警惕！備受推崇的 DeFi 正在威脅以太坊安全_POS

作者：HaseebQureshi

翻譯：羅遠航

來源：區塊鏈前哨

導語：?區塊鏈上的借貸市場已經成為了最流行的去中心化金融應用場景，鏈上借貸甚至有潛力取代傳統的借貸方式。但是事實上，鏈上的金融借貸服務正對PoS網絡中的共識機制產生影響，帶來了鏈上的共識機制安全性的降低。

現如今，區塊鏈上的借貸市場已經成為了最流行的去中心化金融應用場景，

通過MakerDAO、Compound以及dYdX產生的借貸總額已經超過了6億美金。鏈上借貸甚至有潛力取代傳統的借貸方式。但是事實看起來要更復雜：它同時還對權益證明共識機制產生著威脅。

權益證明是工作量證明的一種替代共識算法，工作量證明是通過哈希算力來保障區塊鏈的正常運行，而權益證明是通過鏈上抵押的數字資產的數量來保障區塊鏈的共識。去年一年中啟動的絕大多數區塊鏈項目都是采用的PoS共識算法，在接下來一年里還會有更多使用PoS機制的區塊鏈項目。

PoS系統的安全是由網絡中抵押的數字貨幣的數量保障的。在大多數的PoS算法中，只要抵押數量中的2/3是由誠實的參與者擁有的，該區塊鏈系統就可以被認作是安全的。

21財經：數字人民幣暫未向公眾開放下載 需提高警惕性:11月3日，21世紀經濟報道發文稱，數字人民幣暫未向公眾開放下載，需提高警惕性。文章指出，經查詢，市場上已出現假冒的數字人民幣及相關虛假APP，這些應用名為數字人民幣，實則為其他應用軟件引流。實際上，數字人民幣采用的是受邀制或者白名單審核制。如，深圳“禮享羅湖數字人民幣紅包”就是受邀制，另外，在某些地區，用戶可以自己去銀行申請開通數字人民幣，但需一段時間的審核期，這就是白名單審核制。通過審核之后，才能從銀行工作人員處獲得下載該行數字人民幣錢包的二維碼，以及下載所需填寫的密碼。如果下載之后填寫的信息不是當時申請的信息，APP也無法正常使用。21世紀經濟報道提醒稱，無論是上述哪一種方式下載的數字人民幣APP，其頁面上布滿了水印，且不允許截屏和錄屏。實際上，要使用數字人民幣，除了用戶得先有數字人民幣APP之外，商戶也得需要具備支持數字人民幣支付的系統才行，兩個條件缺一不可。[2020/11/3 11:30:52]

現在試想一下，如果你是一個PoS系統的破壞者，你會怎么做呢？

可以想到有兩種攻擊手段：一種是，你掌控網絡中至少1/3的抵押總量，但是這種方式難以操作并且成本昂貴；另一種方式是，你可以試圖說服當前的抵押者們停止抵押，并且將其投放于其他更易于侵入的網絡中。

動態 | 新加坡提醒市民警惕通過比特幣ATM躲避偵查的詐騙案:詐騙者正轉向比特幣ATM來欺騙受害者，避免被發現。新加坡武吉美拉東區鄰里警察中心（NPC）的警察在不同案件中阻止了至少兩名受害者在詐騙者的指示下購買比特幣。負責中央警務處商業罪案調查組的督察Ho Cher Hin表示，比特幣ATM的使用日益增多，這是詐騙者避免被發現和擾亂其犯罪活動的作案手法的一個例子。案件包括求職詐騙、網絡戀愛詐騙和冒充詐騙。“為了防止其他人在這些騙局中損失錢財，武吉美拉東區NPC的官員一直在與比特幣ATM的用戶接觸，以防止此類交易。”他還呼吁市民切勿向任何人透露任何個人資料，包括身份證號碼、護照資料、聯絡方式、銀行賬戶或信用卡資料以及一次性密碼。“沒有政府機構或官員會通過電話或自動語音機要求提供個人信息或轉賬。在你行動之前，給你信任的朋友或親戚打個電話談談，因為你可能會因為情緒激動而判斷失誤。”（The Straits Times）[2019/12/31]

