通过基于智能体的仿真对分布式账本与区块链进行安全分析
密码学与安全
2021-09-20 v1 分布式、并行与集群计算
多智能体系统
性能
摘要
本文描述 LUNES-Blockchain，一个基于智能体的区块链仿真器，其依赖并行与分布式仿真（PADS）技术以获得高可扩展性。该软件组织为一个多级仿真器，可仿真由许多运行特定分布式账本技术（DLT）协议的节点所构成的虚拟环境，例如 Bitcoin 或 Ethereum 区块链。该虚拟环境执行于底层点对点（P2P）网络覆盖层之上，该覆盖层可基于不同拓扑结构组织，并具有给定数量的节点与边。不同抽象层级的功能由不同软件模块以不同时间粒度分别管理。这实现了在需要之处和之时进行精确仿真，并提升了仿真性能。使用 LUNES-Blockchain，可仿真针对 DLT 的各类攻击。本文特别关注 P2P 层，考虑自私挖矿、51% 攻击和 Sybil 攻击。对于自私挖矿和 51% 攻击，我们的目的是理解攻击者的哈希率（即区块链网络中处理能力的通用度量）能在多大程度上影响不当行为的结果。另一方面，在过滤拒绝服务（即 Sybil 攻击）中，我们研究底层 P2P 网络中何种传播协议能使系统对丢弃消息的节点数量变化更具韧性。结果证实了基于仿真的技术用于研究 DLT 安全方面的可行性。
引用
@article{arxiv.2109.08358,
title = {Security Analysis of Distributed Ledgers and Blockchains through Agent-based Simulation},
author = {Luca Serena and Gabriele D'Angelo and Stefano Ferretti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.08358},
year = {2021}
}
备注
To appear in Simulation Modelling Practice and Theory (Elsevier)