[論文レビュー] We Know What They've Been Put Through: Revisiting High-scalability Blockchain Transactions.

Daniel Pérez, Jiahua Xu+1 more|arXiv (Cornell University)|Mar 5, 2020

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 5被引用数 1

ひとこと要約

本論文は、7か月間にわたり、EOSIO、Tezos、XRP Ledgerの3つの高スケーラビリティブロックチェーンにおける取引ワークロードを分析し、90%を超える取引がアーリーディストリビューションスパムやコンSENSUSメンテナンスなど、非経済的目的を満たしていることを明らかにした。研究では、持続的なスパム攻撃を特定し、ブロックチェーン設計が乱用されるユーザー行動に与える影響を解明し、スケーラビリティの実世界における有用性に関する仮定に疑問を呈した。

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.

研究の動機と目的

• EOSIO、Tezos、XRP Ledgerのような高スケーラビリティブロックチェーンが、実際の運用において取引スループットをどのように活用しているかを調査すること。
• 提示されたスケーラビリティの向上が、意味のある経済的または機能的取引の使用にどのように結びついているかを理解すること。
• スパムやアーリーディストリビューション駆動の取引洪水といった、ブロックチェーンの効率性とセキュリティを損なう乱用のパターンを同定すること。
• ブロックチェーンプロトコル設計が、特に価値を生まない取引を生み出す要因としてユーザー行動に与える影響を検討すること。

提案手法

• EOSIO、Tezos、XRP Ledger（XRPL）から7か月分のオンチェーン取引データを収集・分析した。
• オンチェーンメタデータと取引パターンを用いて、取引の目的（例：価値移転、コンセンサスメンテナンス、アーリーディストリビューション参加）に基づき分類した。
• 異常な取引量と低経済的価値を特徴とする、スパム攻撃を検出・特徴づけた。
• ステーキング、ガバナンス、トークン配布イベントなどのプロトコル固有のメカニズムと取引行動を関連付けた。
• トークン移転活動とネットワーク活動パターンを評価することで、取引の経済的価値を測定した。
• 各ブロックチェーンの設計的特徴を比較し、観察された取引使用パターンとユーザー行動を説明した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 EOSIO、Tezos、XRPLのような高スケーラビリティブロックチェーンにおける取引のうち、実際に価値移転に使われる割合と非経済的目的に使われる割合はそれぞれどの程度か？
• RQ2 アーリーディストリビューション、ステーキングなどのプロトコルレベルのインcentivesとメカニズムは、取引量と行動にどのように影響を与えるか？
• RQ3 コンセンサスメンテナンスやスパムなど、価値を生まない取引が、全体のスループットにどの程度寄与しているか？
• RQ4 アーリーディストリビューションスパムや長期スパム攻撃のような持続的な取引洪水は、DoSに類似した行動と特定・分類できるか？

主な発見

• EOSIOでは、現在価値のないトークンのアーリーディストリビューションによって、96%の取引が引き起こされており、これは膨大な非経済的取引量を示している。
• Tezosでは、76%の取引スループットが価値移転やアプリケーション論理のためではなく、コンセンサスの維持のためのものであった。
• XRPLでは、94%を超える取引が経済的価値を伴わず、大多数が低価値またはゼロ価値の移転であった。
• EOSIOにおける持続的なアーリーディストリビューションは、リソースを食い、生産的でない性質であるため、DoS攻撃の一種と特定された。
• XRPLでは、2か月にわたり高スループットで低価値の取引が発生するスパム攻撃が検出され、経済的有用性がなかった。
• 本研究は、ブロックチェーン設計がユーザー行動に顕著な影響を与え、しばしば価値を生む使用事例よりも非経済的取引の生成を促進していることを示した。