Statistical Confidence in Mining Power Estimates for PoW Blockchains

区块链系统的安全性取决于挖矿算力在参与者之间的分配。如果一个实体控制了足够的挖矿算力，他们可以强制执行自己的事件版本。例如，这可能允许他们进行双重支付。然而，对于工作量证明（PoW）区块链，挖矿算力的分布不能直接从区块链中读取，而必须从特定采样窗口内挖掘的块数中推断出来。我们引入了一个框架来量化Nakamoto系数的统计不确定性，Nakamoto系数是区块链去中心化的常用度量。我们表明，对于聚合一天内的块，可能会出现相当大的不确定性，当使用每日粒度时，比特币未通过超过一半的假设检验（{\alpha}=0.05）。出于这些原因，我们建议块在至少7天的采样窗口内进行聚合。我们的方法不是报告单个值，而是产生一系列可能的Nakamoto系数值，这些值在特定的显著性水平{\alpha}上具有统计支持。

本论文旨在解决区块链系统中的挖矿权力分布问题，即如何量化区块链的去中心化程度，并提出一种框架来估算Nakamoto系数的统计不确定性。

论文提出了一种新的方法来估算Nakamoto系数的不确定性，并建议使用至少7天的样本窗口来聚合区块，以减小不确定性。

论文的实验结果表明，聚合区块的时间间隔对于量化区块链的去中心化程度具有重要影响，聚合时间间隔越长，不确定性越小。此外，论文还提供了可重复使用的代码和数据集。

最近的相关研究包括《On the Security and Performance of Proof of Work Blockchains》和《Measuring Decentralization in Bitcoin and Ethereum using Multiple Metrics》。