論文の概要: A Game-Theoretic Approach to the Study of Blockchain's Robustness

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.19175v1
• Date: Thu, 28 Nov 2024 14:29:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-02 15:18:08.029023
• Title: A Game-Theoretic Approach to the Study of Blockchain's Robustness
• Title（参考訳）: ブロックチェーンのロバスト性研究へのゲーム理論的アプローチ
• Authors: Ulysse Pavloff,
• Abstract要約: この論文はブロックチェーンプロトコルの堅牢性、特にProof-of-Stakeに注目している。 ブロックチェーンが永続的な競合ブロックを持たないことを保証するSafetyと、新しい信頼性のあるブロックを継続的に追加することを保証するLivenessという2つの重要な特性で堅牢性を定義しています。 我々の研究は、エージェントを正直またはビザンツのどちらかに分類する従来の分散システムアプローチと、インセンティブによって駆動される合理的なエージェントを考慮したゲーム理論モデルとのギャップに対処する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Blockchains have sparked global interest in recent years, gaining importance as they increasingly influence technology and finance. This thesis investigates the robustness of blockchain protocols, specifically focusing on Ethereum Proof-of-Stake. We define robustness in terms of two critical properties: Safety, which ensures that the blockchain will not have permanent conflicting blocks, and Liveness, which guarantees the continuous addition of new reliable blocks. Our research addresses the gap between traditional distributed systems approaches, which classify agents as either honest or Byzantine (i.e., malicious or faulty), and game-theoretic models that consider rational agents driven by incentives. We explore how incentives impact the robustness with both approaches. The thesis comprises three distinct analyses. First, we formalize the Ethereum PoS protocol, defining its properties and examining potential vulnerabilities through a distributed systems perspective. We identify that certain attacks can undermine the system's robustness. Second, we analyze the inactivity leak mechanism, a critical feature of Ethereum PoS, highlighting its role in maintaining system liveness during network disruptions but at the cost of safety. Finally, we employ game-theoretic models to study the strategies of rational validators within Ethereum PoS, identifying conditions under which these agents might deviate from the prescribed protocol to maximize their rewards. Our findings contribute to a deeper understanding of the importance of incentive mechanisms for blockchain robustness and provide insights into designing more resilient blockchain protocols.
• Abstract（参考訳）: 近年、ブロックチェーンが世界的な関心を集め、テクノロジーや金融に影響を及ぼすにつれて重要性が増している。 この論文はブロックチェーンプロトコルの堅牢性、特にEthereum Proof-of-Stakeに注目している。 ブロックチェーンが永続的な競合ブロックを持たないことを保証するSafetyと、新しい信頼性のあるブロックを継続的に追加することを保証するLivenessという2つの重要な特性で堅牢性を定義しています。 我々の研究は、エージェントを正直またはビザンツのどちらかに分類する従来の分散システムアプローチと、インセンティブによって駆動される合理的なエージェントを考慮したゲーム理論モデルとのギャップに対処する。 インセンティブが両アプローチの堅牢性に与える影響について検討する。 論文は3つの異なる分析から成っている。 まず、Ethereum PoSプロトコルを形式化し、その特性を定義し、分散システムの観点から潜在的な脆弱性を調べる。 特定の攻撃がシステムの堅牢性を損なう可能性があると認識する。 第2に,Ethereum PoSの重要な特徴である不活性リーク機構を解析し,ネットワーク破壊時のシステムの生存性を維持する上での役割を,安全性を犠牲にして強調する。 最後に、ゲーム理論モデルを用いて、Ethereum PoS内の有理検証者の戦略を検証し、これらのエージェントが所定のプロトコルから逸脱して報酬を最大化する条件を特定する。 私たちの発見は、ブロックチェーンの堅牢性に対するインセンティブメカニズムの重要性の理解を深め、よりレジリエントなブロックチェーンプロトコルの設計に関する洞察を与えてくれます。

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