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AsicBoost恩仇录

大概事实总比想象来得奇幻漫长。

AsicBoost恩仇录

比特大陆终于在这周发布了激活AsicBoost显性功能的s9固件。

猜疑、指责、算计、利益……虽然比特大陆结束这场棋局的方式有些被动,但这三年来围绕AsicBoost的恩恩怨怨,总算是有了个终结。比特币社区多年来的猜测得到了证实,比特大陆也迈出了对专利审慎的怪圈。

沉淀下来的只有一段漫长的故事。从这个故事中我们可以一窥矿圈的生态,并且得到不少反思。例如:如何看待矿机芯片设计商的专利申请狂潮?如何看待挖矿民主化运动?如何看待挖矿软件的透明度问题?

作者:碳14

编辑:秦晋

以下是全部故事:

2014年:谁发明了AsicBoost?

AsicBoost是基于块头结构和SHA256算法的一种优化算法,利用区块格式的特性减少ASIC矿机的哈希轮次,从而降低近20%的功耗,增加挖矿的利润。

关于该技术的具体实现,中文版可见比特大陆工程师姜家志的分析(https://segmentfault.com/a/1190000009262965),英文版可见其白皮书(https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1604/1604.00575.pdf)。根据其白皮书介绍,在采用这种方法后,AsicBoost能够提升比特币挖矿性能20%。(这意味着丰厚的挖矿利润。)

AsicBoost的发明人共有两位,一个是波茨坦大学的数学博士Timo Hanke,另一个是计算机科学家Sergio Lerner。2014年11月,他们提交了AsicBoost的专利申请,在申请书上二人被并列为专利的联合发明人。2016年3月,Timo Hanke撰写了AsicBoost的白皮书。

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2015年5月,Hanke和Lerner的专利申请

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2016年3月.Hanke撰写的第五版AsicBoost白皮书

2015年3月28日,该专利申请书被公开,但并没有通过申请。其中,美国专利局拒绝授权的理由是:发明人试图将一种抽象概念(数学算法)申请为专利,而《美国专利法》已规定抽象概念不可以获得专利授权。

截止目前,谷歌搜索出来的结果是该专利仍然处在“申请”状态。

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2015年:比特大陆申请,然后成功了……

然而,这并没有妨碍比特大陆同年8月在国内申请了一个与AsicBoost极为相似的专利。

只要我们登陆“中国及多国专利审查信息查询”网站,输入申请号“2015105202517”,便可以找到一篇名为《比特币工作量证明哈希计算芯片优化的方法、装置和电路》的申请。申请信息显示,该专利涉及一种比特币工作量证明哈希计算芯片优化的方法(在reddit上被许多人吐槽长得像AsicBoost),发明人为詹克团、吴忌寒、段凯、徐凌超。

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戏谑的是,比特大陆的专利申请在中国通过了。2017年4月,比特大陆在《关于最近的ASICBOOST指控和诽谤运动》中这样写道:“比特大陆在中国持有ASICBOOST专利。我们可以合法地将其应用于我们的矿场,通过销售云算力合约来赚取利益。然而,尽管这种方式是有利可图的,但我们并不会因此就去做这件事,因为我们想要让比特币变得更好。”

2017年:AsicBoost作弊丑闻

对于比特大陆乃至整个数字货币生态圈来说,2017年都是一个极不寻常的年份。因为比特币在这一年分叉了。

比特币核心开发者与矿工的分歧由来已久。2017年年初,也就是在比特币分叉前的几个月里,这种对立达到了顶峰。双方都在不断给对手找黑料,将对方描述成比特币社区的大毒瘤和独裁者,并给自己冠以维护社区独立自由的美名。

在当时的情势下,比特大陆自然被核心开发者们爆出了不少黑料,其中以核心开发者中的意见领袖、blockstream公司的联合创始人Gregory Maxwell黑得最多。2017年4月5日,Maxwell向社区发表了一篇名为《BIP proposal: Inhibiting a covert attack on the Bitcoin POW function》的文章。文章称,在Maxwell进行逆向工程后,发现某个挖矿巨头暗地里使用AsicBoost进行挖矿,而这种方式是对比特币POW算法的一种隐蔽攻击。虽然Maxwell没有点出比特大陆的名字,但所有人都知道,这篇文章说的就是比特大陆。

