为什么以太坊不存在51攻击

区块链的特征是什么？

区块链的特征

区块链的四大特征之一：不可篡改

区块链最容易被理解的特性是不可篡改的特性。

不可篡改是基于“区块+链”（block+chain）的独特账本而形成的：存有交易的区块按照时间顺序持续加到链的尾部。要修改一个区块中的数据，就需要重新生成它之后的所有区块。

共识机制的重要作用之一是使得修改大量区块的成本极高，从而几乎是不可能的。以采用工作量证明的区块链网络（比如比特币、以太坊）为例，只有拥有51%的算力才可能重新生成所有区块以篡改数据。但是，破坏数据并不符合拥有大算力的玩家的自身利益，这种实用设计增强了区块链上的数据可靠性。

通常，在区块链账本中的交易数据可以视为不能被“修改”，它只能通过被认可的新交易来“修正”。修正的过程会留下痕迹，这也是为什么说区块链是不可篡改的，篡改是指用作伪的手段改动或曲解。

在现在常用的文件和关系型数据中，除非采用特别的设计，否则系统本身是不记录修改痕迹的。区块链账本采用的是与文件、数据库不同的设计，它借鉴的是现实中的账本设计——留存记录痕迹。因此，我们不能不留痕迹地“修改”账本，而只能“修正”账本（见图2）。

图2：区块链账本“不能修改、只能修正”

区块链的数据存储被称为“账本”（leger，总账），这是非常符合其实质的名称。区块链账本的逻辑和传统的账本相似。比如，我可能因错漏转了一笔钱给你，这笔交易被区块链账本接受，记录在其中。修正错漏的方式不是直接修改账本，将它恢复到这个错误交易前的状态；而是进行一笔新的修正交易，你把这笔钱转回给我。当新交易被区块链账本接受，错漏就被修正，所有的修正过程都记录在账本之中，有迹可循。

将区块链投入使用的第一类设想正是利用它的不可篡改特性。农产品或商品溯源的应用是将它们的流通过程记录在区块链上，以确保数据记录不被篡改，从而提供追溯的证据。在供应链领域应用区块链的一种设想是，确保接触账本的人不能修改过往记录，从而保障记录的可靠性。

2018年3月，在网络零售集团京东发布的《区块链技术实践白皮书》中，京东认为，区块链技术（分布式账本）的三种应用场景是：跨主体协作，需要低成本信任，存在长周期交易链条。这三个应用场景所利用的都是区块链的不可篡改特性。多主体在一个不可篡改的账本上协作，降低了信任成本。区块链账本中存储的是状态，未被涉及的数据的状态不会发生变化，且越早前的数据越难被篡改，这使得它适用于长周期交易。

区块链的四大特征之二：表示价值所需要的唯一性

不管是可互换通证（ERC20），还是不可互换通证（ERC721），又或者是其他提议中的通证标准，以太坊的通证都展示了区块链的一个重要特征：表示价值所需要的唯一性。

在数字世界中，最基本单元是比特，比特的根本特性是可复制。但是价值不能被复制，价值必须是唯一的。之前我们已经讨论过，这正是矛盾所在：在数字世界中，我们很难让一个文件是唯一的，至少很难普遍地做到这一点。这是现在我们需要中心化的账本来记录价值的原因。

在数字世界中，我们没法像拥有现金一样，手上拿着钞票。在数字世界中，我们需要银行等信用中介，我们的钱是由银行账本帮忙记录的。

比特币系统带来的区块链技术可以说第一次把“唯一性”普遍地带入了数字世界，而以太坊的通证将数字世界中的价值表示功能普及开来。

2018年年初，中国的两位科技互联网企业领袖不约而同地强调了区块链带来的“唯一性”。腾讯主要创始人、CEO马化腾说：“区块链确实是一项具有创新性的技术，用数字化表达唯一性，区块链可以模拟现实中的实物唯一性。”

网络创始人、CEO李彦宏说：“区块链到来之后，可以真正使虚拟物品变得唯一，这样的互联网跟以前的互联网会是非常不一样的。”

对于通证经济的探讨和展望正是基于，在数字世界中，在网络基础层次上区块链提供了去中心化的价值表示和价值转移的方式。在以以太坊为代表的区块链2.0时代，出现了更通用的价值代表物——通证，从区块链1.0的数字现金时期进入到数字资产时期。

