MAD-DAG: 保护区块链共识免受 MEV 威胁
密码学与安全
2025-11-27 v1 分布式、并行与集群计算
摘要
区块链安全受自私矿工威胁，矿工（运算符）偏离协议以增加收益。自私矿工因不利情况（网络传播优势、因区块内容导致的奖励波动，称为矿工可提取价值（MEV）、接受串报的调小矿工）而受到恶化。当前最先进的抗自私矿工区块链协议 Colordag 并未处理这些不利情况，且仅在延迟不可行时被证明安全。我们提出 MAD-DAG（Mutually-Assured-Destruction Directed-Acyclic-Graph），首个在不利情况下抗自私矿工的实用协议。MAD-DAG 之所以实现此目标，归功于其新颖的账本函数，该函数丢弃与最长链竞争的等长度链的内容。我们通过对理性矿工建模使用马尔可夫决策过程（MDP）来分析 Colordag 和 MAD-DAG中的自私矿工。我们开发了保守的奖励规则，偏向自私矿工，以获得自私矿工收益的上界。据我们了解，这是首个针对实际 DAG 基础区块链的可计算自私矿工模型。这使我们能够获得自私矿工收益下界，即矿工需具备的最小计算资源比例，以实现自私矿工。MAD-DAG 在 Colordag 和比特币 所失效的不利情况下保持安全，同时保持可比的安全性。例如，在调小矿工和高水平区块奖励波动下，MAD-DAG 的安全阈值范围为 11% 到 31%，而 Colordag 和比特币 在所有水平下均为 0%。
引用
@article{arxiv.2511.21552,
title = {MAD-DAG: Protecting Blockchain Consensus from MEV},
author = {Roi Bar-Zur and Aviv Tamar and Ittay Eyal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.21552},
year = {2025}
}