論文の概要: Larger-scale Nakamoto-style Blockchains Don't Necessarily Offer Better Security

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.09895v1
• Date: Mon, 15 Apr 2024 16:09:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-17 21:37:46.311714
• Title: Larger-scale Nakamoto-style Blockchains Don't Necessarily Offer Better Security
• Title（参考訳）: 大規模な中本型ブロックチェーンは、セキュリティを必要としない
• Authors: Jannik Albrecht, Sebastien Andreina, Frederik Armknecht, Ghassan Karame, Giorgia Marson, Julian Willingmann,
• Abstract要約: 中本方式のコンセンサスプロトコルの研究は、ネットワーク遅延がこれらのプロトコルのセキュリティを低下させることを示した。 これはブロックチェーンの基盤、すなわち分散化がセキュリティを改善することに矛盾する。 ネットワークスケールがNakamotoスタイルのブロックチェーンのセキュリティにどのように影響するか、詳しく調べる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2644625435032817
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Extensive research on Nakamoto-style consensus protocols has shown that network delays degrade the security of these protocols. Established results indicate that, perhaps surprisingly, maximal security is achieved when the network is as small as two nodes due to increased delays in larger networks. This contradicts the very foundation of blockchains, namely that decentralization improves security. In this paper, we take a closer look at how the network scale affects security of Nakamoto-style blockchains. We argue that a crucial aspect has been neglected in existing security models: the larger the network, the harder it is for an attacker to control a significant amount of power. To this end, we introduce a probabilistic corruption model to express the increasing difficulty for an attacker to corrupt resources in larger networks. Based on our model, we analyze the impact of the number of nodes on the (maximum) network delay and the fraction of adversarial power. In particular, we show that (1) increasing the number of nodes eventually violates security, but (2) relying on a small number of nodes does not provide decent security provisions either. We then validate our analysis by means of an empirical evaluation emulating hundreds of thousands of nodes in deployments such as Bitcoin, Monero, Cardano, and Ethereum Classic. Based on our empirical analysis, we concretely analyze the impact of various real-world parameters and configurations on the consistency bounds in existing deployments and on the adversarial power that can be tolerated while providing security. As far as we are aware, this is the first work that analytically and empirically explores the real-world tradeoffs achieved by current popular Nakamoto-style deployments.
• Abstract（参考訳）: 中本方式のコンセンサスプロトコルに関する広範な研究は、ネットワーク遅延がこれらのプロトコルのセキュリティを低下させることを示した。 確立された結果は、おそらく意外なことに、ネットワークが大きなネットワークの遅延が増加するため、ネットワークが2つのノードの小さいときに、最大セキュリティが達成されることを示している。 これはブロックチェーンの基盤、すなわち分散化がセキュリティを改善することに矛盾する。 本稿では,ネットワークスケールが中本型ブロックチェーンのセキュリティに与える影響について詳しく検討する。 ネットワークが大きくなればなるほど、攻撃者がかなりの量の電力を制御することが難しくなる。 そこで本研究では,大規模ネットワークにおいて攻撃者が資源を汚すことの難しさを表わす確率的汚職モデルを提案する。 本モデルにより,ノード数の影響がネットワーク遅延(最大遅延)と対向電力の差に与える影響を解析した。 特に,(1)ノード数の増加は最終的にセキュリティに反するが,(2)少数のノードに依存することは,適切なセキュリティ規定を提供していないことを示す。 その後、Bitcoin、Monero、Cardano、Ethereum Classicなどのデプロイで数十万のノードをエミュレートした実証的な評価によって分析を検証します。 実世界のパラメータや構成が既存のデプロイメントの一貫性境界や、セキュリティを提供しながら許容できる敵の力に与える影響を、実証分析に基づいて具体的に分析する。 私たちが知っている限りでは、現在の人気のNakamotoスタイルのデプロイメントによって実現された現実世界のトレードオフを分析的かつ実証的に調査するのは、これが初めてです。

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