关于含有权益的工作量证明（POSW）如何能够帮助ETC（以太经典）等项目避免51%攻击（前提是他们采用了这种共识机制）。! p) ?# v" W% N5 i* O2 k" q
为了回答这个问题，并试图帮助大家更好地理解POSW中的安全模型，本文将假设ETC已经使用了POSW共识，并以此为例讨论对ETC-POSW发起攻击的成本。5 ^/ h. I- O# M+ P/ ^* N

# s! Q' i- p% q( T# I! X% {参数说明; N! I; ~2 s2 t/ D/ g
首先，假设这个ETC-POSW网络具有2019年1月9日的ETC网络类似的系统参数：
9 B) {8 N: ~2 g5 g  M) x-全网算力:8Th/s3 a' j- n; |7 F
-代币价格：5美元
' f# X- G5 k! D6 I-当前发行量：107407745ETC（数据来自CoinMarketCap）
2 C. D' K2 D8 g& M* e1 l我们还假设攻击者拥有的算力为8 Th/s（有人怀疑近期对ETC网络攻击所使用的算力是从nicehash上租来的。我们手头没有确凿的数字，8Th/S是假设所有当前的矿工都是诚实的，因此攻击者需要收集8Th/s来执行双花的攻击）。5 L5 m+ i% Q) b" K* M, L  }4 m
其次，我们在POSW共识中采用以下参数（参数的意义以及详细说明请参考我们之前发布的文章）：
& X8 C7 p0 F* F' s4 @; f7 A% p-获得最大挖矿额度需要的抵押量（期望发挥100%算力）：所有流通代币的5%（请注意，作为对比EOS约有40%的代币正在进行抵押以获取投票权或其他权益。）
' W, y7 P0 d) {-当矿工的算力超过了其挖矿额度将承受难度惩罚：20倍高于正常难度
5 J% v' Y7 B- q/ W/ f, |! D-矿工有效算力（额度）的估计时间窗口：256块  }" M9 u- h4 x/ z# f3 t9 }
-确认一笔交易所需的块数：30块（ETC被攻击前交易所通常使用该参数）
* {* g" ^% ^; J% a' q7 Z-如果矿工停工（要求取出押金），押金将锁仓三天（也可理解为提取押金的过程为三天）。0 A: r0 H) s: A3 L( y7 T
为了帮助大家理解，这里对POSW中的部分术语做一个简要的解释：额度（allowance）是矿工在任意算力估计窗口期（也就任意的连续256块）中可以生成的块的数量。如果一名矿工生产的块数在窗口（256块）里面超过额度时，则该矿工将受到难度惩罚，这时其开采一个块的难度将提高20倍。本案例中，一个额度需要抵押107407745*0.05/256=20978个代币。
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: N9 t  l0 r9 x7 m, V+ ~" l攻击成本& ~8 n; T( n# v! T1 H
接下来，让我们讨论一下进行双花攻击的成本问题：0 ?. U' l; |7 i
1.如果攻击者不持有任何代币而直接开始挖矿，这意味着恶意矿工将遭受难度惩罚，因此他必须租用（或自行部署）8 Th/s*20=160 Th/s的算力进行攻击。请注意，这个算力值已经接近以太坊当前的全网算力（169.74 Th/s）。& m4 S' @2 K( K, ?: l/ t4 h; E
2. 如果攻击者有足够的代币可以用于抵押，这意味着矿工需要租用8Th/s的算力并单独连续开采31个块（形成攻击分叉）。由于算力的评估窗口为256个块，因此矿工至少需要31/256*107407745*5%=650320 ETC代币，目前价值为320万美元。在执行攻击后（假设攻击完成后迅速开始提取抵押的代币），这些代币还将被锁定3天。+ z. G, w) f9 v; C
3.假设被双花的代币为219500个ETC（该数据来自网上报道https://blog.coinbase.com/ethereum-classic-etc-is-current-51-attack-33be13ce32de），如果攻击者想抵押的代币低于219500个ETC（也就是即使抵押的代币被没收了，还有收益），则窗口期中攻击者的额度为（219500/（107407745*5%））*256=10.4。这也意味者，在产生了这10个块之后，他还需要使用更多的算力来维持出块，算下来整个攻击需要（31–10）/31*8*20+10/31*8 Th/s，大约为110Th/s算力(不要忘记那用于抵押的219500个ETC)。
/ N5 A! F) e; A2 q# s' F, \; C3 T从上面的例子中我们可以发现，在POSW共识中，除非攻击者拥有非常高的算力，否则他必须抵押一些代币才能执行有效的双花攻击。如果我们在3天内（抵押锁定期）检测到双花攻击，我们就可以通过扣除其抵押的代币来惩罚攻击者。" `( M+ r$ K# G  \& a3 u" R
至于在何种条件下可以罚没的抵押代币，这属于“预言家问题”。一种可行的思路是依靠某种链上治理模式，由主要利益相关者（比如矿工和持币的人等）达成共识，一致决定扣除攻击者的抵押代币并统一执行。这一过程类似于在比特币网络中达成软分叉(soft-fork)升级协议。
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5 C( C5 n( X# e: C5 O' E 结论
, `3 o$ F% B/ d# r$ ^! X% ^8 {& B' f 考虑到最近一段时间ETC多次发生51%攻击，我们在本文中展示了如果ETC使用了包含权益的工作量证明共识将有助于提高其网络的安全性，显著的增加双花攻击的成本。分析表明，如果ETC使用了POSW共识，再次发生类似1月的双花攻击时，攻击者需要至少具有110Th/s算力或是650320个ETC（价值320万美元，同时还要8 TH/s算力），这些都远远大于当前对ETC网络发起攻击的成本（8Th/s算力）和收益（219500个ETC)。