第二種方式理論上聽起來很有吸引力，但是你如何才能說服當前抵押者們停止當前的抵押呢？有一個很簡單的辦法，那就是給他們提供更具有吸引力的收益。

動態 | 咸寧市地方金融工作局：警惕以“虛擬貨幣”“區塊鏈”名義進行的非法集資:近期，一些不法分子打著“金融創新”“區塊鏈”的旗號，通過發行所謂“虛擬貨幣”“虛擬資產”“數字資產”等方式吸收資金，侵害公眾合法權益。咸寧市地方金融工作局提醒廣大市民：警惕以“虛擬貨幣”“區塊鏈”名義進行的非法集資。（新浪財經）[2019/10/29]

PoS能夠正常運行的基礎是抵押者們能夠通過抵押獲得激勵，也就是說他們只有當抵押的激勵獎勵足夠豐厚時才愿意參與抵押。但是，如果他們可以在其他地方獲得更好的回報，那么你應該能夠猜到，一個經濟上理性的抵押者會放棄當前抵押而將抵押的通證放在能夠獲得更高回報的地方。如果系統中的通證源源不斷的從抵押系統中抽出，整個網絡的安全性就會大打折扣。

從字面上理解，鏈上借貸應用是鏈上抵押的直接競爭者，也就意味著它在與整個系統協議的安全性做對抗！

模擬抵押博弈

通過

基于代理人的模擬仿真這一技術是目前能夠對以太坊DeFi項目進行建模模擬的最好手段。使用基于代理人的模擬仿真方法，你可以將模擬大量的代理人采取不同的策略和風險側寫來進行獨立的博弈模擬。通過觀察系統是如何演化的，你可以得到在不同場景下的網絡表現出來的統計學信心值。

動態 | 警惕市場上各種Libra虛假網站及ICO詐騙:據降維安全實驗室報道，市面上不斷涌現涉及Libra的虛假網站及ICO詐騙。詐騙者聲稱可以預售尚未發行的加密貨幣Libra，支持比特幣、以太坊等形式購買，甚至一些山寨交易所也宣稱即將上線Libra交易對。據悉，Facebook官方尚未公布Libra發行時間及發行量，降維安全實驗室在此提示廣大用戶：Libra是一種穩定幣，由Facebook等科技巨頭公司開發和發行，不需要任何形式的ICO，投資者切勿輕易相信任何小道消息，所有與Libra相關的活動信息，請以Libra官網（libra.org）公告為準。[2019/8/6]

來自Gauntlet的TarunChitra在他最新的論文中對此做了詳盡的討論。

他假定網絡中的抵押者都是經濟學上的理性人，在分析了鏈上借貸與PoS抵押之間的交互關系之后，得出了抵押與鏈上借貸間的競爭均衡。

公告 | 火幣全球站提示用戶警惕盜號風險:火幣公告稱，近期發現部分釣魚網站和假冒火幣的APP，請用戶保持警惕，不要點擊任何非官方渠道的可疑鏈接，也不要下載其他非火幣官方的APP。為了資產安全，請務必設置谷歌驗證器，且在火幣官方網站進行相關操作。[2018/10/25]

抵押中的ETH數量與借出中的ETH數量對比

上圖是一種場景下的模擬，它模擬了ETH在Compound上的數量與以太坊網絡中抵押的ETH數量的變化關系，它是建立在類似比特幣的區塊獎勵通縮模型的假設之下的。

這張圖主要說明了：在開始時，大多數的ETH持有者們會將ETH進行投票而不是用于金融借貸。但是隨著時間流逝，抵押能夠獲得的區塊獎勵越來越低，與參與抵押借貸產生的收益比較越來越沒有吸引力，所以幾乎所有用戶都會重新重新平衡自己的投資策略，將ETH投入到Compound的抵押借貸中。

Tarun做出了幾種理論上封閉形式的預測，這些預測已經通過了仿真驗證。但是最重要的是：使用通縮模型的PoS鏈是不安全的。如果PoS鏈上的區塊獎勵數會隨著時間降低，那么長此以往，幾乎所有的資產都會用于抵押借貸，而不是鏈上投票。

我們可以更進一步：如果攻擊者們知道了這點，他們會怎么做呢？

如果攻擊者設計了一個鏈上借貸市場并且提供更豐厚的利率，這會驅使抵押投票的用戶轉向參與抵押借貸。之后，一旦鏈上的抵押投票池被抽干，攻擊者們就可以輕松進入抵押市場并且占據主導地位。