区块链的四大特征之三：智能合约

从比特币到以太坊，区块链最大的变化是“智能合约”（见图3）。比特币系统是专为一种数字货币而设计的，它的?UTXO?和脚本也可以处理一些复杂的交易，但有很大的局限性。而维塔利克创建了以太坊区块链，他的核心目标都是围绕智能合约展开的：一个图灵完备的脚本语言、一个运行智能合约的虚拟机（EVM），以及后续发展出来的一系列标准化的用于不同类型通证的智能合约等。

图3：区块链2.0的关键改进是“智能合约”

智能合约的出现使得基于区块链的两个人不只是可以进行简单的价值转移，而可以设定复杂的规则，由智能合约自动、自治地执行，这极大地扩展了区块链的应用可能性。

当前把焦点放在通证的创新性应用上的项目，在软件层面都是通过编写智能合约来实现的。利用智能合约，我们可以进行复杂的数字资产交易。

在讨论以太坊的发展过程时，在冷知识专栏“智能合约”“以太坊的智能合约”中，我们对智能合约进行了很多讨论，在此不再赘述。这里再借维塔利克的讨论，重复一下我们认同的智能合约的软件性质——它相当于一种特殊的服务端后台程序（daemon）。在以太坊白皮书中，维塔利克写道：

（合约）应被看成是存在于以太坊执行环境中的“自治代理”（autonomousagents），它拥有自己的以太坊账户，收到交易信息，它们就相当于被捅了一下，然后它就自动执行一段代码。

智能合约的执行流程如图4所示。区块链的第五、第六个定义如图5所示。

图4：智能合约的执行流程

图5：区块链的定义之五、之六

区块链的四大特征之四：去中心自组织

区块链的第四大特征是去中心自组织。到目前为止，主要区块链项目的自身组织和运作都与这个特征紧密相关。很多人对区块链项目的理想期待是，它们成为自治运转的一个社区或生态。

匿名的中本聪在完成比特币的开发和初期的迭代开发之后，就完全从互联网上消失了。但他创造的比特币系统持续地运转着：无论是比特币这个加密数字货币，比特币协议即它的发行与交易机制，比特币的分布式账本、去中心网络，还是比特币矿工和比特币开发，都去中心化、自组织地运转着。

我们可以合理地猜测，在比特币之后出现了众多修改参数分叉形成的竞争币、硬分叉形成的比特币现金（BCH），可能都符合中本聪的设想。他选择了“失控”，失控可视为自治的同义词。

到目前为止，以太坊项目仍在维塔利克的“领导”之下，但正如本章一开始讨论的，他是以领导一个开源组织的方式引领着这个项目，就像林纳斯领导开源的Linux操作系统和Linux基金会一样。

维塔利克可能是对去中心自组织思考得最多的人之一，他一直强调和采用基于区块链的治理方式。2016年以太坊的硬分叉是他提议的，但需要通过链上的社区投票，获得通过方可施行。在以太坊社区中，包括ERC20等在内的众多标准是社区开发者自发形成的。

在《去中心化应用》一书中，作者西拉杰·拉瓦尔（SirajRaval）还从另一个角度进行了区分，他的这个区分有助于我们更好地理解未来的应用与组织。他从两个维度看现有的互联网技术产品：一个维度是，在组织上是中心化的，还是去中心化的；另一个维度是，在逻辑上是中心化的，还是去中心化的。

他认为：“比特币在组织上去中心化，在逻辑上集中。”而电子邮件系统在组织上和逻辑上都是去中心化的（见图6）。

图6：比特币在组织上去中心化，在逻辑上集中

在设想未来的组织时，我们心中的理想原型常是比特币的组织：完全去中心化的自治组织。但在实践过程中，为了效率和能够推进，我们又会略微往中心化组织靠拢，最终找到一个合适的平衡点。

现在，在通过以太坊的智能合约创建和发放通证，并以社区或生态方式运行的区块链项目中，不少项目的理想状态是类似于比特币的组织，但实际情况是介于完全的去中心化组织和传统的公司之间。

在讨论区块链的第四个特征去中心自组织时，其实我们已经在从代码的世界往外走，涉及人的组织与协同了。现在，各种讨论和实际探索也揭示了区块链在技术之外的意义：它可能作为基础设施支持人类的生产组织和协同的变革。这正是区块链与互联网是完全同构的又一例证，互联网也不仅仅是一项技术，它改变了人们的组织和协同。

