有界处理能力下的中本聪共识

对于中本聪最长链共识协议（其工作量证明（PoW）与权益证明（PoS）变体支撑着比特币、Cardano 等主要区块链），我们重新审视安全性-性能权衡这一经典问题：给定具有有限通信与计算资源的节点网络，针对多大比例的敌手算力，中本聪共识（NC）在给定区块产出率下是安全的？现有 NC 分析无法回答该问题，因其有界延迟模型未刻画节点处理区块的速率限制，而这在区块快速连续发布时会引起拥塞。我们提出一种新的分析技术，在有界容量模型下证明 PoW NC 的精细化安全性-性能权衡。在该模型中，我们表明与经典有界延迟模型不同，中本聪的私有攻击不再是最坏攻击，而我们称为挑逗策略（teasing strategy）、利用拥塞的新攻击严格更差。在 PoS 中，分叉区块会加剧拥塞，使得传统 PoS NC 除在极低区块产出率外均不安全。为应对此类分叉垃圾攻击，我们提出一种称为 Blanking NC（BlaNC）的 PoS NC 变体，其达到与 PoW NC 相同的弹性。