イーサリアムのアシンメトリックなメンプールDoSを定義し、saferAdで防ぐ

Core Concepts

メンプールにおけるアシンメトリックなDDoSを2つの抽象的な攻撃パラダイムに基づいて定義し、それらに対して安全性を証明した上で、SAFERADという安全なメンプール設計を提案する。

Abstract

本論文では、イーサリアムのメンプールにおけるアシンメトリックなDDoS攻撃に対する安全性を定義し、それを実現する安全なメンプール設計を提案している。
具体的には以下の通り:

メンプールにおけるアシンメトリックなDDoS攻撃を2つの抽象的なパラダイム、すなわち「退出ベースの攻撃」と「ロックベースの攻撃」として定式化し、それぞれに対する安全性の定義を提示した。

提案するSAFERADフレームワークは、これら2つの攻撃パラダイムに対する安全性を証明している。具体的には、ロックベースの攻撃に対する被害の上限と、退出ベースの攻撃に対する攻撃コストの下限を保証している。

SAFERADのプロトタイプをGethに実装し、実際のイーサリアムのトランザクションデータを用いて評価を行った。その結果、SAFERADはバリデータの収益に0.6%未満の変化しか与えず、レイテンシーにも2.10%未満の影響しか与えないことが示された。

Stats

最小手数料が初期状態の最小手数料以上になる
拒否されたトランザクションの手数料が初期状態の最小手数料以下になる

Quotes

なし

Key Insights Distilled From

Defining and Preventing Asymmetric Mempool DoS in Ethereum with saferAd

by Wanning Ding... at arxiv.org 05-07-2024

https://arxiv.org/pdf/2309.11721.pdf

Deeper Inquiries

提案されたSAFERADフレームワーク以外の安全なメンプール設計はあるか

SAFERADフレームワーク以外にも、メンプールの安全性を向上させるための設計が存在します。例えば、トランザクションの受け入れ基準を厳格化し、不正なトランザクションを拒否することでメンプールのセキュリティを向上させる方法が考えられます。また、トランザクションの優先順位付けや特定の条件を満たすトランザクションのみを受け入れるようなカスタムポリシーの実装も安全性を高める手段として考えられます。

SAFERADの安全性定義では考慮されていない攻撃パターンはないか

SAFERADの安全性定義では、主にeviction-およびlocking-based attacksに焦点が当てられていますが、他の攻撃パターンも考慮されるべきです。例えば、transaction spammingやnetwork congestionによる攻撃など、さまざまな攻撃パターンが存在します。これらの攻撃パターンも考慮に入れて、より包括的な安全性定義を策定する必要があります。

メンプールの安全性を高めることと、トランザクションの処理性能のトレードオフはどのように考えるべきか

メンプールの安全性を高めることとトランザクションの処理性能のトレードオフは重要なバランスです。安全性を高めるためには、厳格な検証やポリシーの実装が必要ですが、これが処理性能に影響を与える可能性があります。したがって、安全性と性能の両方を考慮しながら、最適なバランスを見つけることが重要です。効率的なアルゴリズムや最適化手法の導入、リソースの適切な管理などが、安全性と性能のトレードオフを最小限に抑えるためのアプローチとなります。安全性を犠牲にすることなく、性能を向上させるための継続的な改善が求められます。