Maker穩(wěn)定幣中存在的預(yù)言機(jī)治理攻擊問題探討

前言：Maker開啟了多資產(chǎn)抵押（MCD）的新版本，這是DeFi發(fā)展史上的重要事件。雖然從資產(chǎn)發(fā)行量和資產(chǎn)成本上，去中心化的穩(wěn)定幣Dai都不及中心化的穩(wěn)定幣，但它開啟了一種全新類型的穩(wěn)定幣，是加密史上的重要事件。不過Maker在探索過程中，也會遇到一些問題，本文著重提出了Maker中存在的預(yù)言機(jī)治理攻擊的問題，甚至為了攻擊成功，還可能存在攻擊DAO的可能性。當(dāng)然，從目前看，由于MKR具有一定的集中性，文中所說的預(yù)言機(jī)治理攻擊的可能性很小。當(dāng)然即便可能性小，也給Maker設(shè)計和治理要進(jìn)一步完善的警示：如何讓Maker的機(jī)制更完美，更加去中心化，如何讓系統(tǒng)更安全，如何讓MKR發(fā)揮更恰當(dāng)?shù)淖饔?，這里有不少需要完善的問題。

Maker穩(wěn)定幣Dai的安全性依賴于可信任的預(yù)言機(jī)來提供價格信息。這些是通過鏈上治理選擇的。因此，預(yù)言機(jī)的價格信息流可以通過MKR代幣持有人操控。

本文會討論對Maker的攻擊，其風(fēng)格類似于51%攻擊，但并不一定需要51%的MKR代幣。在這種情況下，一個聯(lián)盟可以獲利，方式是通過操控治理來“竊取”系統(tǒng)抵押品。這些攻擊既會影響Sai（單抵押資產(chǎn)的穩(wěn)定幣），也會影響MCD的實(shí)施，以及具有鏈上治理的類似系統(tǒng)。（藍(lán)狐筆記：關(guān)于Sai和Dai的區(qū)別，可以參考《MakerDAO的MCD：帶來哪些改變？》）

這些攻擊的結(jié)果是，以當(dāng)前和歷史的市場價格看，“完全去中心化”的Dai是不安全的，因為其激勵的失調(diào)。這里的“完全去中心化”要求MKR代幣必須是充分分散的，以實(shí)現(xiàn)去中心化的目的。當(dāng)前的Maker系統(tǒng)是半中心化的，因為大多數(shù)MKR由少數(shù)的Maker個人和Maker基金會持有。

這意味著市場可能會給MKR價值打折扣，因為它并非是充分分散的。因此，Dai的安全依賴于對Maker基金會的信任，以及在發(fā)生攻擊時采取法律追索權(quán)的可能性。

要么市場沒有意識到MKR治理攻擊的可能性會導(dǎo)致其定價的下限，要么市場是在說，如果Maker實(shí)現(xiàn)完全去中心化，那么MKR會更值錢。

這些攻擊也表明，Dai存在嚴(yán)重的擴(kuò)展問題：為了維持其安全性，MKR價值需要比Dai和其抵押資產(chǎn)供應(yīng)增長更快。Dai和CDP（藍(lán)狐筆記：新版Maker不再有CDP，換成Vault小金庫）持有人需要為其安全性將價格抬高。本質(zhì)上，穩(wěn)定資產(chǎn)的持有人需要在高風(fēng)險資產(chǎn)中持有大量頭寸，以確保其穩(wěn)定頭寸的安全，這可能會破壞穩(wěn)定幣的目的。

I. Maker治理：預(yù)言機(jī)和全球結(jié)算

Maker系統(tǒng)由MKR代幣持有人治理，MKR持有人在鏈上投票以決定其系統(tǒng)參數(shù)和流程。他們承擔(dān)了跟預(yù)言機(jī)安全相關(guān)的三個重要任務(wù)。

首先，由MKR持有人來確定Maker可信預(yù)言機(jī)的列表。Maker系統(tǒng)依賴于這些可信預(yù)言機(jī)來提供真實(shí)世界的價格數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)用于確定CDP的清算門檻。

其次，MKR持有人影響對預(yù)言機(jī)操控的保護(hù)。Maker系統(tǒng)會在給定時間內(nèi)（“價格信息流敏感度參數(shù)”）構(gòu)建最大的預(yù)言機(jī)價格變化，且新預(yù)言機(jī)價格生效時，會有一個小時的延遲。而MKR持有人可以直接決定價格信息流敏感度參數(shù)。