总的来说，以太坊把区块链带入了新的阶段。在讨论以太坊时，如果要总结两个关键词的话，那么这两个关键词分别是智能合约和通证；而如果只能说一个的话，我会选择“通证”。我会更愿意从互联网的历史中找寻它的意义，重复之前的类比：作为价值表示物的通证，它的角色类似于HTML。在有了HTML之后，建什么样的网站完全取决于我们的想象力。

简单解释下，51%攻击又叫大多数攻击，是指恶意矿工控制了区块链网络50%以上的哈希率（hashrate，即算力），随后对网络发动攻击，接管区块链网络让不法分子得以逆转交易、停止支付或者防止新交易予以确认。

详细有关51%攻击可以在密码财经网络了解，

区块链的基本定义大家都应该了解了，说白了就是大家一起记账，一个区块链系统由许多节点组成，这些节点一般就是一台计算机。在该系统中，每个参与的节点都有机会去竞争记账，即更新数据库信息。系统会在一段时间内（可能是十分钟，也可能是一秒钟），选出其中记账最快最好的一个节点，让他在这一段时间内记账，它会把这段时间内数据变化记录在一个数据区块中。

我们把这个数据区块想象成一页纸。在记完帐以后，该节点就会把这一页的账本发给其它节点。其它节点会核实这一页账本是否无误，如果没有问题就会放入自己的账本中。在系统里面，这一页账本的数据表现形式，称为区块。该区块中就记录了整个账本数据在这段时间里的变化。然后把这个更新结果发给系统里的每一个节点。于是，整个系统的每个节点都有着完全一样的账本。

我们把这种记账方式称为方式区块链技术或者分布式总账技术。

那么问题就来了，这个账本内容安全吗？

首先，每个节点的权利是一样的，任意节点被摧毁都不会影响整个系统的安全，也不会造成数据丢失。而且，每个节点的账本数据都是一模一样的，也就意味着单个节点的数据篡改是没有任何意义的。因为如果系统发现俩个账本对不上，它就认为拥有相同账本数量相对较多的节点的版本才是真实的数据版本。

我们再来说的简单一点，我们都有微信群，微信群的聊天记录就是不可篡改的。

一个微信群，有500人，每个人手机上都有聊天记录的一个完整备份。任何群友都不可能去修改别人手机上的聊天记录，只能修改自己的，哪怕是马化腾也做不到修改别人手机的聊天记录的。任何人即使修改了自己的记录，但别的群友可以指正，只要更多的群友拿出证据，就可以证明这个心怀不轨的人修改了记录。

区块链也是存着一些特定的“聊天记录”，这些记录在区块链世界里有独特的名字——交易。

其原理是和微信群是一样的，所有玩这个区块链的人（被称为节点钱包）都完整地保留一份交易的历史记录。这样任何单个人想修改这些历史记录，别的人都可以拿出自己的那一份备份，来证明这些心怀不轨的人试图作弊，系统会自动舍弃这部分认为被篡改过的账本。

所谓51%攻击，就是利用比特币使用算力作为竞争条件的特点，使用算力优势撤销自己已经发生的付款交易。

如果有人掌握了50%以上的算力，他能够比其他人更快地找到开采区块需要的那个随机数，因此他实际上拥有了绝对哪个一区块的有效权利。

他能够：

1、修改自己的交易记录，这可以使他进行双重支付

2、阻止区块确认部分或者全部交易

3、阻止部分或全部矿工开采到任何有效的区块

比特币白皮书中，有过这样的表述：诚实节点控制算力的总和，大于有合作关系的攻击者算力的总和，该系统就是安全的。

换句说，当系统中有合作关系的恶意节点所控制的算力，超过诚实节点所控制的算力，系统就是有被攻击的风险。这种由恶意节点控制超过50%算力所发起的攻击，称为51%算力攻击（51%Attack）。

那是不是所有的加密货币系统都有可能遭遇51%算力攻击的风险呢？其实并不是的，只有基于PoW（工作量证明）共识机制的加密货币，才存在51%算力攻击，比如比特币、比特现金和目前阶段的以太坊等；而非PoW共识算法的加密货币则不存在51%算力攻击，如基于DPoS（委托权益证明）共识机制的EOS、TRON等。

