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采用工作量证明共识机制的区块链中挖矿攻击者间的“鲶鱼效应” 被引量:4
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作者 阮娜 刘汉卿 斯雪明 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期177-192,共16页
近年来,采用工作量证明共识机制(Proof of Work,PoW)的区块链被广泛地应用于以比特币为代表的数字加密货币中.自私挖矿攻击(Selfish mining)等挖矿攻击(Mining attack)策略威胁了采用工作量证明共识机制的区块链的安全性.在自私挖矿攻... 近年来,采用工作量证明共识机制(Proof of Work,PoW)的区块链被广泛地应用于以比特币为代表的数字加密货币中.自私挖矿攻击(Selfish mining)等挖矿攻击(Mining attack)策略威胁了采用工作量证明共识机制的区块链的安全性.在自私挖矿攻击策略被提出之后,研究者们进一步优化了单个攻击者的挖矿攻击策略.在前人工作的基础上,本文提出了新颖的两阶段挖矿攻击模型,该模型包含拥有单攻击者的传统自私挖矿系统与拥有两个攻击者的多攻击者系统.本文的模型同时提供了理论分析与仿真量化分析,并将两个攻击者区分为内部攻击者与外部攻击者.通过引入内部攻击者与外部攻击者的概念,本文指出传统自私挖矿系统转化为多攻击者系统的条件.本文进一步揭示了在多攻击者系统中两个攻击者将产生竞争并面临着“矿工困境”问题.攻击者间的竞争可被总结为“鲶鱼效应”:外部攻击者的出现导致内部攻击者的相对收益下降至多67.4%,因此内部攻击者需要优化攻击策略.本文提出了名为部分主动发布策略的全新挖矿攻击策略,相较于自私挖矿策略,该策略是半诚实的攻击策略.在特定场景下,部分主动发布策略可以提高攻击者的相对收益并破解攻击者面临的“矿工困境”问题. 展开更多
关键词 区块链 比特币 工作量证明共识机制 挖矿攻击 自私挖矿
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基于交易记录特征的自私挖矿检测方案 被引量:1
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作者 王贺立 闫巧 《网络与信息安全学报》 2023年第2期104-114,共11页
自私挖矿攻击是一种挖矿策略,存在基于工作量证明(PoW,proof of work)机制的区块链中。自私矿工通过延迟区块广播的时机来截取其他矿工的挖矿奖励,以此获得比正常情况下更多的收益。这种攻击对工作量证明机制的激励相容性造成了破坏。... 自私挖矿攻击是一种挖矿策略,存在基于工作量证明(PoW,proof of work)机制的区块链中。自私矿工通过延迟区块广播的时机来截取其他矿工的挖矿奖励,以此获得比正常情况下更多的收益。这种攻击对工作量证明机制的激励相容性造成了破坏。近年来,自私挖矿这一攻击行为被研究者从许多角度进行了研究和分析。然而这一挖矿策略利用了工作量证明机制区块链在网络延迟方面存在的缺陷,使得采用这一挖矿策略的矿工在行为上与正常挖矿行为没有明显的区别,导致当前缺少可以有效检测出自私挖矿行为的方案。因此,提出了一种自私挖矿的检测方案,该检测方案创新性地利用了区块链中区块的高度和区块中的交易记录特征,可以做到对网络中的自私挖矿行为进行实时检测,有一定的实用价值。所提检测方案为生成的新区块定义了一个状态值,这个状态值与区块中包含的交易数量、支付给矿工的交易费用等数据有关。根据这些特征值间的数学关系,可以判断出该区块是否来自自私矿工。通过仿真实验测试了攻击者在不同算力下,该检测方案的检测情况。结果表明,所提检测方案在判断区块是否来自自私挖矿时,有86.02%以上的检测准确率,可以有效地对自私挖矿产生的区块进行检测。 展开更多
关键词 区块链 自私挖矿 网络安全 比特币
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比特币挖矿攻击研究 被引量:5
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作者 韩健 邹静 +1 位作者 蒋瀚 徐秋亮 《密码学报》 CSCD 2018年第5期470-483,共14页
比特币是中本聪在2008年提出的一种数字货币,具有去中心化、去信任化、强健壮性、无监管、发行量固定等特点,一经推出就受到全世界的关注.作为当前最成功的数字货币,比特币基于P2P网络中众多节点构成的分布式数据库来确认并记录所有的... 比特币是中本聪在2008年提出的一种数字货币,具有去中心化、去信任化、强健壮性、无监管、发行量固定等特点,一经推出就受到全世界的关注.作为当前最成功的数字货币,比特币基于P2P网络中众多节点构成的分布式数据库来确认并记录所有的交易行为,利用工作量证明机制解决共识问题,并使用密码学的设计来确保货币流通的安全性.随着比特币价格的提升、用户数的增加,比特币的安全性越来越引起人们的重视,比如双重支付问题、交易延展性问题和隐私保护问题.针对比特币系统的不同方面出现了许多的攻击:针对网络的日蚀攻击、路由攻击,针对共识机制的挖矿攻击等等,特别是矿池出现后,出现了一些新的针对矿池的攻击行为.本文主要介绍针对比特币挖矿的各种攻击如51%攻击、区块截留攻击、自私挖矿和FAW攻击,分析攻击的基本思想、基本策略和现实危害,并介绍一些应对攻击的方案. 展开更多
关键词 比特币 51%攻击 区块截留攻击 自私挖矿 FAW攻击
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比特币平台挖矿策略及其收益综述 被引量:5
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作者 洪阳 王立松 葛春鹏 《南京信息工程大学学报(自然科学版)》 CAS 2019年第5期532-540,I0007,共10页
区块链技术是比特币平台的底层技术,由于其具有透明性、不可伪造性、不可更改性等特点,被广泛应用于虚拟货币、供应链等系统中.然而,大部分区块链平台,如比特币平台,面临包括自私挖矿在内的诸多问题,这将直接导致比特币并不安全,从而严... 区块链技术是比特币平台的底层技术,由于其具有透明性、不可伪造性、不可更改性等特点,被广泛应用于虚拟货币、供应链等系统中.然而,大部分区块链平台,如比特币平台,面临包括自私挖矿在内的诸多问题,这将直接导致比特币并不安全,从而严重影响区块链的发展.自私挖矿是一种比特币挖掘策略,它是指自私矿工选择性地发布之前的隐匿的区块从而获得比诚实矿工更多的额外收益.本文在模拟诚实矿工挖矿实验基础上,重点研究自私挖矿情况下矿工的最佳相对收益.采用中心极限定理和节点状态转化图建立了两个节点分布概率模型,再运用马尔可夫随机过程和函数极值法依次求得两个模型下的最佳收益.同时设计并进行自私挖矿模拟实验,得出自私挖矿中节点算力和收益的关系,从而进一步验证模型的合理性. 展开更多
关键词 区块链 自私挖矿 比特币 马尔可夫随机过程
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