區塊鏈:小心，DeFi 有可能侵蝕 PoS 區塊鏈的安全

剝繭抽絲，一步步說明為什么競爭性的借貸市場對PoS的安全性具有重大影響。

鏈上借貸已經成為當今最流行的去中心化金融應用。MakerDAO、Compound、dYdX和NuoNetwork這些借貸市場都在去年急劇成長。但鏈上貸款可能不僅顛覆了傳統借貸，它還可能顛覆權益證明(PoS)共識。

權益證明是工作量證明(PoW)之外的另一種選擇，在PoS中，區塊鏈由已質押的加密資產保護，而不是由算力來保護。去年推出的許多主流網絡都是PoS網絡，比如Tezos、Algorand、Cosmos等，下一年預計還有更多這樣的網絡上線。

當大量代幣在網絡中處于質押狀態時，PoS系統就是安全的。在大多數PoS算法中，只要所有抵押資產的2/3歸誠實的參與者所有，該區塊鏈就是安全的。

現在假設你是一名試圖破壞某個PoS系統的黑客。你會怎么做？

聲音 | 外媒：許多比特幣投機性購買行為由論壇觀點建議導致，買家必須小心:許多比特幣投機性的購買行為是由Reddit論壇提供建議和觀點導致的。非理性的購買導致了2017年的大規模拋售，加密貨幣新來者的“恐慌”導致大量投資者在峰值時買進，結果被套在高位。與股票類似，數字貨幣的價值往往會大幅飆升，但隨后就會貶值。這些投機曲線通常被稱為“拉高出貨（pump and dump）”計劃，給投資者帶來了巨大損失。目前雖然比特幣市場似乎已經找到了穩定，但潛在的牛市往往是投機性的，買家必須小心。（Beincrypto）[2020/2/24]

在較高的層次上，有兩種攻擊途徑：一種方法是，你可以累積所有已發行權益的三分之一，但這么做不僅難度大，而且成本高昂。第二種方法是，你可以說服當前的這批質押者停止抵押，然后接管這個便宜得多的網絡。

第二種方法在原則上聽起來很有吸引力，但是怎么才能使當前的這批質押者停止抵押呢？有一個簡單的方法：在其他地方給他們提供更有吸引力的收益。

只有在持幣者被激勵去質押的情況下，PoS才會運轉起來，而且，持幣者只有在獎勵足夠豐厚的情況下，才會被激勵起來去質押。但如果他們能在其他地方獲得更好的回報，那么可以想見，一個理性的投資者會將他們的資產解除質押，并將其轉移到任何一個能獲得更高回報的地方。如果這種虹吸效應吸走了抵押的資產，那么，該網絡的安全性就會降低。

聲音 | 王永利：法定數字貨幣可以探討 但必須非常審慎小心:近日，中國銀行前副行長、海王集團首席經濟學家王永利表示，法定數字貨幣可以探討，但必須非常審慎小心，任何新的設計，必須與現有法定貨幣體系在運行效率、運行成本、可能的風險等方面進行認真對比分析，沒有把握不可盲目推進。從目前關于法定數字貨幣的設想看，即使是僅僅替代現金，其實際價值到底如何，能否比現有體系更優越，尚無令人信服的結論。[2019/7/30]

從字面意義上說，鏈上貸款市場直接與質押競爭——這意味著，它們與協議的安全性在直接競爭！

這種直觀的推斷很簡單。那么，我們能模擬出發生這種情況的可能性有多大嗎？

模擬質押游戲

要模仿像以太坊DeFi這類復雜的經濟系統，最佳方法是通過一種被稱為「基于代理人的模擬」的技術。在基于代理人的模擬中，你需要對一大批有不同策略和風險偏好的代理人進行建模，然后讓它們彼此獨立決策。通過觀察這個初生系統如何演化，你就可以獲得數據上的確信，知道該網絡在不同場景下會如何運作。

聲音 | 寶二爺：被以太熊貓站臺 提醒朋友小心被騙:寶二爺微博發文并附截圖稱，從來沒聽過以太熊貓，再次被站臺，朋友們小心被騙。 微博中兩張圖片，一張為ETPP宣傳海報，顯示將邀請寶二爺參會；一張為寶二爺與朋友截圖，表示不會參加。[2018/9/7]

區塊鏈網絡模擬平臺Gauntlet的創始人TarunChitra在他的最新論文《質押和鏈上借貸之間的競爭均衡》(Competitiveequilibriabetweenstakingandon-chainlending)中正是這么做的。他分析了鏈上借貸如何與PoS質押相互作用，前提是假設押注者在經濟上是理性的。

質押ETH的供應量與借貸ETH供應量的對比

上圖是一個單一的模擬，假定在比特幣式區塊獎勵通縮的情況下，Compound中的ETH和質押的ETH是如何隨時間變化的。

精選 | 人民日報提醒小心比特幣勒索等網絡“勒索”黑手:人民日報發表文章稱，提醒人們小心比特幣勒索等網絡勒索黑手。文章中表示，過去的敲詐勒索紛紛改頭換面搬到了網上，并且呈現出較過去手法更隱蔽、涉及面更廣、危害更大等特點，網絡勒索也逐漸發展成一條新興的地下黑色“掘金”產業鏈。業內專家表示，政府、企業和個人都必須將網絡安全置于突出位置，做好日常維護，才能避開網絡勒索的“黑手”。[2018/7/30]

圖中所表達的意思大概如此：最初，大多數ETH的持有者都質押他們的ETH。但隨著時間的推移，區塊獎勵下降，相比借貸給Compound，質押ETH的回報不再那么有吸引力，所以幾乎所有人都將他們的ETH轉入Compound。

