剑桥研究:11年对比特币的压力测试揭示了什么

剑桥大学进行了长达11年的比特币压力测试,研究发现该网络对物理干扰具有强大的韧性,绝大多数故障事件对其影响微乎其微。同时,研究还指出了潜在的攻击点及量子计算带来的长远威胁。

主要发现

数据概览
八百万次节点观察,658条海底电缆,11年间确认的385起故障事件。研究人员发现,比特币网络能够吸收物理干扰,几乎没有明显损害。

在记录的电缆故障中,87%的情况下,离线的比特币节点少于5%。故障期间节点的平均影响为-1.5%,中位数为-0.4%。大多数电缆损坏对网络影响甚微。

真正损害的随机故障阈值在72%到92%之间,即所有国际电缆同时失效。这种情况并不现实。

2024年3月,科特迪瓦海床扰动导致七至八条电缆同时断裂,区域互联网容量下降43%。全球受影响的比特币节点为5到7个,仅占0.03%的网络。

网络为何不会崩溃

研究人员将比特币建模为一个三层系统:物理层由海底电缆构成,路由层由像Comcast和AWS这样的公司运营,而比特币的点对点网络则位于其上。

这些层之间是松散耦合的。物理故障不会自动向上蔓延。当一条路线断裂时,流量会重新路由,网络并未察觉。

预计到2026年,约64%的可达比特币节点将通过Tor网络运作。最初被视为隐私措施的Tor,现在被重新框定为一种结构性资产。Tor节点通过模糊路径进行路由,这些路径与物理电缆的地理位置无关。当区域性电缆发生故障时,基于Tor的节点受到的影响较小。研究人员发现,Tor的采用显著提高了网络的韧性。

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真实威胁

研究指出了两个真正的脆弱点。首先,对特定瓶颈的针对性攻击将故障阈值从92%降低至20%。协调性破坏高流量电缆与随机故障是不同的问题。

其次——在2026年更为相关——网络的路由层严重集中于五家提供商:Hetzner、OVHcloud、Comcast、AWS和Google Cloud。通过监管压力或协调行动仅针对这五家,可能会导致10%的网络断连。这几乎相当于切断地球上几乎所有的海底电缆,只需对五家公司施加压力即可实现。

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威胁并非来自海底,而是来自服务器房间。随着比特币逐渐成为政府战略储备的讨论话题,针对云服务提供商的国内监管压力,比物理电缆破坏更具可行性。

量子威胁

除了当前的基础设施威胁外,比特币社区开始正式应对一个长期问题:量子计算。

风险是特定的。量子计算机威胁ECDSA——这一数字签名系统用以证明比特币的所有权。而SHA-256尽管在挖矿过程中提供保障,但其抵抗力更强。问题在于…

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