當然了，在Compound中，降低借入利率的方式僅僅需要簡單的從資產池中源源不斷的借出就可以了。之后，風險模型就會自動向上調整利率。只要攻擊者源源不斷的借出資金，借出利率就會不斷上升，就會有越來越多的投票抵押者轉向金融借貸市場，PoS網絡的安全性就會越來越差。這可能會導致雪球效應：當市場觀察者們看著網絡中的總抵押量在降低時，他們會開始做空ETH，這就更加加重了Compound市場上的借貸需求。你可以把整個抵押網絡看作是一件毛衣，攻擊者只需要拉一根毛線：利率。隨著攻擊者拉這根毛線，毛衣開始脫線，這根線越拉越長，不需要太久，攻擊者就會讓整個毛衣脫線。

當然，攻擊者需要通過Compound借入資產才能完成這一攻擊，也就意味著他必須要投入抵押物來進行借貸。但是，如果他們用USDC或錨定比特幣作為抵押，那么攻擊者在攻擊網絡時，ETH對他來說就沒有價格風險。在PoW鏈上采用這種攻擊方式則需要較大的鏈外資產的空頭頭寸。但是在PoS網絡中，攻擊者可以在對沖其所有價格風險的同時執行這類攻擊，所有風險都無需經過任何人的許可，所有的攻擊都發生在鏈上。

這是一個令人震驚的結論！乍看起來DeFi和共識機制是完全正交的兩套機制，但是事實上，鏈上金融借貸市場會對PoS共識的安全性造成很大影響。

這對PoS意味著什么呢？

首先，讓我們花點時間來思考一下：有一句廢話，圖靈完備的區塊鏈系統是十分復雜的！將智能合約加入到區塊鏈系統中看起來應該是一個在應用層的決策。但是智能合約系統催生了像Compound這種復雜的市場，它們以一種潛移默化的方式影響著整條鏈的安全性。我們在聊區塊鏈的時候經常會談到”第一層“或者”第二層“，但是這個概念是不同于傳統計算的OSI分層模型的。就現在而言，區塊鏈設計滿是漏洞百出的抽象模型。

這同時也在提醒我們：我們不能一直假裝區塊鏈是一個封閉的系統，它的激勵系統也不只是面向系統內部的。區塊鏈系統過于復雜，很難在”理想環境“下進行分析。就這方面而言，我們對PoS系統的真正的安全性知之甚少。

只要PoS網絡處于一個開放的生態系統中，任何一個鏈上借貸市場都可以通過提供更高的收益率來影響其安全性。事實上，即便是這個系統不直接支持智能合約，如果該鏈上的抵押資產能被通證化并且能夠跨鏈轉賬，另一條鏈上的通證化借貸市場依然能夠產生同樣的影響！

這到底是不是杞人憂天呢？

我們剛剛已經談過了如何進行主動攻擊，攻擊的資金成本對你來說可能太高了。但是即便是沒有人想要作惡，這一攻擊依舊可能發生！可能只是一個VC投資的項目，想要壓低自己的利率提高競爭力，卻無形之中對整條鏈的安全性造成了影響。不論如何，對系統影響的結果都是一樣的：造成了共識層的不安全。

PoS系統該如何應對呢？

籠統來看，PoS系統有兩個選項可以應對這種攻擊：要么迫使鏈上借貸市場限制其利率；要么提高鏈上抵押的收益率，為抵押者們提供更高的回報，來和鏈上借貸市場進行競爭。

第一種方案看起來太中心化了。這對非聯盟鏈的系統來說是不可能的方案，即便這么做了，借入者和借出者們依舊可以通過鏈下的形式或者側鏈的形式來設立利率。

唯一現實點的策略是，可以防御性地使用靈活的貨幣政策，在必要時提供有競爭力的抵押回報率。任何固定的通貨膨脹機制都容易受到這種攻擊，那是因為攻擊者總是確切地知道他們需要在借貸市場補貼多少利率就可以把網絡中的抵押者們吸引過來。

這種防御性手段類似于中央銀行調整利率以實現其經濟目標。PoS網絡必須將其增發率的調整用作調節實時市場壓力的工具。

從這種意義上來講，以太坊確實處在一個很好的時代，因為它沒有承諾任何固定的貨幣政策。但是從今往后，所有的PoS網絡都應該重視考慮這一權衡。對于社區治理，鏈上治理以及鏈下治理都是可行的，但是如果PoS協議的網絡想要保證長治久安，它必須要采取靈活的貨幣政策。

信息披露：Gauntlet是蜻蜓資本的投資組合公司。

感謝TarunChitra，IvanBogatyy以及JohnMorrow對這篇文章的批評指正。

英文鏈接：

https://medium.com/dragonfly-research/how-defi-cannibalizes-pos-security-84b146f00697

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