Original title: Incentive Strategies for Transaction-Fee Regime of Proof-of-Work Blockchains
Translated title: Incentive Strategies for Transaction-Fee Regime of Proof-of-Work Blockchains
Authors: Budinský, Rastislav ; Perešíni, Martin (referee) ; Homoliak, Ivan (advisor)
Document type: Bachelor's theses
Year: 2023
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií
Abstract: [eng] [cze]
V tejto práci sa zaoberáme tkz. undercutting útokmi v blockchainoch založených na transakčných poplatkoch (Proof-of-Work, PoW) s pravidlom voľby najdlhšieho reťazca pri vzniknutí forkov. Ďalej sa zameriame na problém kolísania výnosov z ťažby a tkz. mining gap -- teda situáciu, v ktorej okamžitá odmena z transakčných poplatkov nepokryje výdaje ťažiarov. Na zmiernenie týchto problémov navrhujeme riešenie, ktoré rozdeľuje transakčné poplat\-ky z vyťaženého bloku na dve časti -- (1) okamžitú odmenu pre ťažiara bloku a (2) vklad odoslaný do jedného alebo viacerých kontraktov na prerozdelenie poplatkov nazvaných poplatky-prerozdeľovacie kontrakty ( Fee-Redistribution Contracts\,--\,$\mathcal{FRC}$s), ktoré sú súčasťou konsenzuálneho protokolu. Tieto poplatky-prerozdeľovacie kontrakty zároveň odmeňujú minera bloku určitým zlomkom naakumulovaných prostriedkov z prichádzajúcich poplatkov za vopred stanovený čas. Toto nastavenie nám umožňuje dosiahnuť niekoľko zaujímavých vlastností, ktoré sú prospešné pre stabilnú incentívu pre minerov a bezpečnosť protokolu. S naším riešením sa zlomok \textsc{Default-Compliant} minerov, ktorí priamo nevykonávajú undercutting útok, zníži z pôvodného výsledku 66\% na 30\%. In this thesis, we review the undercutting attacks in the transaction-fee-based regime of Proof-of-Work (PoW) blockchains with the longest chain fork-choice rule. Next, we focus on the problem of fluctuations in mining revenue and the mining gap -- i.e., a situation, in which the immediate reward from transaction fees does not cover miners' expenditures. To mitigate these issues, we propose a solution that splits transaction fees from a mined block into two parts -- (1) an instant reward for the miner of a block and (2) a deposit sent to one or more Fee-Redistribution Contracts ($\mathcal{FRC}$s) that are part of the consensus protocol. At the same time, these redistribution contracts reward the miner of a block with a certain fraction of the accumulated funds of the incoming fees over a predefined time. This setting enables us to achieve several interesting properties that are beneficial for the incentive stability and security of the protocol. With our solution, the fraction of \textsc{Default-Compliant} miners who strictly do not execute undercutting attack is lowered from the state-of-the-art result of 66\% to 30\%.
Keywords: Bitcoin; blockchain; blok; mining gap; PoW; Proof-of-Work; režimy s poplatkami; undercutting útok; ťaženie; Bitcoin; block; blockchain; fee-redistribution contracts; mining; mining gap; mining revenue fluctuation; PoW; Proof-of-Work; transaction-fee regime; undercutting attack

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/210398

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-526823


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Bachelor's theses