计算机工程

作者：倪雪莉, 马卓, 王群

单位：1. 江苏警官学院计算机信息与网络安全系, 江苏 南京 2100312. 江苏省电子数据取证分析工程研究中心, 江苏 南京 2100313. 南京信息工程大学计算机学院、网络空间安全学院, 江苏 南京 210044

关键词：区块链,对等网络,矿池网络,共识机制,网络攻击

基金：国家自然科学基金(62272203); 江苏省市场监督管理局科技计划项目(KJ21125027)

区块链网络是构建在TCP/IP体系之上的一类覆盖网络，在不依赖可信中心服务节点和可信信道的前提下，为分布式环境中互不信任的节点之间就账本数据达成一致性提供通信保障。随着区块链挖矿技术的发展，尤其是基于ASIC、GPU等硬件的工作量证明共识挖矿技术在比特币（BTC）、以太坊（ETH）、莱特币等主流加密货币中的应用，支撑矿池挖矿方式的矿池网络引起了研究者的广泛关注，因此归纳并总结区块链矿池网络及其安全方面的研究成果对于追踪区块链技术研究进展和拓展区块链应用范围具有重要价值。首先，结合传统对等（P2P）网络组网模式，针对BTC、ETH和超级账本等典型应用场景，梳理区块链P2P网络运行机制和特点。然后，介绍矿池、矿场以及矿池网络概念，分析矿池网络的组成要素以及GetWork、GetBlockTemplate和Stratum典型矿池网络协议的工作原理。接着，重点讨论针对矿池网络的自私挖矿、跳池、扣块、空块等典型攻击方式的实现过程，并提出相应的防范方法。最后，对矿池网络的未来发展方向进行展望。

来源：2024年第1期

《计算机工程》期刊编辑部

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