論文の概要: Secret Leader Election in Ethereum PoS: An Empirical Security Analysis of Whisk and Homomorphic Sortition under DoS on the Leader and Censorship Attacks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.24955v1
• Date: Mon, 29 Sep 2025 15:48:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-30 22:32:20.103284
• Title: Secret Leader Election in Ethereum PoS: An Empirical Security Analysis of Whisk and Homomorphic Sortition under DoS on the Leader and Censorship Attacks
• Title（参考訳）: Ethereum PoSにおけるシークレットリーダー選挙: リーダーおよび検閲攻撃に関するDoSによるウィスクおよび同型ソーティションの実証的セキュリティ分析
• Authors: Tereza Burianová, Martin Perešíni, Ivan Homoliak,
• Abstract要約: Proof-of-Stake(PoS)ブロックチェーンのプロポーラ匿名性は、悪意のあるDoS(DoS)や検閲攻撃といったターゲット攻撃のリスクのために、重要な懸念事項である。 敵条件下でSSLEメカニズムを評価するための統一的な実験フレームワークを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.42056926734482064
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Proposer anonymity in Proof-of-Stake (PoS) blockchains is a critical concern due to the risk of targeted attacks such as malicious denial-of-service (DoS) and censorship attacks. While several Secret Single Leader Election (SSLE) mechanisms have been proposed to address these threats, their practical impact and trade-offs remain insufficiently explored. In this work, we present a unified experimental framework for evaluating SSLE mechanisms under adversarial conditions, grounded in a simplified yet representative model of Ethereum's PoS consensus layer. The framework includes configurable adversaries capable of launching targeted DoS and censorship attacks, including coordinated strategies that simultaneously compromise groups of validators. We simulate and compare key protection mechanisms - Whisk, and homomorphic sortition. To the best of our knowledge, this is the first comparative study to examine adversarial DoS scenarios involving multiple attackers under diverse protection mechanisms. Our results show that while both designs offer strong protection against targeted DoS attacks on the leader, neither defends effectively against coordinated attacks on validator groups. Moreover, Whisk simplifies a DoS attack by narrowing the target set from all validators to a smaller list of known candidates. Homomorphic sortition, despite its theoretical strength, remains impractical due to the complexity of cryptographic operations over large validator sets.
• Abstract（参考訳）: Proof-of-Stake(PoS)ブロックチェーンのプロポーラ匿名性は、悪意のあるDoS(DoS)や検閲攻撃といったターゲット攻撃のリスクのために、重要な懸念事項である。 これらの脅威に対処するためにいくつかの秘密単一指導者選挙(SSLE)機構が提案されているが、その実践的影響とトレードオフはいまだに十分に調査されていない。 本研究では,EthereumのPoSコンセンサスレイヤの簡易かつ代表的なモデルに基づいて,敵条件下でSSLEメカニズムを評価するための統一的な実験フレームワークを提案する。 このフレームワークには、ターゲットのDoSと検閲攻撃を起動できる設定可能な敵が含まれており、バリデータのグループを同時に妥協する協調戦略も含まれている。 鍵保護機構 - Whisk と準同型選別 - をシミュレートし比較する。 我々の知る限りでは、多様な保護機構の下で複数の攻撃者が関与する敵のDoSシナリオを比較検討するのはこれが初めてである。 以上の結果から,両設計はリーダに対するDoS攻撃に対して強力な保護を提供する一方で,検証者グループに対する協調攻撃に対して効果的に防御するものではないことが示唆された。 さらに、Whiskは、すべてのバリデータからのターゲットセットを、既知の候補のより小さなリストに絞り込むことで、DoS攻撃を単純化する。 ホモモルフィックなソーションはその理論的な強さにもかかわらず、大きなバリデータ集合上の暗号演算の複雑さのために実用的ではない。

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