[논문 리뷰] We Know What They've Been Put Through: Revisiting High-scalability Blockchain Transactions.

Daniel Pérez, Jiahua Xu외 1명|arXiv (Cornell University)|2020. 03. 05.

Blockchain Technology Applications and Security참고 문헌 5인용 수 1

한 줄 요약

이 논문은 7개월 간 EOSIO, Tezos, XRP Ledger의 세 개의 고스케일 블록체인에서의 거래 워크로드를 분석하여, 90퍼센트 이상의 거래가 에어드롭 스팸 또는 합의 유지와 같은 비경제적 목적을 위해 사용된다는 것을 밝혀냈다. 연구는 지속적인 스팸 공격을 규명하고, 블록체인 설계가 악성 사용자 행동에 어떻게 영향을 주는지 분석하여, 확장성의 실제 활용 가능성을 뒤집는 가정을 도전한다.

ABSTRACT

Scalability has been a bottleneck for major blockchains such as Bitcoin and Ethereum. Despite the significantly improved scalability claimed by several high--profile blockchain projects, there has been little effort to understand how their transactional throughput is being used. In this paper, we examine recent network traffic of three major high-scalability blockchains--EOSIO, Tezos and XRP Ledger (XRPL)--over a period of seven months. Our analysis reveals that only a small fraction of the transactions are used for value transfer purposes. In particular, 96% of the transactions on EOSIO were triggered by the airdrop of a currently valueless token; on Tezos, 76% of throughput was used for maintaining consensus; and over 94% of transactions on XRPL carried no economic value. We also identify a persisting airdrop on EOSIO as a DoS attack and detect a two-month-long spam attack on XRPL. The paper explores the different designs of the three blockchains and sheds light on how they could shape user behavior.

연구 동기 및 목표

• EOSIO, Tezos, XRP Ledger와 같은 고스케일 블록체인이 실제로 거래 처리 능력을 어떻게 활용하는지 조사하기 위해.
• 선언된 확장성 향상이 실질적인 경제적 또는 기능적 거래 사용으로 이어지는지 이해하기 위해.
• 스팸 또는 에어드롭 유도 거래 폭주와 같은 남용 패턴을 규명하여 블록체인의 효율성과 보안을 약화시키는 원인을 밝히기 위해.
• 특히 가치를 추가하지 않는 거래를 유도하는 블록체인 프로토콜 설계가 사용자 행동에 어떻게 영향을 주는지 분석하기 위해.

제안 방법

• EOSIO, Tezos, XRP Ledger (XRPL)에서 7개월 간의 블록체인 거래 데이터를 수집하고 분석하였다.
• 온체인 메타데이터와 거래 패턴을 활용하여 거래의 목적(예: 가치 이전, 합의 유지, 에어드롭 참여 등)에 따라 분류하였다.
• 이상적인 거래량과 낮은 경제적 가치를 가진 거래를 탐지하여 스팸 공격를 식별하고 특성화하였다.
• 스테이킹, 거버넌스, 토큰 배포 이벤트와 같은 프로토콜 고유 메커니즘과 거래 행동을 연관 분석하였다.
• 토큰 이체 활동과 네트워크 활동 패턴을 평가하여 거래의 경제적 가치를 평가하였다.
• 각 블록체인의 설계 특징을 비교하여 관찰된 거래 사용 패턴과 사용자 행동을 설명하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 EOSIO, Tezos, XRPL과 같은 고스케일 블록체인에서 얼마나 많은 비율의 거래가 실제 가치 이전을 위한 것인지, 비경제적 목적을 위한 것인지?
• RQ2 에어드롭, 스테이킹 등의 프로토콜 수준의 인cent라이브 및 메커니즘이 거래량과 행동에 어떻게 영향을 주는가?
• RQ3 합의 유지나 스팸과 같은 가치를 추가하지 않는 거래가 전체 처리 능력에 얼마나 기여하는가?
• RQ4 에어드롭 스팸이나 장기 스팸 공격과 같은 지속적인 거래 폭주가 DoS 유사 행동으로 식별되고 분류될 수 있는가?

주요 결과

• EOSIO에서는 96퍼센트의 거래가 현재 가치가 없는 토큰의 에어드롭으로 인해 유발되었으며, 이는 막대한 비경제적 거래량을 시사한다.
• Tezos에서는 거래 처리 능력의 76퍼센트가 가치 이전이나 애플리케이션 로직이 아닌 합의 유지에 사용되었다.
• XRPL에서는 94퍼센트 이상의 거래가 경제적 가치를 지니지 않았으며, 대부분의 거래가 저가치 또는 0가치 이체였다.
• EOSIO에서 지속적인 에어드롭 공격는 자원을 집중적으로 소비하고 생산적이지 않아 DoS 공격의 한 형태로 간주되었다.
• XRPL에서는 2개월에 걸친 스팸 공격가 감지되었으며, 이는 고량의 저가치 거래로 구성되었고 경제적 유용성이 없었다.
• 이 연구는 블록체인 설계가 사용자 행동에 상당한 영향을 미치며, 가치를 추가하는 사용 사례보다는 비경제적 거래 생성을 유도하는 경향이 있음을 입증하였다.