文献类型：期刊文章

作　　者：阮娜[1] 刘汉卿[1] 斯雪明[2,3]

RUAN Na;LIU Han-Qing;SI Xue-Ming(School of Electronic Information and Electrical Engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai200240;Zhongyuan University of Technology,Zhengzhou 450007;Shanghai Key Laboratory of Data Science,School of Computer Science and Technology,Fudan University,Shanghai 201203)

机构地区：[1]上海交通大学电子信息与电气工程学院计算机科学与工程系,上海200240 [2]中原工学院前沿信息技术研究院,郑州450007 [3]复旦大学计算机科学技术学院上海市数据科学重点实验室,上海201203

出　　处：《计算机学报》

基　　金：国家自然科学基金青年基金(61702330)资助

年　　份：2021

卷　　号：44

期　　号：1

起止页码：177-192

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2020、CSCD、CSCD2021_2022、EI、IC、JST、MR、RCCSE、SCOPUS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：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.

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  

分 类 号：TP311]