比特幣協議的時間扭曲漏洞及其修復

2025年3月26日，比特幣開發者提出了一項名爲"大共識清理"的軟分叉提案。這一升級旨在修復比特幣協議中長期存在的多個漏洞和弱點，其中包括重復交易問題和一個更爲嚴重的"時間扭曲攻擊"漏洞。

比特幣的時間戳保護機制

比特幣目前採用兩種主要機制來防止時間戳被操縱：

1. 中位過去時間(MPT)規則：要求區塊時間戳必須晚於前11個區塊的中位時間。

2. 未來區塊時間規則：限制區塊時間戳不能超前節點對等體的中位時間2小時以上。

這些規則旨在防止區塊時間戳過度回溯或前移，但仍存在被利用的可能性。

中本聰的計算誤差

比特幣的難度調整周期包含2016個區塊，約爲兩周時間。在計算難度調整時，協議比較2016區塊窗口中首尾兩個區塊的時間戳差。然而，中本聰在計算目標時間時犯了一個小錯誤：他使用了2016而不是2015作爲區塊間隔數，導致目標時間比實際應有的長0.05%。

這個微小的誤差使得比特幣的實際目標區塊間隔略長於10分鍾，爲10分鍾零0.3秒。雖然這個誤差本身影響不大，但它與另一個更嚴重的問題相關聯。

時間扭曲攻擊

時間扭曲攻擊利用了中本聰在難度計算中的錯誤。攻擊者通過操縱區塊時間戳，使其盡可能慢地前進，同時在每個難度調整周期的最後一個區塊使用真實時間戳。這種做法可能導致難度大幅下調，使攻擊者能夠快速生成大量區塊並獲取超額獎勵。

雖然這種攻擊在理論上威力巨大，但實施起來面臨諸多挑戰。它需要控制大部分算力，且容易被發現，給予社區足夠時間進行應對。

解決方案

爲修復這一漏洞，開發者提出了幾種方案：

1. 修改難度調整算法，完全糾正計算誤差。
2. 取消MPT規則，改爲要求每個區塊的時間必須前進。
3. 設置新規則，限制新難度週期首個區塊的時間與前一周期最後一個區塊的時間差。

目前，最新提案建議將這一時間差限制設爲2小時。這一方案能有效緩解時間扭曲攻擊，同時最大限度降低意外產生無效區塊的風險。

比特幣社區正在積極討論這些方案，以確保網路的長期安全和穩定運行。隨着"大共識清理"提案的推進，我們有望看到這一重要漏洞得到修復，進一步增強比特幣網路的安全性。