在了解了51%算力攻击之后，你肯定好奇，这种攻击能做哪些坏事。

1、双花（DoubleSpending）。双花的意思是一份"钱"花了两次甚至多次。

51%算力攻击是如何做到双花的呢？假设小黑有666BTC，他把这些币支付的大白同时，也把这些币发到自己的另一钱包地址上。换一句话说，小黑的一份钱，同时转给两个人。最终，发给大白那笔交易先被得到了确认，并打包在区块高度为N的区块内。

这时，控制了超过50%算力的小黑，发起51%算力攻击。他通过重新组装第N个区块，将发给自己那笔交易打包进区块里，并持续在这条链上延展区块，由于算力的优势，这条量将成为最长合法链。这样小黑666BTC双花成功，大白钱包里的666BTC"不翼而飞"了。

链乔教育在线旗下学硕创新区块链技术工作站是中国教育部学校规划建设发展中心开展的“智慧学习工场2020-学硕创新工作站”唯一获准的“区块链技术专业”试点工作站。专业站立足为学生提供多样化成长路径，推进专业学位研究生产学研结合培养模式改革，构建应用型、复合型人才培养体系。

B. 区块链中，什么是51%算力攻击

比特币白皮书中，有过这样的表述：诚实节点控制算力的总和，大于有合作关系的攻击者算力的总和，该系统就是安全的。

换句说，当系统中有合作关系的恶意节点所控制的算力，超过诚实节点所控制的算力，系统就是有被攻击的风险。这种由恶意节点控制超过50%算力所发起的攻击，称为51%算力攻击（51% Attack）。

那是不是所有的加密货币系统都有可能遭遇51%算力攻击的风险呢？其实并不是的，只有基于PoW（工作量证明）共识机制的加密货币，才存在51%算力攻击，比如比特币、比特现金和目前阶段的以太坊等；而非PoW共识算法的加密货币则不存在51%算力攻击，如基于DPoS（委托权益证明）共识机制的EOS、TRON等。

在了解了51%算力攻击之后，你肯定好奇，这种攻击能做哪些坏事。

1、双花（Double Spending）。双花的意思是一份"钱"花了两次甚至多次。

51%算力攻击是如何做到双花的呢？假设小黑有666BTC，他把这些币支付的大白同时，也把这些币发到自己的另一钱包地址上。换一句话说，小黑的一份钱，同时转给两个人。最终，发给大白那笔交易先被得到了确认，并打包在区块高度为N的区块内。

这时，控制了超过50%算力的小黑，发起51%算力攻击。他通过重新组装第N个区块，将发给自己那笔交易打包进区块里，并持续在这条链上延展区块，由于算力的优势，这条量将成为最长合法链。这样小黑666BTC双花成功，大白钱包里的666BTC"不翼而飞"了。

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C. 为什么现在的山寨币都是pos模式，不用pow模式

本着严谨的解决问题的逻辑，我们所有的问题先问是不是，再问为什么。
首先，题目就不对，现在交易所上各种币都有，不管是QUBE这些大平台，还是币安这些小的，山寨币竞争币什么类型的都有，并不是都是POS模式。
例如LTC就是Scrypt算法POW，狗狗币是POW的变种，AuxPOW融合挖矿。
还有达市币是X11算法的POW，以太坊是Ethash算法的POW，点点币是POW+POS同时相结合挖矿。现在新出现的山寨币多是早期pow+后期pos模式，原因1、早期POW是为了避免分配不均。2、后期POS是因为无法POW竞争中获胜，而算力低而POW容易被51攻击。
即仅仅从安全上考虑：高算力POW（包括类似狗狗币的AuxPOW）>POS>低算力POW

D. 闂鐢佃捶鏀诲嚮瑙ｈ

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鐩稿叧闂绛旓細

E. 简单解释何为51%攻击

你可能会下意识认为加密货币是安全可靠的。怎么说呢，即使网络犯罪分子以不可思议的规律频繁攻击交易所和热钱包，但底层的区块链技术本身天然抗攻击，不是吗？

好吧，其实不然。区块链容易遭受所谓的“51%攻击”伤害。

当有一组矿工控制超过Token哈希算力（计算能力）的50％时，可能会发生51％的攻击（也称为“多数攻击”）。 实际上，“51%”其实用词不当; 一个成功的攻击实际上仅需要50％+ 1的哈希算力。

如果一个群体可以达到如此高水平的控制，就可以通过以下方式轻易毁掉相关币种。

不进行确认从而阻止产生新的区块

撤消当前块上已完成的事务

在网络上发起“双花”

