Новое исследование выявило серьезную проблему для некоторых блокчейнов: транзакции с двойной тратой

Согласно статье, опубликованной в конце мая, трое исследователей заявили, что нашли способ выявлять и наказывать недобросовестных участников блокчейна.

«(Виртуальная) золотая лихорадка началась, и, как и на Диком Западе в былые времена, преступники повсюду», — говорится в статье под названиемПолиграф: Подотчетное византийское соглашение.

Авторы — Винсент Грамоли и Пьер Сивит из Сиднейского университета, а также Сет Гилберт из Национального университета Сингапура — разработали протокол Polygraph, который автоматизирует подотчетность в блокчейнах, чтобы привлечь участников к ответственности за двойные расходы — общеизвестную сложную проблему в криптографии.

Хотя проблема двойных расходов предположительно была решена в официальном документе Сатоши, опубликованном в 2008 году, исследователи обнаружили, что разногласия, вызванные форками блокчейна, могут привести к двойным расходам, если в результирующих ветвях возникают конфликтующие транзакции.

Они приводят случай с зомби:

«Византийские узлы могут переопределять общий полиграфический протокол, напрямую предлагая два конфликтующих представления двум разным клиентам, чтобы затем выполнить атаку двойной траты. Коалиция не участвует в консенсусе, чтобы нарушить свойство жизнеспособности... Обратите внимание, что безопасность также нарушается: когда клиент вызывает примитив read(), коалиция может отвечать произвольными значениями, несмотря на непрекращение законного консенсуса. Клиент должен доверять коалиции, как и все другие клиенты, которые могут навсегда получить другой вывод для примитива read(). Следовательно, для T ≥ n − t0 нарушается свойство конечного префикса. Это делает блокчейн уязвимым для атаки двойной траты».

Фокус на реальном мире

Да, статья носит научный характер, но она также предлагает прагматичные решения реальных проблем в современных механизмах достижения консенсуса.

Группа рассматривает растущую угрозу централизации блокчейнов, вызванную коллективизацией вычислительной мощности. Согласно традиционным соглашениям византийского протокола, если ONE сторона накапливает более трети общего объема добычи, она получает полномочия по принятию решений. В качестве отступления авторы отмечают, что крупнейший пул майнинга Bitcoin на сегодняшний день контролирует примерно 19 процентов общей вычислительной мощности.

«Нам нужен новый шериф в городе, чтобы привлечь виновных к ответственности. Что, если вместо того, чтобы предотвращать плохое поведение стороны, которая контролирует слишком большую часть сетевой власти, мы гарантируем ответственность», — пишут авторы.

Подобно тому, как мы предотвращаем преступления в реальном мире, мы можем предотвратить ненадлежащее поведение блокчейна с помощью «глубокой защиты» — базового протокола византийского соглашения, который предотвращает узурпацию, если злоумышленник имеет менее трети контроля над сетью или если сетевая инфраструктура работает так, чтобы передавать сообщения вовремя.

«Протоколы византийских соглашений действуют как замки на дверях банка, не давая бандам скрыться с добычей», — писали они.

Однако когда эти гарантии не срабатывают (а авторы предполагают, что это возможно и происходит), протокол Polygraph пресечет вредоносное поведение.

Базовый алгоритм полиграфа основан наПротокол византийского соглашения, но идет дальше, проходя через асинхронные раунды или голосование, получающее демократический вклад.

«Сначала используется надежный вещатель для распространения значений предложений. Затем используется вторая фаза коммуникации, чтобы определить, достаточно ли процессов сошлись на одном значении. Наконец, процессы решают, могут ли они это сделать; и если нет, они обновляют свою оценку, пытаясь сойтись на одном значении».

Когда город T большой...

Если в ходе процесса будет установлено, что кто-то совершает незаконные действия, консенсус может проголосовать за исключение этого человека из сети.

«В блокчейнах подотчетность игнорируется, но на самом деле она является ключом к безопасности», — сказал Грамоли, который также является генеральным директором Red Belly Blockchain. «Отрасль не может принять блокчейн как простую распределенную систему, где ценные активы исчезают, как только треть участников формируют коалицию».

Red Belly Blockchain был профинансированАвстралийский исследовательский совети разработан исследователями Группы исследований параллельных систем Сиднейского университета и Data61-CSIRO.

Фото:Сян Гао на Unsplash