基于分片的无许可区块链的博弈论分析
计算机科学与博弈论
2018-09-26 v2
摘要
低交易吞吐量和较差的可扩展性是以比特币为代表的公有区块链共识协议中的重大问题。近期该方向的研究提出了基于分片的共识协议，其关键思想是将交易拆分到多个委员会（或分片）中，由它们并行处理这些分片或交易集。多个委员会对这种互不相交的交易集或分片进行并行处理，显著提升了系统的整体可扩展性和交易吞吐量。然而，一个重要的研究空白是缺乏对这类基于分片的共识协议中理性处理器的策略行为的理解。这种理解对于设计适当激励以促进委员会内合作并防止搭便车至关重要。本文通过博弈论模型分析处理器的行为来填补这一研究空白，其中每个处理器旨在以最小参与成本最大化其奖励。我们首先在分片协议的 N 人静态博弈模型中分析纳什均衡。我们表明，取决于所采用的奖励共享方法，处理器可能通过单方面采取背叛行为潜在地增加其收益，从而导致社会困境。为克服这一社会困境，我们提出了一种新颖的激励兼容奖励共享机制以促进处理器间合作。我们的数值结果表明，相较于其他奖励共享机制，采用所提出的激励兼容奖励共享机制更容易实现多数处理器合作（这是确保区块链网络健康状态所必需的）。
引用
@article{arxiv.1809.07307,
title = {A Game-Theoretic Analysis of Shard-Based Permissionless Blockchains},
author = {Mohammad Hossein Manshaei and Murtuza Jadliwala and Anindya Maiti and Mahdi Fooladgar},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.07307},
year = {2018}
}