CSMA/CA网络协议的无线区块链安全性研究

摘要

传统区块链的设计主要面向稳定且传输速率较高的有线通信环境,现有绝大部分的区块链研究都认为通信信道是完美的。随着无线接入网架构的不断演进,以数据验证为基础的区块链势必要考虑无线通信技术的影响。以基于CSMA/CA网络协议的无线局域网为例,节点在无线区块链中广播交易必须遵循MAC规则来竞争无线信道。尤为注意的是,无线信道的频谱资源是极为有限的,那么无线通信协议对交易验证过程的影响会非常显著,同时它也可能成为区块链安全性的瓶颈。该文着力于研究MAC机制中广泛使用的CSMA/CA网络协议对双花攻击进程的影响,利用马尔可夫模型和微积分理论,求解出双花攻击成功的概率。实验结果表明,CSMA/CA网络协议在一定程度上抑制了攻击者的算力,从而降低双花攻击成功的概率,间接地保障了无线区块链的安全。