[論文レビュー] On The Longest Chain Rule and Programmed Self-Destruction of Crypto Currencies

Nicolas T. Courtois|arXiv (Cornell University)|May 2, 2014

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 5被引用数 44

ひとこと要約

この論文は、長鎖ルールおよび通貨政策設計における深刻な欠陥を暴露することで、ビットコインおよびアルトコインのセキュリティと持続可能性に挑戦する。現在のシステムはタイムスタンピングの欠如と不十分な検出メカニズムにより、二重支出攻撃に対して脆弱であり、取引タイミングとピアの承認を活用することでセキュリティとネットワークの中立性を向上させ、巨額のハッシュパワー依存を低減すべきだと主張する。

ABSTRACT

In this paper we revisit some major orthodoxies which lie at the heart of the bitcoin crypto currency and its numerous clones. In particular we look at The Longest Chain Rule, the monetary supply policies and the exact mechanisms which implement them. We claim that these built-in properties are not as brilliant as they are sometimes claimed. A closer examination reveals that they are closer to being... engineering mistakes which other crypto currencies have copied rather blindly. More precisely we show that the capacity of current crypto currencies to resist double spending attacks is poor and most current crypto currencies are highly vulnerable. Satoshi did not implement a timestamp for bitcoin transactions and the bitcoin software does not attempt to monitor double spending events. As a result major attacks involving hundreds of millions of dollars can occur and would not even be recorded. Hundreds of millions have been invested to pay for ASIC hashing infrastructure yet insufficient attention was paid to network neutrality and to insure that the protection layer it promises is effective and cannot be abused. In this paper we develop a theory of Programmed Self-Destruction of crypto currencies. We observe that most crypto currencies have mandated abrupt and sudden transitions. These affect their hash rate and therefore their protection against double spending attacks which we do not limit the to the notion of 51% attacks which is highly misleading. In addition we show that smaller bitcoin competitors are substantially more vulnerable. In addition to small hash rate, many bitcoin competitors mandate incredibly important adjustments in miner reward. We exhibit examples of 'alt-coins' which validate our theory and for which the process of programmed decline and rapid self-destruction has clearly already started.

研究の動機と目的

• ビットコインの長鎖ルールにおけるセキュリティ上の欠陥を分析し、二重支出攻撃に対する耐性に与える影響を検討すること。
• 現在の暗号通貨設計、特にアルトコインが、急激な通貨政策の移行によってプログラム可能な自己破壊に陥りやすい理由を暴露すること。
• 高いハッシュパワーがセキュリティにとって必要でも十分でもないことを主張し、現在のシステムが二重支出攻撃を効果的に検出または防止できないこと。
• 時間的要因とピアの承認を組み込んだ新しい取引検証フレームワークを提唱することで、ネットワークの中立性とセキュリティを向上させること。

提案手法

• 論文は、取引のタイムスタンピングの欠如とソフトウェアスタック内での二重支出監視の不在に焦点を当て、ビットコインおよびアルトコインプロトコルを分析する。
• 急速かつ事前にプログラムされた通貨移行がマイナー報酬とネットワークセキュリティに与える影響をモデル化し、このようなメカニズムが自己破壊的ダイナミクスを引き起こすことを示す。
• 取引のタイミングを合意形成の意思決定に統合する提案を行い、時間の経過とともに二重支出攻撃をより困難にするだろうと主張する。
• より多くのピアがネットワークに参加するよう促す新しいインセンティブを提唱し、マイナーの集中化と裁量的権限を低減する。
• ビットコインの1000倍のハッシュパワー増加と、ドージェコインやライトコインなどのアルトコインの例を用いて、系統的なリスクを提示する。
• 暗号通貨の「プログラム可能な自己破壊」の理論的枠組みを提唱し、構造的欠陥が予測可能な衰退を引き起こすことを示す。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 なぜ現在の暗号通貨、特にアルトコインは巨額のハッシュパワー投資にもかかわらず、二重支出攻撃に対して極めて脆弱なのか？
• RQ2 ビットコインのソフトウェアに取引タイムスタンピングの欠如と、二重支出の積極的検出機能の不在があることで、ネットワークセキュリティがどのように損なわれるのか？
• RQ3 アルトコインにおける急激な通貨政策移行が、その衰退をどれほど加速させ、攻撃に対する脆弱性を増大させるのか？
• RQ4 取引のタイミングとピアの承認を用いることで、セキュリティを向上させ、過剰なハッシュパワー依存を低減できるのか？
• RQ5 なぜビットコインは構造的欠陥があるにもかかわらず、構造的欠陥によって滅びる小規模な競合企業よりも優位な立場を維持しているのか？

主な発見

• ビットコインのソフトウェアは二重支出イベントを監視または記録していないため、数億ドル規模の攻撃が検出されないまま放置される可能性がある。
• ビットコインのマイニングハッシュレートが12か月間で1000倍に増加したが、 flawed な合意形成メカニズムのため、二重支出耐性は向上していない。
• ドージェコインのような小規模なアルトコインは、急速かつ事前にプログラムされた通貨移行のため、単一マイナーによる二重支出攻撃に対して極めて脆弱である。
• 多くのアルトコインが移行スケジュールを加速させ、『ポンプアンドダンプ』スキームやプログラム可能な自己破壊の標的になりやすい。
• 現在の設計により、ビットコインは優位な独占的優位性を有しているが、これは優れたセキュリティのおかげではなく、競合がその flawed なメカニズムを理解せぬまま模倣しているためである。
• 論文は、巨額のハッシュインfraストラクチャが安全なデジタル通貨運用に必要でも十分でもないことを結論づけ、より良い時間ベースの検証が不可欠であると主張する。