Larger-scale Nakamoto-style Blockchains Don't Necessarily Offer Better Security

对于中本聪式共识协议的广泛研究已经表明，网络延迟会降低这些协议的安全性。已有的研究结果表明，令人惊讶的是，由于较大网络中的延迟增加，当网络规模为两个节点时，最大安全性得到了实现。这与区块链的基础完全相反，即分散化提高安全性。在本文中，我们更加深入地研究了网络规模如何影响中本聪式区块链的安全性。我们认为，现有的安全模型忽略了一个关键因素：网络越大，攻击者控制大量资源的难度就越大。为此，我们引入了一个概率性腐败模型，以表达在较大网络中攻击者腐败资源的难度增加。基于我们的模型，我们分析了节点数量对（最大）网络延迟和对抗性能量的影响。特别地，我们表明，（1）增加节点数量最终会破坏安全性，但是（2）依赖少量节点也不能提供足够的安全保障。然后，我们通过模拟比特币、门罗币、卡尔达诺和以太经典等部署中数十万个节点的实证评估来验证我们的分析。基于我们的实证分析，我们具体分析了各种真实世界参数和配置对现有部署中一致性界限和提供安全性所能容忍的对抗性能量的影响。据我们所知，这是第一篇分析和实证探索当前流行的中本聪式部署所实现的现实世界权衡的工作。

本论文探讨了Nakamoto式共识协议中网络规模对安全性的影响，提出了一个新的概率腐败模型，用于表达攻击者在更大的网络中控制资源的难度增加的情况。

论文提出了一个新的概率腐败模型，考虑了攻击者在更大的网络中控制资源的难度增加的情况，从而解决了现有安全模型中被忽略的关键因素。

论文通过实验验证了模型的准确性，并分析了各种真实世界参数和配置对现有部署的一致性界限和可提供安全性的对抗能力的影响。值得关注的是，这是第一篇在理论和实践上都探索了当前流行的Nakamoto式部署所实现的真实世界权衡的论文。

一些相关的研究包括“On Scaling Decentralized Blockchains”和“Hijacking Bitcoin: Routing Attacks on Cryptocurrencies”。