其他核心开发者迅速跟进了Maxwell的议题,“无耻矿霸霸占他人专利,暗地里利用AsicBoost攻击比特币网络”的话题在社区里炸开了。人们开始揣度比特大陆曾经出现过的不正常现象,并将这些和AsicBoost联系起来,例如蚂蚁矿池上过高的空块率。

不少人在reddit上抱怨,正是因为比特大陆使用了AsicBoost,蚂蚁矿池上才会出现这么多只含coinbase交易(这笔交易将挖矿奖励分配给矿工),不记录其他人数据的块。更有人指出,这间接导致了比特币网络的堵塞。(我们不能确定这是不是比特币核心开发者的水军们干的。)

另一个更为致命的阴谋论悄悄在社区流传。这种言论认为,AsicBoost与SegWit并不兼容。由于AsicBoost给比特大陆带来了丰厚的利润(Maxwell测算了一年带来了1亿美元的收益),因此比特大陆便要想尽办法拖延SegWit,甚至是放弃SegWit,走向分叉之路。

比特大陆自然要想尽办法弹压这些不利的流言。4月7日,比特大陆在官方博客中宣布,自己仅仅是在测试网络中测试了AsicBoost,并未在主网中使用。同时比特大陆对Maxwell将2 ^ 32碰撞更改为2 ^ 64碰撞的提议表示反对,因为这使AsicBoost变得更加困难,其结果是给专利所有者和比特币协议造成损失。

比特大陆认为,如果不能使用AsicBoost,其专利所有者将一事无成,比特币协议将变得更加复杂,唯一的受益者将是正在设计它的技术官僚。协议越复杂,多个实现的成本和障碍就越高。而AsicBoost非但不会“攻击”比特币网络,还会为网络带来更多创新和更好的安全性,同时威胁某些开发者的垄断地位。

毫无疑问,此时的AsicBoost成为了比特币核心开发者和比特大陆政治博弈的工具。两者在这场斗争中可能都说了谎。如果我们想得到一个客观一点的评论,就只能去找当时和两者没有利益干涉,但在矿圈又有话语权的人了。

KnCMiner是一家位于瑞典的矿业公司,它曾经在比特币挖矿的历史上展露过头角,不幸的是早在2017年之前就破产了。Sam Cole是这家公司的CEO,对AsicBoost很熟。在2017年4月27日发表的文章中,Cole将Maxwell和比特大陆各打五十大板。

他认为Maxwell显然说了谎,因为没有庞大的实验室,几乎不可能对任何16nm ASIC芯片进行逆向工程。“这种芯片有数十亿个晶体管,尺寸为16nm。仅凭从沃尔玛购买得来的显微镜,是不可能看到这些晶体管,更不可能逆向得到源代码的。”同时,他也不赞成Maxwell测算出来的“1亿美元利润”的数据,认为这太夸大了。

但他也不赞同比特大陆“AsicBoost将为网络带来更多创新和更好的安全性”的看法。首先,他认为AsicBoost确实会造成更多的空块;其次,SegWit的实施会让AsicBoost带来的挖矿性能提升大打折扣,布局AsicBoost并没有太大意义。相反,如果比特大陆以及其他矿商坚决要在芯片上布局AsicBoost,这种行动透露出来的意思是危险的(说明矿工们已经选择了硬分叉)。

这桩丑闻在当年闹得沸沸洋洋,而比特大陆不久果真选择支持BCH,走上了硬分叉的道路。

不过,这场硬分叉似乎是一开始就注定的,是社区利益和意识形态同时分裂的产物。说比特大陆因为不肯放弃AsicBoost而选择分叉,到底是太过于阴谋论了。

2018年:官宣“显性AsicBoost”,但时间点很尴尬

虽说币圈一日,人间一年,但比特币社区似乎从未忘记AsicBoost一事。

Slush Pool是世界上第一个比特币矿池,从2010年12月起就开始运作,截止目前一共挖出了100多万个比特币。最近,该矿池背后的公司推出了其ASIC矿工固件的最初版本:Braiins OS。该操作系统被宣传为“第一个完全开源的,基于Linux的加密货币嵌入式设备系统”,是大多数流行的采矿硬件附带出厂默认固件的替代品。

在官网上,Braiins OS称要让社区成员“告别后门,封闭系统和隐藏功能”。这种对透明度的刻意承诺,暗讽了其最大竞争对手比特大陆在挖矿软件上的不透明。

该公司CEO Čapek表示,由于缺少一些关键组件(例如FPGA代码),Bitmain的代码无法完全开源。如果没有这部分代码,用户就无法解析挖掘客户端的完整映像。

