比特币重复交易：一个有趣而风险极小的系统漏洞

比特币网络中存在一个独特的现象:两组完全相同的交易。这种情况之所以可能发生,是因为coinbase交易不需要任何交易输入,而是直接生成新的比特币。因此,两个不同的coinbase交易有可能向同一地址发送相同数量的比特币,并以完全相同的方式构建,从而产生完全相同的交易。由于这些交易内容相同,它们的交易ID(TXID)也会相匹配,因为TXID是交易数据的哈希摘要。

这两组重复交易都发生在2010年11月14日至15日之间,时间跨度约16小时。第一组重复交易被夹在第二组之间。我们将d5d2....8599归类为第一个重复交易,因为它首先成为复制品,尽管它在区块链上首次出现是在另一个重复交易e3bf....b468之后。

有趣的是,不同的区块浏览器在显示这些重复交易时会有不同的行为。一些浏览器默认显示较早的区块,而另一些则显示较晚的区块。

这些重复交易涉及的比特币总量为200 BTC,或者可以理解为100 BTC。截至目前,所有这些比特币都尚未被使用。理论上,如果有人拥有与这些输出相关联的私钥,他们可能可以使用这些比特币。然而,一旦被使用,重复的50 BTC将无法再次使用并丢失,因此实际上只有100 BTC可能被找回。

重复交易显然会带来一些问题。它们可能会给钱包和区块浏览器造成混乱,也会让人难以确定比特币的真实来源。此外,它还可能被用于一些攻击和漏洞利用。

为了解决这个问题,比特币开发者在2012年提出了BIP30软分叉方案,禁止使用重复TXID进行交易,除非前一个TXID已被使用。后来,这一规则又被修改为适用于所有区块,而不仅仅是2012年3月15日之后的区块。

2012年7月,BIP34软分叉方案被提出并于2013年3月激活。这一变更要求coinbase交易包含区块高度,这似乎彻底解决了重复交易问题。然而,事实证明,在BIP34激活之前的区块中仍有一些coinbase交易,其scriptSigs的第一个字节恰好与未来有效的区块高度相匹配。

下一个可能出现重复交易的区块是1,983,702,预计将于2046年1月左右产生。如果矿工想要进行这种攻击,他们不仅需要足够幸运地找到这个区块,还需要付出巨大的成本。按照目前的比特币价格,这将花费超过1500万美元。

考虑到复制交易的难度和成本,以及利用它的机会非常罕见,这个漏洞并不像是比特币的一个主要安全问题。尽管如此,多年来开发人员还是在这个问题上花费了大量时间,2046年这个日期在一些开发人员心中可能是修复这个问题的最后期限。修复这个错误的方法有很多,可能需要软分叉。一种可能的修复方法是强制执行SegWit承诺。