Jinsi Wachimbaji Wenye Tamaa Wanavyovunja Minyororo ya DAG

Jedwali la Viungo

Muhtasari na I. Utangulizi

II. Usuli

III. Ufafanuzi wa Tatizo

IV. Suluhu zenye mwelekeo wa DAG

V. Mchezo Uchambuzi wa Kinadharia

VI. Mfano wa Kuiga

VII. Tathmini

VIII. Hatua za kupinga

IX. Majadiliano na Kazi ya Baadaye

X. Kazi Zinazohusiana

XI. Hitimisho na Marejeleo

Muhtasari - Itifaki kadhaa za makubaliano ya blockchain zinazopendekezwa kutumia Grafu za Acyclic Iliyoelekezwa (DAGs) kutatua upitishaji mdogo wa usindikaji wa minyororo ya jadi ya Uthibitisho wa Kazi (PoW). Itifaki nyingi kama hizi hutumia mkakati wa uteuzi wa nasibu (RTS) (kwa mfano, PHANTOM, GOSTDAG, SPECTRE, Inayojumuisha, na Prism) ili kuzuia nakala za muamala kwenye vizuizi sambamba katika DAG na hivyo kuongeza upitishaji wa mtandao. Hata hivyo, utafiti wa awali haujachunguza kwa ukali tabia za uchoyo zenye mwelekeo wa motisha wakati uteuzi wa muamala unapotoka kwenye itifaki. Katika kazi hii, kwanza tunafanya uchanganuzi wa kinadharia wa mchezo-kinadharia tukiondoa itifaki kadhaa za blockchain zenye msingi wa DAG zinazotumia mkakati wa RTS, na tunathibitisha kuwa mkakati kama huo haujumuishi usawa wa Nash, ambao unakinzana na uthibitisho katika karatasi ya Jumuishi. . Kisha, tunatengeneza kiigaji cha blockchain ambacho hupanua zana zilizopo za opensource ili kusaidia misururu mingi na kuchunguza mikengeuko inayotokana na motisha kutoka kwa itifaki. Tunafanya uigaji na wachimba migodi kumi ili kuthibitisha hitimisho letu kutoka kwa uchanganuzi wa nadharia ya mchezo. Uigaji huo unathibitisha kuwa watendaji walafi ambao hawafuati mkakati wa RTS wanaweza kufaidika zaidi kuliko wachimbaji waaminifu na kudhuru uchakataji wa itifaki kwa sababu miamala inayorudiwa imejumuishwa katika zaidi ya block moja ya minyororo tofauti. Tunaonyesha kuwa madoido haya yanawiana kwa njia isiyo ya moja kwa moja na ucheleweshaji wa uenezi wa mtandao. Hatimaye, tunaonyesha kwamba wachimba migodi wenye uchu wanahamasishwa kuunda bwawa la uchimbaji madini ili kuongeza faida yao. Hii inadhoofisha ugatuaji na kushusha hadhi muundo wa itifaki husika. Ili kuunga mkono madai yetu zaidi, tunatekeleza majaribio changamano zaidi kwenye mtandao halisi unaofanana na Bitcoin wenye zaidi ya nodi 7000.

I. UTANGULIZI

Blockchains zimekuwa maarufu kutokana na sifa kadhaa zinazovutia wanazotoa, kama vile ugatuaji wa madaraka, kutobadilika, upatikanaji, n.k. Shukrani kwa sifa hizi, blockchains zimepitishwa katika nyanja mbalimbali, kama vile fedha, minyororo ya ugavi, usimamizi wa vitambulisho, Mtandao wa Mambo, mifumo ya faili, nk.

Hata hivyo, minyororo ya vizuizi kwa kiasili inakabiliwa na tatizo la upitishaji wa usindikaji, kwani maafikiano lazima yafikiwe kwa kila kizuizi ndani ya mnyororo. Njia moja ya kutatua tatizo hili ni kuongeza kiwango cha uundaji wa block. Walakini, njia kama hiyo ina shida. Ikiwa vizuizi havitaenezwa kupitia mtandao kabla ya kizuizi kipya kuundwa, uma laini unaweza kutokea, ambapo vizuizi viwili vinavyofuatana vinarejelea kizuizi kimoja cha mzazi. Uma laini hutatuliwa kwa muda mfupi na sheria ya kuchagua uma, na kwa hivyo kizuizi kimoja tu kinakubaliwa kuwa halali. Shughuli zote katika block ya yatima (aka, stale) hutupwa. Matokeo yake, nodes makubaliano kwamba

kuunda vitalu vya yatima walipoteza rasilimali zao na hawakupata thawabu.

Kama jibu kwa suala lililo hapo juu, mapendekezo kadhaa (km, Jumuishi [26], PHANTOM [44], GHOSTDAG [44], SPECTER [43]) yamebadilisha muundo wa data wa mnyororo kwa Grafu (zisizo na muundo) Zilizoelekezwa za Acyclic (DAGs) (ona Mtini. 1), wakati pendekezo jingine katika mwelekeo huu liliajiri muundo wa DAG (yaani, Prism [6]). Muundo kama huo unaweza kudumisha minyororo mingi iliyounganishwa na hivyo kuongeza kinadharia upitishaji wa usindikaji. Dhana ya suluhu zinazolengwa na DAG ni kuachana na uteuzi wa muamala kwa kutegemea tu ada za juu zaidi kwa kuwa mbinu hii inaongeza uwezekano wa kwamba shughuli hiyo hiyo itajumuishwa katika zaidi ya mtaa mmoja ( mgongano wa muamala wa baadae). Badala yake, mbinu hizi hutumia mkakati wa uteuzi wa nasibu (yaani, RTS)[1] kama sehemu ya itifaki ya makubaliano ili kuepuka migongano ya miamala. Ingawa matokeo ya kukengeuka kutoka kwa mkakati kama huo yanaweza kuonekana kuwa angavu, hakuna mtu ambaye bado amechanganua kwa kina utendakazi na uthabiti wa mbinu zinazohusika na DAG ndani ya utafiti wa kitaalamu unaochunguza mashambulizi ya motisha kwenye uteuzi wa shughuli.