第三，MKR持有人可以確定“全球結(jié)算者”組，由他們觸發(fā)全球結(jié)算。因此，他們可以有效地控制全球結(jié)算。在全球結(jié)算中，Maker系統(tǒng)被凍結(jié)，參與者（Dai和CDP持有人）能夠收回其抵押資產(chǎn)的一部分，具體數(shù)額取決于最后的預(yù)言機(jī)價格。

假設(shè)誠實(shí)的MKR治理，可以合理地控制預(yù)言機(jī)。每小時的價格時延提供了緊急預(yù)言機(jī)時間（MKR持有人預(yù)先確定）來對攻擊作出反應(yīng)。Maker價格信息流采用的是預(yù)言機(jī)價格的中位數(shù)，因此大多數(shù)預(yù)言機(jī)（包括緊急預(yù)言機(jī)）會不得不相互串通。

最大預(yù)言機(jī)價格變化限制了攻擊的直接嚴(yán)重性。而且，如果其他所有的也失敗，則價格延遲會為全球結(jié)算者（由MKR持有者預(yù)先確定）提供時間來觸發(fā)全球結(jié)算。

II. Maker中的預(yù)言機(jī)治理攻擊

如有不誠實(shí)的MKR持有人，可能會發(fā)生兩種重要的攻擊：

· MKR→ CDP 退出攻擊

MKR代幣持有人能夠持有大量的CDP，合謀選擇可以將以太坊價格→∞的預(yù)言機(jī)，然后觸發(fā)全球結(jié)算。（藍(lán)狐筆記注：∞是“無窮大”的符號，意思說通過將ETH預(yù)言機(jī)價格推高至無窮大獲利）

· MKR→ Dai退出攻擊

MKR代幣持有人可以持有大量的Dai，合謀選擇可以將以太坊價格→0的預(yù)言機(jī)，然后觸發(fā)全球結(jié)算。（藍(lán)狐筆記注：通過將預(yù)言機(jī)ETH價格趨于0，導(dǎo)致觸發(fā)CDP的清算，由于清算需要購入大量的Dai，這導(dǎo)致那些持有Dai代幣的MKR治理攻擊者可以從中獲利）

這兩種情況都會將抵押品價值轉(zhuǎn)移給不誠實(shí)的MKR持有人，其方式是通過分別持有CDP或Dai。CDP或Dai的獲利規(guī)模將取決于推動攻擊所須的MKR價值。

請注意，內(nèi)置于Maker的預(yù)言機(jī)保護(hù)并不能阻止這些攻擊。不誠實(shí)的MKR持有人可以在攻擊前合謀，以設(shè)置更高的每小時最高價格變化。通過預(yù)言機(jī)，他們可以將多個小時內(nèi)的最大價格變化進(jìn)行復(fù)合。這個時間給其他參與者（例如Dai和CDP持有人）提供了反應(yīng)的時間。讓我們來看看Dai市場會發(fā)生什么：

· 在MKR→CDP的退出攻擊中，當(dāng)Dai持有人意識到操縱攻擊時，他們預(yù)期Dai的長期價格會歸零。Dai市場開始大量賣出，因為所有的Dai持有人試圖將其換成其他資產(chǎn)。這導(dǎo)致Dai價格下跌，但這不能阻止不誠實(shí)的MKR持有人繼續(xù)預(yù)言機(jī)操控，并觸發(fā)全球結(jié)算，實(shí)現(xiàn)收益。

· 在 MKR→Dai的退出攻擊中，當(dāng)CDP持有人意識到操縱攻擊時，他們預(yù)期其在全球結(jié)算中的抵押品價值份額將會歸零。他們急于解鎖其抵押品。MKR持有人通過設(shè)置更高的超額抵押門檻來部分阻止這一情況。為了解鎖抵押品，CDP持有人急于去買回Dai。然而，Dai持有人現(xiàn)在期望其Dai會更值錢。那么，Dai市場價格上升，此時，CDP持有人已有虧損。不誠實(shí)的MKR持有人可以再次繼續(xù)預(yù)言機(jī)操縱，并觸發(fā)全球結(jié)算，以實(shí)現(xiàn)其收益。

