近年來,以比特幣為代表的密碼貨幣受到廣泛關注。與傳統(tǒng)的電子支付系統(tǒng)不同,比特幣交易賬本由公眾共同維護,具有去中心化的特點。比特幣的去中心化特點雖然能夠提高系統(tǒng)強壯性,降低單點故障,但也對安全性及效率提出了新挑戰(zhàn)。自比特幣提出以來,一系列研究工作針對比特幣協(xié)議的安全性進行了深入探討。事實上,比特幣的底層核心協(xié)議是一種區(qū)塊鏈共識協(xié)議,其安全性是比特幣系統(tǒng)安全的基礎。Pass、Seeman和shelat的分析工作表明比特幣的區(qū)塊鏈協(xié)議在異步網(wǎng)絡環(huán)境下可達到安全性,其中敵手對消息的惡意延遲至多為△《1/np,n和p分別表示礦工的數(shù)量和挖礦難度。然而,△《1/np的條件要求在實際環(huán)境下難以保障,例如,設備故障、惡意攻擊等均可造成長時間的通信延遲。區(qū)塊鏈協(xié)議在具有長延遲的異步網(wǎng)絡環(huán)境下能否達到安全性是關系到基于區(qū)塊鏈的密碼貨幣系統(tǒng)安全性的重要問題。針對上述問題,我們提出了長延遲攻擊下的區(qū)塊鏈安全模型,以刻畫敵手實際可行的攻擊手段,推廣了區(qū)塊鏈協(xié)議的三個基本安全屬性,即鏈增長速度、公共前綴與鏈質(zhì)量,以更為靈活的反映實際網(wǎng)絡環(huán)境下區(qū)塊鏈的安全性需求。同時,我們提出了一種樹結(jié)構(gòu)記錄方法TreeMC,以刻... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１：本文與［２９］的對比圖

挖礦階段和延遲階段，對于第ｉ個片段，挖礦階段從第７＾＾輪開始，到雙被挖出??為止，而延遲階段是剩下的部分。如果這不存在，則第ｉ個片段全部歸為挖礦階??段。如圖５．?？／所示。??設和分別表示第纟個片段中挖礦階段和延遲階段的輪數(shù)，另??ｉ又／？ｊｎｉｎｅ?＝?制叫。所以?一『０。??為了估計／＾？６和／４＿的值，我們將每個片段遺行如下“延長”：保持環(huán)??境Ｚ以及所有誠實礦工的行為不變，但敵手盡量長地延遲廣播他所能延遲的區(qū)??塊鏈。設和況＆＿分別為第ｉ個延長片段中挖礦階段和延遲階段包含的輪??數(shù)，顯然有Ｓ?４吻成立。??接下來，我們分別分析■和的值。??在第ｉ個延長片段的開始，所有誠實礦工的區(qū)塊鏈長度都為（Ｃｅ?＋丨＿?１。??設／為在一輪中有誠實礦工挖礦成功的概率，不難得到／?＝?１?—（１—ｐ）ｎ。延長片??段的挖礦階段在玖被挖出時結(jié)束

的假設１／２?＜?Ａ?ｇ?１?－?８ａｐＡ。此時，ＴｒｅｅＭＣ的公共前綴與（ｎ，Ｃ）的公共前綴相同??的概率至少為９９．９５％?（由引理４．３．３給出）。??給定了上述的參數(shù)，圖６．１、圖６．２和圖６．３分別表示了當Ａ、ａ和ｒ變化時，??長延遲攻擊成功率隨之變化的趨勢。從圖中可以看到，在敵手在沒有任何算力??的條件下，Ａ和ａ過大時，敵手也會對公共前綴性質(zhì)造成一定的威脅。??０．０１２??：?．?！?１?．???０．０１?－?／－??ｒｅ?Ｇ．Ｇ０８?－?／?－??％?／??〇?／??Ｉ?０．Ｇ０６?■?／?－??０?／??１?／’??Ｓ?／??Ｉ?ａ側(cè)．?／??／??３．００２?？?－??。―．—．＿＿＿＿??０?２０?４０?６０?８０?１㈤?１２０??Ｕｐｐｅｒｔｊｃｕｎｄ?ｏｆ?ｄｅｌａｙ?Ａ?［ｒｏｕｎｄｓ］??圖６．１：對于ｃｖ?＝?０．８，ｒ?＝?６，敵手攻擊的成功率隨著Ａ增大而增長。當△＞?６０??（１０分鐘）時増長尤其迅速。當Ａ?＞?１２０?（２０分鐘）時，敵手攻擊的成功率可以??達到大約１％。??—?３３－??


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