Testování bezpečnosti a výkonu Proof-of-Stake Protokolů pomocí simulace

Abstract

Cieľom tejto práce je analýza bezpečnosti a výkonnosti troch Proof-of-Stake konsenzus protokolov pre blockchain (Harmony, Solana a Ouroboros). Pre tento účel je v rámci práce vytvorený simulačný nástroj, ktorý s týmito protokolmi experimentuje. Súčasťou riešenia je aj porovnanie aktuálne dostupných simulátorov blockchainu. Výsledky simulácie ukazujú, že všetky tri protokoly môžu fungovať efektívne aj v rozsiahlych sieťach. Z hľadiska bezpečnosti simulácia poukazuje na zraniteľnosť v podobe DoS útoku. Na základe zistených výsledkov boli navrhnuté modifikácie protokolov, ktoré spomínanú bezpečnostnú zraniteľnosť minimalizujú. Vytvorený simulátor je voľne dostupný a určený pre potenciálny ďalší výskum podobných konsenzus protokolov.

This work aims to analyze the security and performance of three Proof-of-Stake consensus protocols for blockchain (Harmony, Solana and Ouroboros). For this purpose, a simulation tool is created, which experiments with these protocols. The solution also includes a comparison of currently available blockchain simulators. The simulation results show that all three protocols can work efficiently even in large networks. In terms of security, the simulation points to a vulnerability in the form of a DoS attack. Based on the results, modifications to the protocols were proposed that minimize the mentioned security vulnerability. The created simulator is freely available and intended for potential further research of similar consensus protocols.