Katika kazi hii, tunaangazia athari za waigizaji **walafi[**2] katika miundo kadhaa inayolenga DAG ya itifaki za makubaliano. Hasa, tunasoma hali ambapo mshambulizi (au washambuliaji) anapotoka kwenye itifaki kwa kutofuata mkakati wa RTS ambao unachukuliwa na mbinu chache zenye mwelekeo wa DAG [26], [44], [44], [43], [6]. Kati ya mbinu hizi, PHANTOM [44], GHOSTDAG, [44], na SPECTER [43] hutumia RTS ambayo ilianzishwa katika Jumuishi [26] - ambayo uchanganuzi wake wa kinadharia wa mchezo (na kukosa dhana kuhusu kuunda bwawa la uchimbaji madini) tunapingana na hili. kazi. Kinyume chake, Prism [6]

haitoi uchanganuzi wowote unaolenga motisha na kwa hivyo haikuonyesha kuwa ni sugu kwa mashambulizi yoyote ya motisha kulingana na uteuzi wa shughuli. Hata hivyo, mistari yote miwili ya kazi hutumia RTS na hivyo hutuwezesha kudokeza maelezo yao na kuzingatia uundaji na uchanganuzi wa kipengele hiki.

Tunatoa dhana tukisema kwamba mshambuliaji anayepotoka kutoka kwa mkakati wa RTS anaweza kuwa na matokeo mawili muhimu. Kwanza, mshambuliaji kama huyo anaweza kupata thawabu kubwa zaidi ikilinganishwa na washiriki waaminifu. Pili, mshambulizi kama huyo hudhuru upitishaji wa shughuli, kwani mgongano wa muamala unaongezeka. Tunathibitisha na kuthibitisha dhana yetu katika uchanganuzi wa nadharia ya mchezo na kuonyesha kuwa RTS haijumuishi usawa wa Nash. Ilisema katika istilahi ya mageuzi, idadi ya wachimbaji wanaofuata itifaki inayohusika hawana kinga dhidi ya mshambuliaji (mutant). Kisha, tunathibitisha hitimisho kutoka kwa uchanganuzi wa kinadharia ya mchezo kwa majaribio machache ya uigaji, ambapo tunaangazia DAG-PROTOCOL iliyofungiwa, inayotokana na miundo iliyopo.

Michango . Michango ya kazi hii ni kama ifuatavyo:

1. Tunakisia kwamba kutofuata mkakati wa RTS katika itifaki zinazohusika na DAG kunaathiri vibaya faida ya jamaa ya wachimbaji waaminifu na utendakazi bora wa mtandao.

   
   

2. Dhana hiyo inathibitishwa kwa kutumia uchanganuzi wa nadharia ya mchezo unaozingatia hali zote zinazowezekana zinazohusisha watendaji wawili: mchimba madini mwaminifu anayefuata RTS na mchimba madini mwenye pupa anayeiacha. Tunahitimisha kuwa mkakati wa RTS haujumuishi usawa wa Nash.

   
   

3. Tunaunda kiigaji maalum ambacho hupanua zana za uigaji wa chanzo huria ili kuzingatia misururu mingi na miradi mbalimbali ya motisha, na hivyo kutuwezesha kuchunguza sifa za itifaki zinazohusika kulingana na DAG.

   
   

4. Tunafanya majaribio kwenye DAGPROTOCOL fupi, na yanathibitisha kuwa mwigizaji mchoyo anayechagua miamala kulingana na ada ya juu zaidi ana faida kubwa katika kupata faida ikilinganishwa na wachimbaji waaminifu wanaofuata RTS.

   
   

5. Kisha, tunaonyesha kwa majaribio kwamba watendaji wengi walafi wanaweza kupunguza kwa kiasi kikubwa utendakazi bora wa malipo kwa kuongeza kiwango cha mgongano wa miamala katika misururu sambamba ya DAG.

   
   

6. Tunaonyesha kwamba watendaji walafi wana motisha kubwa ya kuunda bwawa la uchimbaji madini ili kuongeza faida zao, jambo ambalo linadhalilisha ugatuaji wa miundo inayohusika na DAG.

1. Kumbuka kwamba RTS inahusisha nasibu fulani katika uteuzi wa muamala lakini si lazima iwe sawa na uteuzi wa shughuli nasibu (ili kuendana na kazi zinazotumia Jumuishi [26], kama vile PHANTOM, GHOSTDAG [44], SPECTER [43], vile vile. kama utekelezaji wa GOSTDAG iitwayo Kaspa [42]).

2. Waigizaji wenye tamaa hukengeuka kutoka kwa itifaki ya kuongeza faida zao.