為了確保攻擊成功，串通的MKR持有人將需要控制大于50%的MKR代幣。然而，不到50%的代幣也可能實(shí)現(xiàn)成功攻擊。例如，投票參與度通常非常低，網(wǎng)絡(luò)可能阻塞，導(dǎo)致誠實(shí)參與者幾乎沒有機(jī)會作出反應(yīng)，不誠實(shí)的MKR持有人可能串通礦工審查投票和CDP抵押品交易。（藍(lán)狐筆記注：MKR治理投票一般很少超過10萬票，也就是不到10%的代幣參與了治理）

另一個增加的復(fù)雜性是，當(dāng)關(guān)閉CDP時還銷毀MKR。因此，在MKR→Dai退出攻擊中，攻擊者似乎可以用少于50%的代幣來攻擊預(yù)言機(jī)。一旦CDP持有人開始關(guān)閉CDP，實(shí)際上就獲得全部50%。

III.以當(dāng)前價格，Maker治理是脆弱的

這些攻擊的潛在收益是鎖定在Maker中的抵押資產(chǎn)的總價值。這些攻擊的成本可能會是MKR供應(yīng)量的50%。如果獎勵》成本，那么，對于尋求利潤的MKR持有人來說，就會存在一種不正當(dāng)?shù)募?，在這種可能的平衡中，大多數(shù)MKR持有人串通一氣發(fā)起這種攻擊。（藍(lán)狐筆記注：當(dāng)前鎖定在Maker中的抵押資產(chǎn)總價值是3.38億美元，而MKR總價值的50%是3.31億美元。從這個角度，發(fā)起預(yù)言機(jī)治理攻擊的意義不是特別大）

截止至2019年11月5日，這些抵押資產(chǎn)價值C=3.36億美元，MKR市值M=5.55億美元，Dai市值D=9600萬美元。這產(chǎn)生了潛在的攻擊收益：

在最近幾天MKR價格提升之后，這種攻擊獲利能力已經(jīng)降至1900萬美元。這仍然很可觀，尤其是考慮到攻擊收益只是來源于當(dāng)前上限規(guī)模較小的SCD系統(tǒng) ，而MKR價格前景來源于其發(fā)布的MCD（藍(lán)狐筆記注：2019年11月18日發(fā)布）系統(tǒng)，預(yù)期它將獲得更大的收益規(guī)模。下圖跟蹤了這些獲利衡量的完整歷史。在很多擴(kuò)展時期內(nèi)，這些攻擊的獲利會更高。

實(shí)際獲利能力可能會更高

請注意：出于某些原因，實(shí)際的獲利能力可能會更高。首先，據(jù)報道Maker基金會持有30%左右的MKR，它已經(jīng)承諾不參與治理投票。如果他們堅持這樣做，或者在某個時間點(diǎn)將他們的投票權(quán)利從智能合約中移除，那么，要達(dá)成控制份額的聯(lián)盟所需的MKR代幣就更少，這極大地降低了攻擊成本。下圖說明了這種情況下獲利能力顯著提高。

其次，少數(shù)的MKR代幣持有者和關(guān)鍵礦工能夠串通以實(shí)現(xiàn)攻擊。第三，可以結(jié)合攻擊，以利用其他基于Maker預(yù)言機(jī)的系統(tǒng)。

其他復(fù)雜因素

有一些復(fù)雜因素可能影響分析。如果攻擊者需要獲得MKR，則需要購買或借入。而借入MKR的利率可能很低（9月份在NUO上有一個很小的30萬美元的資金池，利率是2.6%，），大規(guī)模的收購可能會引發(fā)市場擠壓效應(yīng)，且如果很多MKR持有人是長期的誠實(shí)持有者的話，這個收購也很難達(dá)成。（藍(lán)狐筆記注：目前在NUO上MKR的借貸利率僅為0.04%，不過不具有實(shí)操性，因為池子中MKR太少）

同樣，如果攻擊者需要收購大量的Dai或CDP，鑒于市場力量，這也很難。成功的買入將可能需要很長一段時間。同樣，執(zhí)行攻擊步驟的gas成本也會影響其獲利能力。

用“攻擊DAO”協(xié)調(diào)串通

也就是說，實(shí)際上，我們不知道誰同時持有MKR、Dai以及CDP，還有很多代理可能會串通。我們無法排除一些聯(lián)盟控制組合資產(chǎn)以促使攻擊獲利的可能性。如果存在這種聯(lián)盟，就會存在串通發(fā)動攻擊的不當(dāng)動機(jī)。

