比特幣時間扭曲攻擊：一個潛在的安全隱患

比特幣開發者Antoine Poinsot於2025年3月26日提出了一項新的改進提案，旨在修復比特幣協議中長期存在的幾個漏洞和弱點。這個被稱爲"大共識清理"的軟分叉提案中，包含了對一個名爲"時間扭曲攻擊"的嚴重漏洞的修復。

比特幣區塊時間戳保護機制

在探討時間扭曲攻擊之前，我們需要了解當前的時間操縱保護規則：

1. 中位過去時間(MPT)規則：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：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被過度操縱。然而，時間扭曲攻擊利用了一個允許將時間戳大幅回調到過去的漏洞。

中本聰的"差一"錯誤

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，協議比較相關2016區塊窗口中第一個和最後一個區塊的時間戳差。然而，這個計算存在一個微小的錯誤：使用了2016而不是2015作爲間隔數。這導致目標時間比實際應有的長0.05%，使得比特幣的目標出塊時間實際上是10分鍾零0.3秒，而非10分鍾整。

時間扭曲攻擊原理

時間扭曲攻擊約於2011年被首次發現，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，使區塊鏈在時間上緩慢前進，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。這種操作導致難度在第二個調整周期後開始下降，使攻擊者能夠快速創建區塊並獲得大量比特幣。

攻擊的影響和可行性

在極端情況下，這種攻擊可能導致每秒產生超過6個區塊。然而，實施這種攻擊面臨諸多挑戰，包括需要控制大部分算力、誠實礦工的存在可能限制攻擊效果，以及攻擊過程對所有人可見可能引發緊急修復。

解決方案

爲解決時間扭曲攻擊，Poinsot的提案建議在新的難度週期的第一個區塊時間上設置限制。具體來說，新週期的第一個區塊的時間戳不得早於前一周期最後一個區塊時間的2小時以內。這一限制可以有效防止難度被大幅操縱，同時保持足夠的靈活性以適應網路狀況的變化。

這種修復方案在最大程度上減少了意外產生無效區塊的風險，同時與現有的未來區塊時間戳規則保持一致。雖然仍允許每個週期將難度小幅下調約0.6%，但這種影響是有限的，無法累積放大。

通過實施這一改進，比特幣網路將能更好地抵御時間扭曲攻擊，提高系統的整體安全性和穩定性。