＃＃ 介绍
近年来，权益证明 (PoS) 系统因其能源效率和安全性而成为传统工作量证明 (PoW) 系统的流行替代方案。然而，尽管 PoS 系统具有诸多优势，但它也存在某些漏洞，其中之一就是所谓的“研磨攻击”或预计算攻击。在本文中，我们将研究这种攻击的性质、它对 PoS 系统的影响以及可能的预防方法。
## 自然碾磨攻击
Grinding Attack 是特定于 PoS 系统实现的问题。攻击的主要本质是操纵 slot 领导者的选择过程。在传统的 PoS 系统中，slot 领导者的选择通常基于确定性算法进行，这会导致该过程缺乏随机性。拥有足够资源的攻击者可以利用这种随机性的缺乏来操纵其在后续区块中的当选频率。
### 攻击机制
1. 没有随机性：在大多数 PoS 系统中，时隙领导者的选择基于先前已知的参数，例如验证器余额或前一个块的哈希值。
2. 操纵选择过程：攻击者可以利用其资源预先计算可能的选项，并为自己选择最有利可图的选项。
3. 增加选举频率：通过操纵选举过程，攻击者可以显著增加其当选为时隙领导者的频率，从而使他能够控制新区块的创建，从而影响整个网络。
## 对 PoS 系统的影响
研磨攻击可能会对 PoS 系统造成严重后果：
– 中心化：增加选举单个验证者的频率会导致网络中心化，这违背了去中心化的基本原则。
– 降低安全性：操纵 slot 领导者选举过程会降低网络的整体安全性，使其更容易受到其他类型的攻击。
– 失去信任：如果用户意识到 slot 领导者选择过程可以被操纵，他们可能会对系统失去信任。
## 预防方法
为了防止 Grinding Attack，有必要对 slot 领导者选择过程进行更改，赋予其随机性并尽量减少验证者对此过程的影响。
### 引入随机性
防止 Grinding Attack 的最有效方法之一是将随机性引入 slot 领导者选择过程。这可以通过以下方式实现：
– 使用随机数：将随机数纳入时隙领导者选择算法可能会使预先计算可能的选项变得更加困难。
– 动态变化的参数：定期更改用于选择时隙领导者的参数可能会使选择过程难以操纵。
### 最小化验证者的影响
为了最大限度地减少验证者对 slot 领导者选择过程的影响，可以使用以下方法：
– 选择过程的去中心化：将时隙领导者选择过程分配给几个独立的网络参与者，可以降低操纵的可能性。
– 透明度和审计：使选择过程透明且可审计可以增加用户对系统的信心，并使操纵更加困难。
## 建议
为了保证 PoS 系统交易的安全，建议在足够数量的区块确认后才完成支付，以降低操纵风险，提高网络整体安全性。
＃＃ 结论
磨合攻击是对权益证明系统的一个严重威胁，但可以通过在 slot 领导者选择过程中引入随机性并尽量减少验证者对此过程的影响来有效防止这种攻击。遵循在足够数量的区块确认后完成付款的最佳实践也有助于提高交易安全性。这些措施的实施将保持 PoS 系统的去中心化和安全性，确保其对攻击的抵抗力。
链接
对权益证明协议的远程攻击的研究： IEEE Xplore
