Fee Sniping

手續費狙擊（Fee Sniping）是一種理論上的礦工攻擊，礦工試圖重新挖掘已確認的區塊 以獲取其中的高手續費交易。Bitcoin Core 使用 nLockTime 來防止這種攻擊。

攻擊原理

正常情況:
區塊 N: 包含高手續費交易 (總手續費: 5 BTC)
區塊 N+1: 礦工 A 正在挖掘

Fee Sniping 攻擊:
1. 礦工 B 看到區塊 N 有很高的手續費
2. 礦工 B 決定重新挖掘區塊 N
3. 礦工 B 在區塊 N-1 上挖礦
4. 如果成功，獲得區塊 N 的所有手續費

風險:
- 如果礦工 A 先完成區塊 N+1
- 礦工 B 需要挖 2 個區塊才能追上
- 通常不划算，但高手續費時可能有利可圖

為什麼是問題？

// 經濟激勵可能導致不穩定

假設:
- 區塊 N 手續費: 10 BTC
- 區塊 N+1 預期手續費: 0.5 BTC
- 礦工算力: 20%

期望收益比較:
誠實挖礦 (N+1):
  0.2 × (6.25 + 0.5) = 1.35 BTC

狙擊 (重挖 N):
  0.2 × (6.25 + 10) = 3.25 BTC (如果成功)

如果狙擊成功率 > 41%，則狙擊更有利

// 大礦工或礦池可能有足夠高的成功率

nLockTime 防護

Bitcoin Core 創建的交易默認設置 nLockTime 為當前區塊高度：

// nLockTime 設置策略

交易創建時:
if (current_height > 0) {
    // 設置為當前高度
    tx.nLockTime = current_height;

    // 10% 的概率減 1（防止區塊高度洩露隱私）
    if (GetRand(10) == 0 && tx.nLockTime > 0) {
        tx.nLockTime--;
    }
}

效果:
- 交易只能被包含在區塊 N 或之後
- 礦工無法將交易放入重新挖掘的區塊 N-1
- 降低了狙擊的吸引力

工作原理

場景:
當前區塊高度: 840000
交易 TX 創建，nLockTime = 840000

正常流程:
TX 被包含在區塊 840001 ✓

Fee Sniping 嘗試:
礦工想重新挖掘區塊 840000
但 TX 的 nLockTime = 840000
TX 不能被包含在區塊 839999
礦工無法獲得 TX 的手續費
狙擊失去吸引力 ✓

// 注意: TX 可以被包含在 840000 或之後的任何區塊
// 所以正常操作不受影響

nSequence 的作用

// nLockTime 只在 nSequence < 0xffffffff 時生效

Bitcoin Core 的設置:
- 如果啟用 RBF: nSequence = 0xfffffffd
  (允許 RBF，同時啟用 nLockTime)

- 如果禁用 RBF: nSequence = 0xfffffffe
  (禁用 RBF，但仍啟用 nLockTime)

// 只有 nSequence = 0xffffffff 時 nLockTime 被忽略
// 這在現代錢包中很少使用

為什麼只是部分解決？

// nLockTime 防護的局限性

1. 只保護新交易
   - 舊交易（已在 mempool 中的）沒有這個保護
   - 礦工可能從重新挖掘中獲得一些手續費

2. 礦工可以創建自己的交易
   - 礦工可以用自己的交易替換
   - 只是獲取手續費，不是竊取

3. 不能阻止區塊重組
   - 51% 攻擊仍然可能
   - nLockTime 只是降低激勵

4. 交易可能已在目標區塊中
   - nLockTime = N 的交易可以在區塊 N 中
   - 重新挖掘區塊 N 時仍可包含

未來考慮

// 隨著區塊獎勵減少，手續費比例增加

2024 年:
- 區塊獎勵: 3.125 BTC
- 平均手續費: 0.1-1 BTC
- 手續費佔比: 3-25%

未來:
- 區塊獎勵: 趨近 0
- 手續費將是主要收入
- Fee sniping 激勵可能增加

可能的改進:
- 更強的時間鎖機制
- 協議級別的狙擊懲罰
- 社會共識（礦池聲譽）

錢包實現

// 檢查錢包是否正確設置 nLockTime

# 創建交易
bitcoin-cli createrawtransaction '[...]' '{...}'

# 解碼並檢查
bitcoin-cli decoderawtransaction <hex>
{
  ...
  "locktime": 840000,  # 應該是當前高度附近
  "vin": [
    {
      ...
      "sequence": 4294967293  # 0xfffffffd, 啟用 nLockTime
    }
  ]
}

# 如果 locktime = 0 且 sequence = 0xffffffff
# 錢包可能沒有實現 fee sniping 保護

對用戶的影響

程序示例

import random

def set_anti_fee_sniping(tx, current_height):
    """設置 nLockTime 以防止 fee sniping"""

    # 基本設置為當前高度
    tx.nLockTime = current_height

    # 10% 概率減 1（隱私保護）
    if random.randint(0, 9) == 0 and tx.nLockTime > 0:
        tx.nLockTime -= 1

    # 確保 nSequence 啟用 nLockTime
    for inp in tx.vin:
        if inp.nSequence == 0xffffffff:
            inp.nSequence = 0xfffffffe  # 啟用 nLockTime

    return tx

# 使用
tx = create_transaction(inputs, outputs)
tx = set_anti_fee_sniping(tx, get_current_height())

相關概念

• nLockTime：交易級別的絕對時間鎖
• nSequence：輸入級別的序列號，影響 nLockTime 行為
• BIP-68：相對時間鎖（使用 nSequence）
• 區塊重組：Fee sniping 是重組的經濟動機之一