如何對Bitcoin進行Consensus Attack攻擊？

本篇從安全的角度，探討Bitcoin的原理。研究一套系統，若沒有深入思考安全的問題，就談不上真正的了解。如果能對Consensus Attack解釋清楚，那麼對Bitcoin的架構，也差不多了解一半了。

下面的例子，取自於「Mastering Bitcoin」這本書。本來，書中只有文字說明，難懂，何況是英文。我花了一些時間研讀，搞懂之後，用自己的方式，用中文，並且圖文並茂，希望能說明清楚。

Mallory向Carol買一幅畫「The Great Fire」，並且雙方同意用Bitcoin交易。不過Mallory是一個不懷好意的買家，他想用Consensus Attack方式，騙取這幅畫。他要如何做到？

首先，由Mallory的錢包產生兩筆Transaction：tx1和tx2。tx1是用$25,000金額購買這幅畫，錢是給Carol。而tx2是惡意產生出來的Double Spending Transaction，$25,000錢是給Mallory自己。

我們知道，正常情況下，Bitcoin是不允許Double Spending Transaction存在的。因此Consensus Attack就是利用這一點來進行騙取。

Mallory將產生的tx1傳送給Carol，Carol檢查tx1，並且等10分鐘，讓tx1進入blockchain的最新Block，也就是這時tx1的confirmation次數為1。Carol認為這樣交易沒問題，拿到錢，就把這幅畫賣給Mallory。

其實，Mallory將tx1傳給Carol同時，愉愉將惡意的tx2傳給Paul。Paul是惡意的挖礦集團，手下控制Bitcoin世界51%以上的礦工。他們努力挖礦，10分鐘後，也產生新的包含tx2的Block。這個時候，Bitcoin世界就產生Blockchain分叉。

Paul為了搶得自己的那一條Blockchain，他叫手下的礦工，繼續挖礦。他大概有1半以上的機率，先挖到礦，因為他控制了Bitcoin世界51%以上的礦工。再過10分鐘後，如果是他挖到了，那麼他自己的那條Blockchain就變長了，於是他的Blockchain就將會變成主幹。

再經過10分鐘，會有新的Block進來。不管是Paul集團挖到的，還是別人挖到的。這個新的Block會加入Paul的Blockchain。為什麼？因為Paul的Blockchain最長。而較短的那一條Blockchain就會被丟棄，同時裡面的tx1也將會被丟棄。

大家會想，tx1從Block脫離後，為何不能回到Transaction Pool，等待加入下一個Block？我們知道Bitcoin不允許Double Spending Transaction出現。這個時候，tx2己經在blockchain而tx1被踢出去了，tx1反而成為Double Spending Transaction，所以它不會回到transaction pool，而是直接被終結掉。

最後的情況就是，tx1被終結了，只留tx2。於是Carol沒有拿到錢，可是畫已經被Mallory拿走了。

Carol如何預防這種情況？一般來說，大筆金額的交易，要被6個block壓住，才算妥當。所以Carol最好等1個小時，確認tx1被confirm 6次，才能把畫給Mallory。

中本聰論文，最後一段，有算出Consensus Attack的成功機率。個人認為，這是論文的精華之處，以後再為大家解釋一下。

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