50％+ 1是确保攻击成功所需的哈希算力。 但是，也有可能以较低的哈希算力成功进行攻击。 安全团队使用统计建模来表明当被控制的哈希算力达到约30％时，漏洞风险可能会开始增加。

比特币以及其他几个主流币种使用工作量证明机制来验证交易并将其广播到区块链上。

在白皮书中，比特币的创始人中本聪简明扼要地将这个过程概括为“一CPU，一票”：

“工作量证明“实质上是一CPU一票，最长的链条代表大多数判断，因为该链条拥有最大量“工作量证明”投入。如果CPU算力的大多数由诚实的节点控制，诚实的链条将以超过其他与之竞争链条的速度快速生长。

您可能已经注意到上述引文中的大问题：“如果大部分CPU功率由诚实节点控制......”

当不诚实的节点数量超过诚实节点时，问题就出现了。 在这些情况下，他们可以“投票孤立”合法的矿工，确保他们自己控制最长的链条，从而控制整个加密货币。

中本聪假定，即使矿工可以控制超过50％的节点，他仍然可能“遵守规则”来保护自己的财富：

如果一个贪婪的攻击者有能力比诚实矿工控制更多CPU算力，他将被迫进行选择，是通过欺诈以偷回其支付的款项（译者注：即双重支付攻击），还是通过（获取）生成的新货币。他应当会发现，按照规则行事更加有利可图，这样的规则有利于他比其他联合起来的每一个人获取更多的新货币，亦优于破坏系统以及损害自己拥有财富的有效性。

不幸的是，网络犯罪分子并不完全遵循规则。 自中本聪的白皮书发布以来，已有无数的51％攻击案例。

到目前为止，我们已经利用比特币来说明51％的攻击是如何发生的。

然而，虽然在技术层面上比特币易受攻击，但在更实际的层面上，由于三个原因，它不太可能成为这个受害者：

1、成本

比特币网络规模巨大，想要获得足够用于攻击的哈希算力，需要相当大量的资金投入。

​据Crypto51称，对比特币进行长达一小时的黑客攻击需要花费237,941美元。 对以太坊进行攻击的成本同样令人望而却步 ——将花费74,837美元。

2、矿池

如今，最大的加密货币的矿池分布广泛。

情况并非总是如此；2014年，Ghash.io大概掌握量51％的比特币哈希算力。比特币当时显然远不如现在影响大，但仍然令人担忧。

不得不说Ghash.io贼靠谱，他们几乎立即放弃了10％算力，并要求社区自愿将自己的算力限制在40％内，以保护区块链的长期完整性。

现在最大的比特币矿池的哈希算力徘徊在20％左右。

3、NiceHash

NiceHash是世界上最大的加密货币挖矿算力市场。

据Crypto51估计，NiceHash可以产生的总功率不到比特币网络总功率的百分之一。 以太坊是5％，比特币现金是2%。 所有主流币的百分比都保持相似的低百分比。

因此，即使是武器化的NiceHash也没有足够的力量对主流币进行51％的攻击。

当你研究较小的币种时，事情开始发生巨大变化。

就像市值排名前十的币种，对其发动攻击基本都是天价，而排名再往后就不好说了。其对应的NiceHash百分比也开始增加。 也有一些较大币种的百分比令人担忧。 以太坊经典为82％，门罗币79％……

2018年5月比特币黄金遭遇51％的攻击时，小币种的脆弱性成为焦点。

比特黄金 ——来自2017年比特币的硬分叉 - 当时甚至出现不到六个月。

以至于该项目的发言人爱德华·伊斯克拉尔必须告知所有可以交易比特黄金的交易所，将确认数从5个增加到50个，并手动审查大额交易是否存在可疑活动。

​

“持续攻击的成本很高。 由于成本很高，攻击者只有从虚假存款中快速获得高价值的东西才能获利。 像交易所这样的场所，可以自动接受大额存款，允许用户快速交易另一个币种，然后自动撤离。 在清算交易资金之前，我们一直建议设置上限以防止此类攻击，并敦促人工审查BTG的大额存款。“

在很长是一段时间，我们几乎可以肯定的是，51%攻击的次数会不断增加。

但是会有一线希望吗？ 很难说目前存在的数千种山寨币给最终用户带来了什么实实在在的好处。 如果由此加密世界能围绕一些较大的币种进行巩固，那么对于该行业的长期健康来说，51%攻击可能不是一件绝对的坏事。

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