ETH2 合并核心的滴答隐私定时炸弹

以太坊合并即将到来。经过多年的发展（和延迟），以太坊期待已久的从工作量证明到股权证明的转变即将到来。在最近的一次开发电话会议中，合并的日期暂定为 2022 年 9 月 15 日或 16 日。

这种转变的重要性怎么强调都不为过。工作证明共识——以太坊链从比特币中采用并自 2015 年成立以来一直在使用——经常被批评为效率低下且对环境有害。据估计，股权证明比工作证明使用的能源少 90% 以上。所以这是个好消息，对吧？不幸的是，瑞士隐私项目 HOPR 发现了一个潜在的隐私漏洞，一旦合并发生，可能会导致混乱。

问题：验证者狙击

为了理解这个问题，我们需要简要介绍一下以太坊的股权证明共识将如何实施。与工作量证明不同，每个人都在同时竞争以完成区块，在权益证明下，拥有足够权益的参与者（称为验证者）被分配了一个特定的插槽，只有他们被允许提出一个块。该块将由网络的其他成员验证，如果被接受，则添加到链中。

问题在于这在实践中如何发挥作用。验证者被随机分配插槽，但这个时间表提前为网络中的每个人所知。此预先通知让潜在的攻击者有时间收集数据以进行破坏性和有利可图的利用。

尽管验证者在网络中仅通过假名公钥识别，但与网络中其他对等方的通信也会泄露验证者的 IP 地址，如果有足够的时间，可以将公钥与 IP 地址链接起来，从而打破假名的面纱。有了这个链接，就可以进行拒绝服务攻击，用请求轰炸目标设备并使其暂时脱机。一旦从网络中移除，验证者将无法提出一个块，并且他们的简短插槽窗口将过期未填充。

这种攻击，取出验证者以阻止他们完成区块链职责，被称为“验证者狙击”。

为什么这很重要？这个问题已经为人所知多年——甚至在几次以太坊安全审计中都提到过——但之前被认为是“低严重性”，因为似乎没有理由以这种方式破坏链。

但自从这些审计首次发布以来，发生了一些重要的事情：MEV 重要性的上升，矿工或验证者通过以有利可图的方式故意排序和插入交易从区块链中提取价值。几年前一个鲜为人知的现象，随着 DeFi 的繁荣，MEV 已经成长为一头价值 10 亿美元的摇钱树。很难评估 MEV 的真实范围，但查看任何区块浏览器会很快表明它会影响区块链中的大多数区块。这对于权益证明至关重要，因为这些有利可图的 MEV 机会将验证者的狙击从深奥的漏洞利用转变为极具诱惑力的攻击。如果验证者在内存池中看到了多汁的 MEV 机会，但他们分配的区块槽还不够快，他们就有强烈的动机淘汰时间表中的先前验证者并挖走他们的奖励。

区块链强烈依赖于为每个人达成共识的激励措施。由于存在不正当的激励措施，合并后的以太坊链可能会频繁中断，验证者会互相狙击。

但这种可能性有多大？HOPR 团队对功能等效的 Gnosis 信标链进行了研究，并能够使用修改后的验证器节点以超过 90% 的置信度识别公钥和 IP 地址之间的链接。为此，该团队分析了数月验证收集的超过十亿个数据点。在咨询了以太坊基金会和 Gnosis Chain 的团队后，似乎通过优化数据收集设置，关键环节可以在短短 15 分钟内建立。

解决方案：知识产权保护

那么可以做些什么呢？一种选择是使用 VPN，但从长远来看，这不太可能提供足够的保护。升级共识算法本身可能会有所帮助，但这些可能需要数年时间来研究和实施。

作为他们研究的一部分，HOPR 建议像他们正在开发的隐私混合网络可能是一种解决方案，因为通过不同路径中继数据的过程与定期循环 IP 地址具有相同的效果。

重要的是要注意，这个问题并不是一个直接的问题，因为在测试权益证明设置时，不可能利用 MEV。但是一旦合并发生并且真正的交易正在处理中，所有的赌注都被取消了。

如果合并要成功，整个生态系统的项目似乎必须团结起来堵住这个隐私漏洞。