為了確保足夠的串通者協(xié)調(diào)一致，可以創(chuàng)建“攻擊DAO”，將所需的資產(chǎn)組合在一起，并觸發(fā)攻擊步驟以獲利。

IV. MKR定價的后果

MKR價值源于兩個因素：

· 常規(guī)現(xiàn)金流的（折現(xiàn)）價值

· 來自于治理操控的有條件現(xiàn)金流價值

常規(guī)的現(xiàn)金流來自于Maker的費(fèi)用，也就是穩(wěn)定費(fèi)，它會用于銷毀MKR，這類似于公司股票回購計劃，會減少代幣供應(yīng)量。

MKR價值跟常規(guī)現(xiàn)金流相關(guān)，而常規(guī)現(xiàn)金流跟Dai增長的預(yù)期相關(guān)，因為更大規(guī)模的Dai系統(tǒng)會產(chǎn)生更多的費(fèi)用。治理操控的有條件的現(xiàn)金流則代表發(fā)起MKR攻擊的可能獲利能力，比如上述提到的51%攻擊。這是MKR持有人可以套現(xiàn)的“可替代”方式。

為了確保免遭治理操控，MKR市值必須至少高于總體抵押資產(chǎn)價值的2倍以上，如果考慮到上述提到的更加復(fù)雜的攻擊，以及Maker基金會不參與投票的承諾，可能其市值還需要更高才行。（藍(lán)狐筆記注：如果換個角度思考，這也說明，Maker的價值不僅來自于現(xiàn)金流，也來自于治理價值）

可以說，去中心化Dai的MKR價格應(yīng)該通過市場力量達(dá)到這樣的水平，否則，攻擊會為某些聯(lián)盟提供類似的套利機(jī)會（盡管還不完全清楚）。

半中心化的影響

如介紹所述，Maker系統(tǒng)當(dāng)前是半中心化的：多數(shù)MKR據(jù)說被Maker基金會，以及一些Maker個人持有。在這種情況下，治理攻擊只可能是Maker自己來發(fā)起。

而這種攻擊是可以被識別出來的，因此會有潛在的法律責(zé)任。在這種情況下，較低的MKR價格是可以理解的，因為潛在的法律責(zé)任抵消了發(fā)起攻擊獲得快速利潤的任何動機(jī)。但是，這種情況下，只能信任Maker。（藍(lán)狐筆記注：本文是說，由于Maker基金會持有大量的MKR，即使MKR價格不是很高，外部發(fā)起攻擊的可能性也不大。同時，由于法律責(zé)任，Maker基金會發(fā)起攻擊的可能性也不大。）

由于上述所提及的攻擊在當(dāng)前可能有利可圖，那么，要么市場沒有意識到MKR治理攻擊的潛在可能性會導(dǎo)致其安全價格的下限，要么市場對MKR進(jìn)行折扣，因為它并非完全去中心化。換言之，如果MKR代幣持有人更加分散，MKR的價值可能更高。（藍(lán)狐筆記：因為在分散的情況下，只有MKR價值更高才能保護(hù)系統(tǒng)安全，讓攻擊無利可圖）

現(xiàn)金流可以確保系統(tǒng)安全嗎

由于上述原因，我們可以認(rèn)為今天的MKR價格代表購買和銷毀MKR的常規(guī)現(xiàn)金流的預(yù)期，現(xiàn)金流來自于CDP操作，本質(zhì)上類似于股票回購。

這為設(shè)計像這樣的安全系統(tǒng)提供了有價值的數(shù)據(jù)。重要的是，這說明了，在多數(shù)情況下，這些現(xiàn)金流并不足以確保Maker的安全。事實(shí)上，如果Maker足夠分散，用于股份回購的常規(guī)現(xiàn)金流可能對確保治理安全就沒那么重要了，因為我們可能會預(yù)期理性的代理會將MKR價格推高至攻擊價值。

從安全的角度，只需要股份回購即可將MKR價格略微推高至攻擊價值之上。因此，由于Maker是半中心化的，這里存在對用戶的有效稅收，以支持MKR價格，而收費(fèi)收入則可能更好地移至支持長期穩(wěn)定性上。