而在这些不透明的代码中,名为Antbleed的后门最引人注意。该功能于2016年7月推出,凭借这个后门,比特大陆能够在千里之外,远程关闭大部分活跃的蚂蚁矿机,包括目前最为著名的产品S9。在这件事被社区曝光后,比特大陆称:“我们从未打算在未经其所有者授权的情况下,在任何Antminer上使用此功能。这项功能的主要目的是监视被盗或被劫持的硬件。”

Čapek说,研究Antbleed正是Braiins OS成立的主要动机。

研究总得有个头啊。显然,Braiins OS并没有忘记那个未解的AsicBoost之谜。如果说Maxwell是为了政治斗争才胡诌,才说自己通过逆向工程发现比特大陆部署了AsicBoost的隐蔽版本,那他的话就并不可信了。比特大陆究竟有没有这样做呢?

今年8月,Braiins OS开始着手研究这件事。经过2个多月的时间,他们终于找到了答案。

Braiins OS发现,当前比特大陆发布的代码可以实现多版本性能。理论上,矿工可以通过未记录的层扩展(多版本),向池中申请可在比特币块头中滚动的版本,此扩展程序与BIP310不兼容。(这两个性能和AsicBoost十分类似。)

紧接着,他们打开了这个扩展程序,发现应用该扩展程序后,可以将挖矿功耗降低13%。

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这基本坐实了AsicBoost的存在。但是,他们也不知道比特大陆为什么没有激活矿机的这个扩展程序,只能猜测可能和专利有关。同时,他们也不知道比特大陆有没有自己私下激活了自己挖矿所用矿机的asicboot。(尽管比特大陆曾在2017年称,为自己生产的采矿设备绝不会比其向公众销售的设备在技术上更优越或更节能。)

不过,一个崭新的商机已经摆在了Braiins团队面前:独乐乐不如众乐乐。比特大陆不想激活,我们可以帮矿工激活啊!能将矿机性能提升13%!同时,这也是一个帮Braiins做产品推广的好机会。

2018年10月19日,Braiins公开宣布:计划用BraiinsOS解锁S9上的AsicBoost功能,并且提供给每一个人。

这就又回到了文章开头。在Braiins宣布三天后(也就是过了一个周末),比特大陆在10月22日发布了Antminer S9固件,以实现“公开的AsicBoost”功能。我们不知道这是不是一个巧合,但时间点确实太尴尬了。如果Braiins没有在19号宣布这个消息,比特大陆是否会一直观望下去呢?

实际上,对于选择在10月22号发布新固件一事,比特大陆也不得不解释一番。毕竟之前这家公司曾声称:“尽管这种方式是有利可图的,但我们并不会因此就去做这件事,因为我们想要让比特币变得更好。”

在最新版本的解释中,比特大陆把没有激活AsicBoost的原因归结于专利问题。它在官方博客中写道:“最初,我们决定不在我们生产的采矿硬件中激活这个数学函数,主要是因为围绕使用AsicBoost的法律不确定性。作为一个组织,我们不想违反专利法或以任何不利的方式行事。”

这很可能是事实。虽然比特大陆在中国持有AsicBoost的专利,但这毕竟不是比特大陆自己研发的。2017年,比特大陆在博客中呼吁与专利的发明者进行合作,但似乎并不成功。直至目前,比特大陆还不在专利申请者的应用许可范围之内。更糟糕的是,目前专利申请的持有者还公开呼吁进行一场挖矿民主化运动,矛头对准的又是比特大陆。

不过好在这项专利至今也没有申请下来,比特大陆的做法在法律上没有太大风险。比特大陆也表示:“在专利权方面,我们继续尊重第三方的知识产权,并采取相应的行动。基于来自不同司法管辖区的法律意见,我们认为没有也可能永远不会拥有超过AsicBoost的专利权。因此,所有矿工都应该有权自行选择是否使用AsicBoost技术,而没有任何人拥有独家权利。”

如此一来,围绕AsicBoost的各种纠结、算计与斗争总算是落下了帷幕。

有矿工曾调侃称,比特大陆激活AsicBoost是为了挽救溃败的矿机市场,避免矿工拔线关机。但他们大概也想不到,就算比特大陆不升级固件,Braiins也有办法让他们激活AsicBoost。所谓的激活不过是生米煮成了熟饭,只能顺势而为罢了。

大概事实总比想象来得奇幻漫长。

END


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