[论文解读] 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 1

一句话总结

本文分析了七个月内EOSIO、Tezos和XRP Ledger三款高可扩展性区块链的交易工作负载，发现超过90%的交易用于非经济目的，例如空投垃圾信息或共识维护。研究识别出持续的垃圾信息攻击，并揭示了区块链设计如何影响滥用用户行为，挑战了关于可扩展性在现实世界中实用性的假设。

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.

研究动机与目标

• 调查像EOSIO、Tezos和XRP Ledger这样的高可扩展性区块链在实际中如何使用其交易吞吐量。
• 理解所宣称的可扩展性改进是否转化为有意义的经济或功能型交易使用。
• 识别诸如垃圾信息或空投驱动的交易洪峰等滥用模式，这些模式会损害区块链的效率和安全性。
• 研究区块链协议设计如何影响用户行为，特别是生成非增值交易的行为。

提出的方法

• 收集并分析了七个月内来自EOSIO、Tezos和XRP Ledger（XRPL）的链上交易数据。
• 基于交易目的（例如价值转移、共识维护、空投参与）对交易进行分类，使用链上元数据和交易模式。
• 通过检测异常的交易量和每笔交易的低经济价值，识别并表征垃圾信息攻击。
• 将交易行为与协议特定机制（如质押、治理和代币分发事件）相关联。
• 通过评估代币转账活动和网络活动模式，评估交易的经济价值。
• 对比各区块链的设计特性，以解释观察到的交易使用模式和用户行为。

实验结果

研究问题

• RQ1 在EOSIO、Tezos和XRPL等高可扩展性区块链上，用于实际价值转移的交易占多大比例，而非经济目的的交易占多大比例？
• RQ2 协议级别的激励机制（如空投、质押）如何影响交易量和行为？
• RQ3 非增值交易（如用于共识维护或垃圾信息的交易）在整体吞吐量中占多大程度？
• RQ4 是否可以将持续的交易洪峰（如空投垃圾信息或长期垃圾信息攻击）识别并归类为类似DoS的攻击行为？

主要发现

• 在EOSIO上，96%的交易是由当前无价值的代币空投触发的，表明存在大规模的非经济交易量。
• 在Tezos上，76%的交易吞吐量用于共识维护，而非价值转移或应用逻辑。
• 在XRPL上，超过94%的交易不携带任何经济价值，其中大多数为低价值或零价值转账。
• 在EOSIO上识别出一种持续的空投，因其资源密集且无生产性，被认定为一种DoS攻击。
• 在XRPL上检测到一次持续两个月的垃圾信息攻击，其特征为高数量、低价值的交易，且无任何经济效用。
• 本研究证明，区块链设计显著影响用户行为，常常激励用户生成非经济交易，而非增值的使用场景。