擴(kuò)展性問題

這些攻擊意味著Dai有重大的擴(kuò)展性問題：為了維持安全，MKR價值必須要比Dai供應(yīng)量和鎖定的抵押資產(chǎn)的增長要快很多。因此，為了確保他們資金的安全，Dai和CDP持有人可能需要推高M(jìn)KR價格。由此，穩(wěn)定資產(chǎn)的持有人需要在高風(fēng)險資產(chǎn)中持有大量頭寸，以確保其穩(wěn)定頭寸的安全，這可能會不利于穩(wěn)定幣的目的。

V. 努力解決這些問題

上述提及的攻擊和問題在更廣范圍內(nèi)發(fā)生：穩(wěn)定幣、CDP持有人和MKR持有人之間的博弈，他們從戰(zhàn)略上決定其持有的資產(chǎn)組合。給這個博弈進(jìn)行建模，有助于我們理解為了確保系統(tǒng)安全，不同玩家需要持有的資產(chǎn)（例如，持有多少M(fèi)KR合適）。尤其是，玩家們不能冒風(fēng)險讓某些人持有大多的MKR，他們通過合適的資產(chǎn)組合，以實(shí)施有利可圖的攻擊。

在這種情況下，有幾點(diǎn)值得探討。它有助于我們理解代幣如何分配以確保系統(tǒng)安全。如果風(fēng)險資產(chǎn)的持有量需要很高，對于很多玩家來說，參與這個博弈并不值得（例如穩(wěn)定幣持有人為了確保其Dai的安全，而同時必須持有MKR來確保系統(tǒng)安全，這對他們來說不劃算）。

在哪種情況下，對于玩家來說，推高治理代幣價格以確保系統(tǒng)安全是值得的？除了將資產(chǎn)推高至安全價格，還有其他的均衡嗎？對于所有涉及代幣的波動性來說，會帶來什么后果？

最后一點(diǎn)，MKR價格源于與抵押資產(chǎn)相關(guān)的“創(chuàng)造”價值，其價值是抵押資產(chǎn)價值的數(shù)倍。MKR價值反映Dai穩(wěn)定幣的不確定的前景。在系統(tǒng)崩潰（例如攻擊）中，系統(tǒng)的總價值跌至抵押資產(chǎn)價值，會讓很多人失去所有。

MKR試圖吸收這些損失，并在這種情況下變得毫無價值，它有向穩(wěn)定幣和CDP持有人進(jìn)行抵押資產(chǎn)清算的義務(wù)。但是，通過上述攻擊的擴(kuò)展，穩(wěn)定幣和CDP頭寸也承擔(dān)了這一風(fēng)險。如果MKR價格低于安全水平，那么，各種MKR、穩(wěn)定幣以及CDP頭寸可能會在清算中損失其價值。這些風(fēng)險應(yīng)考慮這些資產(chǎn)波動性的因素。

不管是否有意，Maker對這些問題的解決方案是中心化治理權(quán)，并將信任歸于Maker（盡管除非受到嚴(yán)重威脅，否則一般不會動用它）。這不一定是個問題，很多傳統(tǒng)的系統(tǒng)也是以這種方式運(yùn)行的。但是，我們應(yīng)該公開了解到這個信任的維系。值得注意的是，仍然可以通過少數(shù)礦工的串通來實(shí)施攻擊。

基于跟Maker團(tuán)隊在Devcon的對話，已經(jīng)在討論觸發(fā)全球結(jié)算的合適門檻的設(shè)置，例如，設(shè)置為10%的MKR。然而，目前還不清楚它是否解決了這里所討論的激勵問題。

其中一點(diǎn)是，對于誠實(shí)的10%的MKR聯(lián)盟來說，尚不清楚在攻擊早期觸發(fā)全球結(jié)算是否是最好的回應(yīng)。這是因為他們的價值在基于攻擊的清算中會遭受重創(chuàng)（可能歸零）。也可能存在來自于不誠實(shí)10%聯(lián)盟的其他清算濫用。

理解了激勵之后，可以重新理解MKR、CDP和穩(wěn)定幣持有人之間的博弈。通過不同的設(shè)置，潛在的結(jié)果可能是攻擊方給予10%MKR聯(lián)盟的賄賂。

以分布式的方式解決這些問題依然是個懸而未決的問題，因此，應(yīng)對上述提及問題的嚴(yán)格機(jī)制設(shè)計很重要。