[發明專利]一種智能的純理性賄賂自私挖礦攻擊算法

在審

• 申請號: 202010599741.1
• 申請日: 2020-06-29
• 公開（公告）號: CN111698265A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 王伊蕾;蘇萬力;楊國玉;王兆杰;劉中興;李鳳銀
• 申請（專利權）人: 曲阜師范大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L12/24;G06N20/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.假設在公鏈上挖礦的收益為R_pu，在私鏈上挖礦的收益為R_pr，當攻擊者選擇IBSM時，理性礦工在公鏈上挖礦的收益為R_pu，但在私鏈上挖礦的收益就變成了R_pr+negl(n)，因為，因此，對于理性礦工來說，會偏離標準共識協議，選擇收益更大的私鏈進行工作，使公鏈上的區塊成為無效區塊，增大了攻擊者的收益；

通過Reinforcement Learning為算法建立了馬爾科夫模型，模型定義為一個四元組，其中S表示狀態集合，A表示動作集合，P表示狀態概率轉移矩陣，R是獎勵矩陣；接下來的部分將分別對M進行詳細描述：

（1）動作集合A：動作集合A表示攻擊者能夠在某一狀態時可選策略的集合：

（a）Adopt：攻擊者接受誠實鏈，丟棄私有鏈，選擇在誠實鏈的最后一個區塊上挖礦，不會造成分叉，

（b）Override：攻擊者公布私鏈區塊，當l_al_h時次動作比較合適，

（c）Match：誠實礦工發現一個新的區塊，使得誠實鏈長度和私鏈長度相等，即l_a=l_h，此時攻擊者會公布私鏈上的所有區塊，并對當前私鏈進行bribery attack，增大私鏈成為最長合法鏈的概率，

（d）Wait：攻擊者并沒有發布新的區塊， 并且繼續在私鏈上挖礦；

（2）狀態集合S：假設狀態集合中任以狀態為s=l_a,l_h，optional其中a表示公鏈長度，h表示私鏈長度，optional可以取集合（irrelevant，relevant，active）中的任一值,

（a）若當前狀態為 l_a,l_h,relevant，則前一狀態為 l_a,l_h-1, optional ，

（b）若當前狀態為l_a,l_h,irrelevant，則前一狀態為 l_a-1,l_h, optional ，

（c）若當前狀態為a,h,active，則表示當前區塊鏈網絡由于match操作分叉；

（3）狀態轉移矩陣P：在當前markov模型中，每一個狀態都是三元組，表示為l_a,l_h,optional，假設攻擊者的算力為，誠實礦工算力為，則初始狀態為1,0,irrelevant或0,1,relevant的概率為分別為和，攻擊者根據當前狀態選擇最佳動作，從而轉移到下一狀態；

（4）獎勵矩陣R：上面已經描述每個時刻的狀態表示為一個三元組l_a,l_h,optional，攻擊者在每一狀態都會選擇一個動作轉移到下一狀態，在狀態轉移時，攻擊者就會獲得相應的獎勵，假設獲得的獎勵為二元組r_la,r_lh，其中r_la表示攻擊者獲得的獎勵，r_lh表示誠實礦工獲得的獎勵。