Tarun做了幾個理論上的封閉式預測，并通過模擬試驗得到了驗證。其中最重要的一點是：PoS鏈不能安全地使用通縮貨幣政策。如果PoS區塊的回報隨著時間的推移而減少，那么它的長期均衡將是：幾乎所有的資產被借出，而不是被質押。

讓我們更進一步。知道這一點后，攻擊者能做什么呢？

聯邦調查局稱 要小心比特幣詐騙電子郵件:據了解，本周一，美國聯邦調查局(FBI)的奧馬哈分部發出了一份警告，稱在愛荷華州和內布拉斯加州發生了一起比特幣電子郵件騙局。FBI的奧馬哈公共事務官員Huston Pullen說:“這封電子郵件是一個騙局，他們基本上威脅到他們需要支付比特幣，以避免他們或他們的家人受到傷害。”“這是一個我們從不同的方式和形式看到的騙局，每當你開始考慮(影響)你的家庭，就會把騙局提升到一個新的高度。”“聯邦調查局非常認真地對待這些指控;請放心，沒有可信的威脅，”負責管理的助理特工Kristi Johnson在一份聲明中說。[2017/12/12]

如果攻擊者補貼了某個鏈上借貸市場，并支付一個更好的長期利率，這將會使質押者從質押轉向借貸。然后，一旦鏈上質押枯竭，他們就可以進入并控制這個業已貧瘠的質押市場。

以Compound為例，要想壓低借款率，攻擊者只需要從池子里借錢。其風險模型會自動向上調整利率。隨著攻擊者不斷借錢，越來越多的質押者轉向借貸，PoS的安全性也慢慢地被耗盡。這可能會導致滾雪球效應：旁觀者看到協議的安全性正在耗盡，他們會想著做空這一代幣，這會進一步增加Compound的借貸需求。

你可以把這個質押網絡想象成一件毛衣，攻擊者拉著一根線頭：利率。當攻擊者開始拉線頭，毛衣會對壓力做出反應，線越拉越長，沒過多久，攻擊者就會將整件毛衣拆散。

當然，要完成這一點，攻擊者需要借Compound里的資產，這意味著他們必須提供抵押品來借貸。但是，如果他們用USDC或代幣化的比特幣作為抵押，那么，攻擊者在攻擊網絡時就不會承受對ETH的價格敞口。類似這種攻擊如果發生在PoW鏈，將需要在鏈下占用大量空頭頭寸。但是在PoS中，攻擊者可以在執行這種攻擊的同時對沖所有的價格風險，而且所有操作不需要任何人的許可，且完全在鏈上實現。

這是一個令人驚訝的結果！看起來DeFi和共識是完全垂直的領域，但是實際上，競爭性的借貸市場對PoS的安全性具有重大影響。

好吧，這對PoS意味著什么？

首先，讓我們花點時間反思一下：天啊，圖靈完備的區塊鏈實在太復雜了！將智能合約添加到區塊鏈似乎應該是一個純粹的應用層決定。而智能合約使Compound這樣的復雜市場得以誕生，后者以不那么顯而易見的方式與區塊鏈的底層安全性進行交互。我們經常談論「第1層」或「第2層」，但是與傳統計算的OSI模型不同，區塊鏈其實布滿了有裂痕的抽象。

它還提醒我們：我們不能繼續假裝區塊鏈是封閉系統，其唯一的激勵因素在于協議內部。區塊鏈太過復雜且相互連接，因而無法在真空中進行分析。在這方面，人們對PoS的實際安全性仍然知之甚少。

只要PoS網絡處于開放的生態系統中，任何鏈上借貸市場都可以通過提供更高的收益來蠶食其安全性。事實上，即使某系統不直接支持智能合約，但只要質押資產可以代幣化且跨鏈轉移，那么，另一條鏈上的代幣化借貸市場也會受到同樣的影響！

擔心這個是不是很傻？

我們討論了主動攻擊可能是什么樣子，當然，這種攻擊的資本成本可能太高，所以不太現實。但即使沒有人做惡，這種情況也可能發生。比方說，有某些風投資助的項目開始補貼各自的利率，試圖相互競爭，這可能會無意中降低了網絡安全。最終結果將是一樣的：一個危險而不安全的共識層。

PoS系統該如何防范這種情況？

在較高的層面上，一個質押網絡有兩種選擇：要么迫使鏈上貸款市場設定利率上限，要么通過向質押者提供有競爭力的回報，與貸款市場展開競爭。

第一種策略類似于實施資本管制。這在無需許可的區塊鏈上顯然是不可能的——即使存在資本管制，借款人和貸款人也可以在鏈下或通過相鄰的互操作鏈建立相同的市場。

唯一現實的防范方法是，在必要時使用靈活的貨幣政策，提供有競爭力的利率。任何固定的通貨膨脹制度都容易受到這種攻擊，因為攻擊者總能精確地知道，在貸款市場上提供多少補貼就可蠶食押注者。

這種防御類似于央行調整利率以實現其經濟目標。一個PoS網絡必須使用它的發行率作為工具，以實時應對市場壓力。

從這個意義上說，以太坊目前的基礎還算不錯，因為它沒有承諾任何固定的貨幣政策。但進一步說，所有的PoS網絡都必須考慮到這一權衡問題。鏈上治理和鏈下治理的方法都可以發揮作用，但是如果PoS協議想要永遠保持安全，那么它必須具有自適應的貨幣政策。

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