作者：NEST愛好者_九章天問
如果問我區塊鏈上，有什麼攻擊是不可避免的，我會回答：堵塞攻擊和51%攻擊。51%攻擊我們下次再談，今天單論這堵塞攻擊。
所謂堵塞攻擊，是用交易佔據區塊，使其他人的交易無法打包。
有人把堵塞攻擊比作區塊鏈上的DDOS攻擊：不是尋找系統漏洞，而是“合規”地佔用資源，令系統停擺。二者確有相似之處，抽象出來：一是“合規”，即攻擊是系統允許的；二是非漏洞，即任何系統都可能被攻擊，再完美也一樣；三是搶佔資源，攻擊者佔用系統資源，其他人被動排除在外。
仔細看這些特點，似乎並不是一個純粹的技術問題，也不是一個單純的安全問題。堵塞攻擊是一個經濟學問題，或者博弈問題。現以以太坊網路為例，我們先研究堵塞攻擊的最佳邏輯，其次則研究對抗堵塞攻擊的思路。
假設一個區塊的gaslimit上限是1000萬，最小的單筆交易是2萬，則堵塞一個區塊有兩種方案：第一種是用大量高gasprice的小型交易區堵塞區塊；第二種是用一筆高gasprice的大型交易（這裡大型和小型是以gaslimit來度量的，大型交易是儘可能佔滿整個區塊的交易，如gaslimit為1000萬）來堵塞。比如gasprice都是1000（312 以太坊網路擁堵的情況下，保證迅速打包的gasprice也在1000倍以內），則兩種方案計算出來的gas成本是一致的，這是從自己的立場出發計算的結果。
但從礦工和競爭者的角度看，二者是有差異的。
先說競爭者，即希望突破堵塞攻擊的交易者。如果是小型交易，則競爭者完全可以透過一筆更高的gasprice，搶在攻擊者之前打包，比如用2000的gaceprice去競爭，原則上一定排在諸多的gasprice為1000的小型交易前面；但對於一筆大型交易，由於礦工考慮最大化gas的組合，而不是最高gasprice的交易優先，則競爭者可能就被阻擋在外。這是因為，大型交易的總gas為1000萬*1000，而包含小型交易的gas為2萬*2000+其餘交易，這裡其餘交易是備選的第三方交易，一般gasprice較低。在這兩個交易組合裡，理性的礦工會選擇大型交易的組合，從而使競爭者即使出了更高的gasprice，由於其單筆交易的gas較低也會被排除在外。因此堵塞攻擊從有效性來講，高gasprice的大型交易更有優勢。
根據當前以太坊網路的交易情況，一個1000倍gasprice的大型交易的手續費為，1000w*1000=10 ETH，以來堵塞一個區塊，那麼堵塞10分鐘的成本在500ETH。如果外部激勵足夠大（外部激勵即當前行為之外的獎勵），堵塞1個小時也就是3000ETH，這很可能是值得的。注意到，1000倍gasprice只是基於一個統計資料的假設，並沒有基於一個鏈上應用來分析。
考慮一個鏈上應用，比如 DeFi，其經濟性存在對區塊的依賴，即在N個區塊內，需要完成一筆交易，否則會造成X個ETH的損失。如果該應用不做任何設計的話，按照之前的假設，10*N個ETH的堵塞攻擊即可造成X個ETH的損失。這裡有幾種情況：1.X個ETH的損失可以變成攻擊者的收益，則當X>10N時，攻擊便是一種完全理性的激勵。2.X個ETH的損失並不能變成攻擊者的收益，則此種情況和X<10N一樣，便成為一種惡意行為：透過破壞該應用的有效性使得資產從該應用中流出。
這兩種情況應當分開考慮應對方案，但不管哪種情況，核心是如何使得堵塞攻擊失效：總有一筆交易能夠在臨界條件觸發前完成，這就是我們說的“一筆交易的勝利”。
對於第一種情況，應用需要做兩種設計：首先應當根據經濟規模或某種異常條件提升N的大小，變成N1；其次提升完成一筆交易的激勵收益：比如完成一筆交易的收益從a個ETH提升到b個ETH，其中b>a，並且b>10eth，即堵塞一個區塊的成本變成bETH，總成本從10*NETH變成b*N1ETH，只要b*N1ETH>X，則攻擊的外部激勵失效。
對於第二種情況，應對惡意攻擊的最好辦法，即是安排一種停機機制，包含兩種含義：其一是攻擊造成的成本幾何級數提升，使得攻擊者無法達到目的，從而放棄攻擊，比如NEST系統的beta係數設計，是目前區塊鏈行業內第一個內建停機系統的設計，我們可以借鑑，比如讓臨界區塊數N可以級數提升。其次，根據“一筆交易的勝利”難度自動調整應用的可執行性，當完成“一筆交易的勝利”變得非常緊迫時，可以讓應用暫時不能執行，使得攻擊者失去了攻擊目標。這兩種安排由於比較開放，需要更深入的邊界條件的分類研究。
當然，以上分析都是假設礦工是完全理性且只考慮打包的gas收益，不考慮可能的黑名單、自願犧牲部分利益抵制堵塞攻擊等行為，透過這些人性化的安排，也可以間接實現抗攻擊的目的，但我們更傾向於在應用端進行設計。
由於當前鏈上應用還在探索期，沒有人認真思考過堵塞攻擊的攻防，這對未來應用的發展十分不利，想想當年FOMO3D的結局，希望不要在DeFi行業發生。我們以此文提醒行業，小心堵塞攻擊，在開發應用合約時，儘可能用各種巧妙的方案來爭取“一筆交易的勝利”。
