## 소개
최근 몇 년 동안 지분 증명(PoS) 시스템은 에너지 효율성과 보안성으로 인해 기존 작업 증명(PoW) 시스템에 대한 인기 있는 대안이 되었습니다. 그러나 이러한 장점에도 불구하고 PoS 시스템은 특정 취약성에 노출되어 있으며, 그 중 하나는 Grinding Attack 또는 사전 계산 공격으로 알려진 공격입니다. 이 글에서는 이 공격의 특성, PoS 시스템에 미치는 영향, 이를 방지하기 위한 가능한 방법을 살펴보겠습니다.
## 자연 분쇄 공격
Grinding Attack은 PoS 시스템 구현에 특화된 문제입니다. 이 공격의 주요 본질은 슬롯 리더 선택 프로세스를 조작하는 것입니다. 기존 PoS 시스템에서 슬롯 리더 선택은 종종 결정적 알고리즘에 따라 수행되므로 프로세스에서 무작위성이 부족할 수 있습니다. 충분한 리소스를 갖춘 공격자는 이러한 무작위성 부족을 사용하여 후속 블록에서 자신의 선거 빈도를 조작할 수 있습니다.
### 공격 메커니즘
1. 무작위성 없음: 대부분의 PoS 시스템에서 슬롯 리더 선택은 검증자 잔액이나 이전 블록의 해시와 같은 이전에 알려진 매개변수를 기반으로 합니다.
2. 선택 프로세스 조작: 공격자는 자신의 리소스를 사용하여 가능한 옵션을 미리 계산하고 자신에게 가장 수익성이 높은 옵션을 선택할 수 있습니다.
3. 선거 빈도 증가: 공격자는 선거 프로세스를 조작하여 슬롯 리더로서의 선거 빈도를 크게 높여 새로운 블록 생성을 제어하고 전체 네트워크에 영향을 미칠 수 있습니다.
## PoS 시스템에 미치는 영향
Grinding Attack은 PoS 시스템에 심각한 결과를 초래할 수 있습니다.
– 중앙집중화: 단일 검증자를 선출하는 빈도를 늘리면 네트워크가 중앙집중화될 수 있으며, 이는 분산화의 기본 원칙에 어긋납니다.
– 보안 감소: 슬롯 리더 선출 프로세스를 조작하면 네트워크의 전반적인 보안이 약해져 다른 유형의 공격에 더 취약해집니다.
– 신뢰 상실: 사용자는 슬롯 리더 선택 프로세스가 조작될 수 있다는 사실을 알게 되면 시스템에 대한 신뢰를 잃을 수 있습니다.
## 예방법
그라인딩 공격을 방지하려면 슬롯 리더 선택 프로세스를 변경하여 무작위 요소를 추가하고 이 프로세스에 대한 검증자의 영향을 최소화해야 합니다.
### 무작위성 소개
Grinding Attack을 방지하는 가장 효과적인 방법 중 하나는 슬롯 리더 선택 프로세스에 무작위성을 도입하는 것입니다. 이는 다음과 같은 방법으로 수행할 수 있습니다.
– 난수 사용: 난수를 슬롯 리더 선택 알고리즘에 통합하면 가능한 옵션을 미리 계산하는 것이 훨씬 더 어려워질 수 있습니다.
– 동적으로 변경되는 매개변수: 슬롯 리더를 선택하는 데 사용되는 매개변수를 주기적으로 변경하면 선택 프로세스를 조작하기 어려울 수 있습니다.
### 검증인의 영향력 최소화
슬롯 리더 선택 프로세스에 대한 검증자의 영향을 최소화하기 위해 다음과 같은 접근 방식을 사용할 수 있습니다.
– 선택 프로세스의 분산화: 여러 독립적인 네트워크 참가자에게 슬롯 리더 선택 프로세스를 분산하면 조작 가능성을 줄일 수 있습니다.
– 투명성 및 감사: 선택 프로세스를 투명하고 감사 가능하게 만들면 시스템에 대한 사용자의 신뢰도를 높이고 조작을 더욱 어렵게 만들 수 있습니다.
## 추천사항
PoS 시스템에서 거래의 보안을 보장하기 위해 충분한 수의 블록에 의해 확인된 후에만 지불을 완료하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 조작 위험이 줄어들고 전체 네트워크 보안이 향상됩니다.
## 결론
Grinding Attack은 지분 증명 시스템에 심각한 위협이지만, 슬롯 리더 선택 프로세스에 무작위성을 도입하고 이 프로세스에 대한 검증자의 영향을 최소화함으로써 효과적으로 예방할 수 있습니다. 충분한 수의 블록이 확인되면 결제를 완료하기 위한 모범 사례를 따르는 것도 거래 보안을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 이러한 조치를 구현하면 PoS 시스템의 분산화 및 보안이 유지되어 공격에 대한 저항력이 보장됩니다.
## 연결
지분 증명 프로토콜에 대한 장거리 공격에 대한 연구: IEEE Xplore
