Incentive Strategies for Transaction-Fee Regime of Proof-of-Work Blockchains
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií
Abstract
V tejto práci sa zaoberáme tkz. undercutting útokmi v blockchainoch založených na transakčných poplatkoch (Proof-of-Work, PoW) s pravidlom voľby najdlhšieho reťazca pri vzniknutí forkov. Ďalej sa zameriame na problém kolísania výnosov z ťažby a tkz. mining gap -- teda situáciu, v ktorej okamžitá odmena z transakčných poplatkov nepokryje výdaje ťažiarov. Na zmiernenie týchto problémov navrhujeme riešenie, ktoré rozdeľuje transakčné poplat\-ky z vyťaženého bloku na dve časti -- (1) okamžitú odmenu pre ťažiara bloku a (2) vklad odoslaný do jedného alebo viacerých kontraktov na prerozdelenie poplatkov nazvaných poplatky-prerozdeľovacie kontrakty ( Fee-Redistribution Contracts\,--\,$\mathcal{FRC}$s), ktoré sú súčasťou konsenzuálneho protokolu. Tieto poplatky-prerozdeľovacie kontrakty zároveň odmeňujú minera bloku určitým zlomkom naakumulovaných prostriedkov z prichádzajúcich poplatkov za vopred stanovený čas. Toto nastavenie nám umožňuje dosiahnuť niekoľko zaujímavých vlastností, ktoré sú prospešné pre stabilnú incentívu pre minerov a bezpečnosť protokolu. S naším riešením sa zlomok \textsc{Default-Compliant} minerov, ktorí priamo nevykonávajú undercutting útok, zníži z pôvodného výsledku 66\% na 30\%.
In this thesis, we review the undercutting attacks in the transaction-fee-based regime of Proof-of-Work (PoW) blockchains with the longest chain fork-choice rule. Next, we focus on the problem of fluctuations in mining revenue and the mining gap -- i.e., a situation, in which the immediate reward from transaction fees does not cover miners' expenditures. To mitigate these issues, we propose a solution that splits transaction fees from a mined block into two parts -- (1) an instant reward for the miner of a block and (2) a deposit sent to one or more Fee-Redistribution Contracts ($\mathcal{FRC}$s) that are part of the consensus protocol. At the same time, these redistribution contracts reward the miner of a block with a certain fraction of the accumulated funds of the incoming fees over a predefined time. This setting enables us to achieve several interesting properties that are beneficial for the incentive stability and security of the protocol. With our solution, the fraction of \textsc{Default-Compliant} miners who strictly do not execute undercutting attack is lowered from the state-of-the-art result of 66\% to 30\%.
In this thesis, we review the undercutting attacks in the transaction-fee-based regime of Proof-of-Work (PoW) blockchains with the longest chain fork-choice rule. Next, we focus on the problem of fluctuations in mining revenue and the mining gap -- i.e., a situation, in which the immediate reward from transaction fees does not cover miners' expenditures. To mitigate these issues, we propose a solution that splits transaction fees from a mined block into two parts -- (1) an instant reward for the miner of a block and (2) a deposit sent to one or more Fee-Redistribution Contracts ($\mathcal{FRC}$s) that are part of the consensus protocol. At the same time, these redistribution contracts reward the miner of a block with a certain fraction of the accumulated funds of the incoming fees over a predefined time. This setting enables us to achieve several interesting properties that are beneficial for the incentive stability and security of the protocol. With our solution, the fraction of \textsc{Default-Compliant} miners who strictly do not execute undercutting attack is lowered from the state-of-the-art result of 66\% to 30\%.
Description
Citation
BUDINSKÝ, R. Incentive Strategies for Transaction-Fee Regime of Proof-of-Work Blockchains [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií. 2023.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Informační technologie
Comittee
doc. Ing. Vladimír Janoušek, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Lukáš Burget, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jan M. Honzík, CSc. (člen)
Ing. Vojtěch Mrázek, Ph.D. (člen)
Ing. Radek Kočí, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2023-06-13
Defence
Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Student následně odpověděl na otázky oponenta a na další otázky přítomných, např. ohledně motivace projektu samotného a publikování výsledků práce na odborné konferenci. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm výborně / A.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení