有很低的哈希算力,也就很容易被其他比特币矿工攻击并夭折。

是否可以设计出这样一种另类币,它可以允许同时在该币和比特币上进行挖矿?为了达到这个目的,则必须创造出包含比特币和该另类币相互交易的区块链,以使这些交易在两个区块链均有效。设计可使比特币的交易出现在其区块里的另类币,这个并不难,我们可以设计任何想要的另类币的规则。但反过来却很难。如何把另类币的交易放入比特币区块链上?第3章和第8章已经介绍了如何把任意数据放在比特币的区块里,但是这样做会遇到比特币特有的带宽限制,即其数据传输量非常有限。

然而还是有巧妙的办法:虽然不能把另类币的交易内容放进比特币的区块里,但是可以把另类币的交易概要以哈希指针的形式放入比特币区块中。找一个可以在每一个比特币区块里放入一个哈希指针的办法很容易。具体来说,回想一下本书曾经提过每个比特币区块都有一个特殊的交易,称为币基交易 ,也就是矿工创建新的区块所得的比特币奖励。

这种交易的输入脚本 (scriptSig)区域没有任何内容,因此可以用来存储任意数据(当然也不需要对币基交易进行签名认证,因为没有任何前序交易)。所以在一个共同挖矿的另类币体系里,挖矿的任务就是去计算一类特殊的比特币区块,币基交易的输入脚本区域存有指向另类币区块的哈希指针。

这个区块现在可以身兼二职:对比特币客户端来说,其与任何其他比特币区块没有区别,除了在币基交易中多了一个可以被比特币忽略的哈希值。另类币的用户知道如何解读这个区块:忽略比特币的交易,只看在币基交易中的哈希值所指向的另类币的交易。值得注意的是,这种设计不需要比特币做任何改变,但是需要另类币能够兼容比特币,并且允许共同挖矿。

如果另类币支持共同挖矿,那么我们希望很多比特币的矿工也参与进来,因为这不需要花任何额外的哈希算力。只需要增加少量的运算资源去处理区块和交易,以及矿工需要知道和了解这个另类币,就能去花费精力来挖矿了。假如25%的比特币矿工的哈希算力同时在挖另类币的矿,这说明,平均25%的比特币含有指向另类币的指针,也就意味着,在另类币体系里,每隔40分钟才能产生一个新的另类币。而更糟糕的是,当另类币还在自我发展,并且只有小部分的比特币矿工参与的时候,产生一个新区块需要几个小时甚至几天,这种局面实在让人无法接受。

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