Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad hossein Manshaei
محمدحسین منشئی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Maryam Abbasi
مریم عباسی هفشجانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1397
Algorand is a public blockchain that uses the proof of stack. It has a throughput of 750 MB of transactions per hour, which is 125 times that of Bitcoin's throughput. Algorand also solved the probabilistic finality of transactions and the blockchain forks by introducing the final and tentative consensus. The security and performance of Algorand depend on the participation of all its nodes. However, they are intelligent entities and may behave selfishly and do not cooperate to increase their benefit. Like other blockchains, Algorand uses rewards to encourage nodes to participate. This reward is distributed among all online nodes regardless of their role. Another incentive that blockchain nodes receive is transaction fees. After the block reward reaches zero, the nodes are rewarded by transaction fees. Also, Transaction fees are necessary to encourage the nodes to validate the transactions. Therefore, the amount of fee and distribution mechanism is significant for the blockchain's security and growth. The Algorand foundation does not pay transaction fees to nodes and stores them for the future. This drives selfish proposers not to validate transactions and generate empty blocks. To solve this problem, we create a perfectly competitive market for Algorand block space and obtain the optimal transaction fee and block size using the variable distribution method. We also provide an algorithm for optimizing َAlgorand consensus protocol costs, which helps it work with the least number of online nodes. In addition to the amount of reward and the method of providing it, the reward distribution mechanism is also important. This reward should be shared between the participating nodes based on their role. In addition to participating in the consensus, Algorand nodes are also responsible for validating messages and distributing them on the network. Blocks involve many transactions, so block validation is more expensive than other roles. For this reason, relay nodes may not do their role. We show that these nodes' selfish behavior increases the vulnerability of Algorand to Sybil attack; To solve this problem, we design a mechanism for identifying and punishing selfish relay nodes.
الگورند یک بلاک‌چین عمومی است که از سازوکار اثبات سهام استفاده می‌کند. توان‌عملیاتی الگورند 750 تراکنش در ساعت یعنی 125 برابر توان عملیاتی بیت‌کوین است. همچنین الگورند با معرفی اجماع قطعی و موقت، مسئله‌ی قطعیت احتمالی تراکنش‌ها و ایجاد شاخه در بلاک‌چین را حل کرده‌است. با این وجود امنیت و کارایی الگورند به مشارکت تمامی گره‌های آن وابسته است. اما این گره‌ها موجودیت‌های هوشمند هستند و ممکن است برای افزایش منفعت خود به صورت خودخواهانه عمل کرده و وظایف خود را انجام ندهند. مانند سایر بلاک‌چین‌ها الگورند برای تشویق گره‌ها به مشارکت، پاداشی به عنوان پاداش بلاک درنظر گرفته است. این پاداش بین تمام گره‌های آنلاین صرف نظر از نقشی که داشته‌اند تقسیم می‌شود. دسته‌ی دیگر از مشوق‌ها که به گره‌های بلاکچین پرداخت می‌شود، کارمزد تراکنش است. پس از حذف پاداش بلاک، پاداش گره‌ها از کارمزد تراکنش تأمین می‌شود همچنین کارمزد تراکنش برای تشویق گره‌ها به بررسی تراکنش‌ها ضروری است. بنابراین مقدار و نحوه‌ی توزیع کارمزد اهمیت زیادی برای امنیت و گسترش بلاک‌چین دارد. بنیاد الگورند کارمزد تراکنش‌ها را به گره‌ها پرداخت نکرده و آن‌ها را برای استفاده در آینده ذخیره می‌کند. این امر سبب می‌شود گره‌های پیشنهاددهنده‌ی بلاک خودخواه، تراکنش‌ها را بررسی نکرده و همواره بلاک خالی تولید کنند. ما برای حل این مسئله یک بازار با رقابت کامل برای فضای بلاک‌های الگورند تشکیل داده و با به کارگیری روش توزیع کارمزد متغیر، مقدار بهینه‌ی کارمزد تراکنش و حجم بلاک را به‌دست می‌آوریم. همچنین ما الگوریتمی برای بهینه‌سازی هزینه‌های الگورند ارائه می‌دهیم که به الگورند کمک می‌کند با کمترین گره‌ی آنلاین به کار خود ادامه دهد. علاوه بر مقدار پاداش گره‌ها و نحوه‌ی تأمین آن، روش‌ توزیع آن بین گره‌های مشارکت کننده نیز اهمیت بسیاری دارد. این پاداش باید بین گره‌های مشارکت کننده و بر اساس نقششان تقسیم شود. گره‌های الگورند علاوه بر مشارکت در اجماع وظیفه‌ی اعتبارسنجی پیام‌ها و انتشار آن‌ها در شبکه را نیز بر عهده دارند. بررسی بلاک‌‌ها که شامل تعداد زیادی تراکنش هستند، نسبت به سایر نقش‌ها هزینه‌ی قابل توجه‌ای دارد. به همین دلیل گره‌های بازپحش ممکن است این وظیفه را انجام ندهند. ما نشان می‌دهیم عملکرد خودخواهانه‌ی این گره‌ها سبب افزایش آسیب‌پذیری الگورند به حمله‌ی سیبیل می‌شود؛ سپس برای حل این مسئله سازوکاری برای شناسایی و مجازات گره‌های بازپخش خودخواه ارائه می‌دهیم.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی