矿池之扰：工作量证明挖矿中自私异常的检测
密码学与安全
2023-05-04 v2
摘要
许多加密货币的核心是基于工作量证明技术运行的去中心化验证网络。在这些系统中，验证由所谓的矿工完成，他们在解决一个计算困难问题后即可对区块进行数字签名。传统观点通常认为该协议是安全且稳定的，因为矿工有激励去遵循多数人的行为。然而，某些策略性挖矿行为是否在实践中发生仍是一个主要担忧。本文通过关注一种安全威胁来探讨该问题：自私挖矿攻击，即恶意矿工偏离协议，不立即公开其新挖出的区块。我们提出一种统计检验，用于分析五种流行加密货币中每个矿工的行为：比特币、莱特币、莫奈币、以太坊和比特币现金。我们的方法基于如下认识：自私挖矿行为会在矿工连续发现区块的统计量中引起可识别的异常。其次，我们应用基于启发式的地址聚类来提高此类行为的可检测性。我们在莫奈币和比特币现金中发现明显的异常矿工存在，在以太坊中程度较轻。最后，我们扩展方法以检测协同自私挖矿攻击，在莫奈币中发现矿池联盟，其中矿工可能提前秘密共享关于新挖出区块的信息。我们的分析通过提供上述策略性挖矿行为确实在现实中发生的首个经验证据，为加密货币系统安全研究作出贡献。
引用
@article{arxiv.2208.05748,
title = {Twisted by the Pools: Detection of Selfish Anomalies in Proof-of-Work Mining},
author = {Sheng-Nan Li and Carlo Campajola and Claudio J. Tessone},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.05748},
year = {2023}
}