面向区块链分片的非对齐激励： pricing 攻击

分片已成为以太坊可扩展性解决方案事实上的标准，安全超过 550 亿美元资产。它们通过在第二层账簿上执行交易，同时定期在第一层发布数据并最终确定状态，来实现规模，无论是乐观地，还是通过有效证明。它们的费用必须同时反映三种资源的定价：L2 成本（如执行），L1 数据 availability，以及批次结算和证明验证的底层 L1 gas 成本。本文识别了现有分片交易费机制中的关键定价失衡，允许进行两种强大的攻击。首先，一个对手可以用计算轻且数据重的交易饱和 L2 的数据 availability 批次容量，迫使低 gas 交易批次，从而实现 L2 拒绝服务攻击和最终确定性延迟攻击。其次，通过制作最大化证明周期相对于 gas 费用的“证明杀手”交易，一个对手可以实际上延迟证明生成，在最低成本下对分片造成数小时的延迟，并造成证明端的经济损失。我们分析了上述攻击向量在主要以太坊分片中的情况，量化了对手成本和协议损失。我们发现，第一种攻击使大多数分片在低于 2 个以太币的成本下实现周期性拒绝服务，持续时间可达 30 分钟。此外，我们发现有三个分片面临无限期拒绝服务风险，成本约为 0.8 到 2.7 个以太币每小时。该攻击可以进一步修改，以使最终确定延迟增加约 1.45 倍到 2.73 倍，具体取决于分片的参数。 Furthermore, 我们发现证明杀手攻击导致最终确定性延迟增加约 94 倍。最后，我们提出了全面的缓解措施，以防止这些攻击，并建议如何使用多维分片费用机制来纠正上述定价失衡。