比特币-NG区块链协议挖矿策略的博弈论分析

比特币-NG是一种可扩展的区块链协议，其将每个区块划分为一个关键区块和多个微区块，以有效提升交易处理能力。比特币-NG具有一种特殊的激励机制（即将交易费分给当前和下一任领导者）来维护其安全性。然而，该激励机制的设计忽略了交易费、铸币奖励与挖矿时长对预期挖矿收益的联合影响。在本文中，我们识别出高级挖矿攻击，该攻击故意忽略微区块以延长挖矿时长，从而提高赢得挖矿竞赛的可能性。我们首先表明，高级挖矿攻击者可通过优化其挖矿时长来最大化其预期收益。随后我们构建了一个博弈论模型，其中多个挖矿参与者执行高级挖矿以相互竞争。我们分析了该挖矿博弈的纳什均衡。我们的分析与仿真结果表明，挖矿博弈中的所有参与者在均衡时均收敛于执行高级挖矿，且无从均衡偏离的动机；比特币-NG网络在均衡时的交易处理能力因高级挖矿而下降。因此，我们得出结论：比特币-NG区块链协议易受高级挖矿攻击。我们讨论了如何降低高级挖矿对比特币-NG的负面影响。