Uvumbuzi wa Mkakati wa Uchimbaji Madini wa Uwazi Kati ya Washambuliaji wa Ndani na Nje: Athari ya Catfish

Jedwali la Yaliyomo

Utangulizi

Teknolojia ya Blockchain imerevolutionize mifumo isiyo ya kati, na utaratibu wa makubaliano wa Uthibitisho wa Kazi (PoW) ukiwa unaongoza soko la fedha za kidijitali. Hata hivyo, mashambulio ya uchimbaji kama vile uchimbaji wa ubinafsi yanaiteketeza usalama wa blockchain kwa kuruhusu washambuliaji kupata malipo yasiyo ya sawa. Karatasi hii inaanzisha modeli mpya ya washambuliaji wengi ambayo inafunhua athari ya catfish kati ya washambuliaji wa ndani na nje, ikionyesha jinsi mikakati ya nusu-ya uaminifu inaweza kuwa na manufaa katika mazingira ya ushindani ya uchimbaji.

Usuli na Kazi Zinazohusiana

2.1 Uthibitisho wa Makubaliano ya Kazi

Uthibitisho wa Kazi unawahitaji wachimbaji kutatua fumbo za kisiri kuthibitisha shughuli na kuunda vitalu vipya. Msingi wa kihisabati unajumuisha kupata nambari ya kipekee $n$ ambayo:

$H(block\_header, n) < target$

where $H$ is the cryptographic hash function and $target$ determines the mining difficulty.

2.2 Mchango wa Shinikizo la Uchimbaji

Ugunduzi wa kichwa, ulioanzishwa na Eyal na Sirer (2014), unawaruhusu washambuliaji kuzuia vizuia vilivyogunduliwa kwa mkakati. Mapato yanayohusiana (RR) kwa mashambuliaji yenye nguvu ya kompyuta $\alpha$ yanaweza kuigwa kama:

$RR = \frac{\alpha(1-\alpha)^2(4\alpha+\gamma(1-2\alpha))-\alpha^3}{1-\alpha(1+(2-\alpha)\alpha)}$

3. Mfumo wa Uchimbaji wa Washambuliaji Wengi

3.1 Usanifu wa Mfumo

Modeli inabadilika kutoka mfumo asilia hadi mfumo wa washambuliaji wengi kwa hatua mbili. Washambuliaji wa ndani hufanya kazi ndani ya mchanganyiko wa uchimbaji uliopo, huku washambuliaji wa nje wakijiunga kutoka nje ya mfumo.

3.2 Attack Scenarios

Sababu kuu tatu za kupungua kwa mapato:

• Ushindani usiotarajiwa kati ya washambuliaji
• Matukio ya mnada katika uenezwaji wa vitalu
• Uhakiki wa Sababu za Ushawishi

4. Catfish Effect Analysis

4.1 Washambuliaji wa Ndani dhidi ya Nje

Athari ya catfish inaeleza jinsi kuanzisha ushindani wa nje kunavyoathiri tabia na mapato ya washambuliaji wa ndani. Tukio hili linaonyesha mienendo ya ushindani inayozingatiwa katika masoko ya kawaida wakati waingiaji wapya wanapovuruga washiriki walioimarika.

4.2 Athari za Mapato

Matokeo ya majaribio yanaonyesha kupungua kwa kiwango kikubwa cha RR:

• Mshambuliaji wa ndani: 31.9% kushuka kwa RR
• Mshambuliaji wa nje: 44.6% makadirio ya kupita kiasi ya RR

5. Mkakati wa Kutolewa Kwa Mpango Sehemu

5.1 Ubunifu wa Algorithm

PIR ni mkakati wa uaminifu wa nusu unaoboresha wakati wa kutolewa kwa block. Algorithm inalenga uwiano kati ya uchimbaji wa kusudi na kukusanya kimkakati:

function PartialInitiativeRelease(block_chain, attacker_blocks):
    if len(attacker_blocks) >= 2:
        release_blocks = select_optimal_subset(attacker_blocks)
        broadcast(release_blocks)
        update_chain(block_chain, release_blocks)
    else:
        continue_mining()
    return updated_chain

5.2 Maelezo ya Utekelezaji

Mkakati unajumuisha kuhesabu kizingiti bora cha kutolewa $\theta$ kulingana na hali ya mtandao na tabia ya washindani:

$\theta = f(\alpha, \beta, network\_latency, competitor\_strategy)$

6. Matokeo ya Utafiti

6.1 Vipimo vya Utendaji

Majaribio yalipima mapato jamaa chini ya mgawanyo tofauti wa nguvu za kompyuta. Mafumbo muhimu yanajumuisha:

• PIR inafanikiwa zaidi kuloko uchimbaji wa ubinafsi katika hali ya washambuliaji wengi
• Uboreshaji wa mapato hufanyika kwa uwiano maalum wa nguvu za kompyuta
• Uwiano wa mitandao unaathiri sana ufanisi wa mikakati

6.2 Uchambuzi wa Kulinganisha

Mchoro ufuatao unaonyesha ulinganishaji wa mapato kati ya mikakati tofauti:

7. Matumizi ya Baadaye

Utafiti unafungua mwelekeo kadhaa wa kazi ya baadaye:

• Utumizi kwa Uthibitishaji wa Hisa na utaratibu mwingine wa makubaliano
• Uunganishaji na masomo ya mashine kwa ajili ya utambuzi wa mashambulizi ya kukabiliana
• Athari za usalama za mlolongo mwingine katika mitandao ya blockchain inayoweza kuendana
• Mifumo ya ufuatiliaji wa papo hapo kwa hali ya washambuliaji wengi

8. Marejeo

1. Nakamoto, S. (2008). Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System
2. Eyal, I., & Sirer, E. G. (2014). Majority is not Enough: Bitcoin Mining is Vulnerable
3. Liu, H., Ruan, N., & Liu, J. K. (2023). Catfish Effect Between Internal and External Attackers
4. Zhu, J., et al. (2017). Tafsiri ya Picha hadi Picha Isiyoambatana Kwa Kutumia Mtandao wa Adversarial Thabiti wa Mzunguko
5. Gervais, A., et al. (2016). Kuhusu Usalama na Utendaji wa Minyororo ya Blochani za Uthibitisho wa Kazi