Bitcoin's Lightning Network (LN) can be exploited as a covert, low-cost command-and-control (C&C) channel for botnets, as demonstrated by the LNBot and D-LNBot designs. However, both remain proof-of-concept prototypes evaluated only through simulation, leaving key questions about real-world topology formation, propagation complexity, and resilience to takedowns unanswered. We present LNTest, the first reusable testbed for LN-based botnets, built from Core Lightning nodes containerized with Docker over a shared Bitcoin Core regtest chain. LNTest supports three overlay topology modes (a deterministic chain, autonomous peer discovery, and user-supplied graphs), enabling controlled experiments across different botnet structures. Using LNTest, we report three main findings. First, D-LNBot's autonomous formation protocol does not produce the uniform chain from its design; instead, it creates a clustered chain in which cliques are linked by bridge nodes whose removal fragments the network. Second, command propagation scales linearly with botnet size ($Θ(n)$), not the $O(m \log n)$ previously claimed, and gains nothing from higher neighbor connectivity. Third, the overlay topology determines the effectiveness of takedown strategies: uniform-degree chains resist targeted removal but fragment under random failure, scale-free topologies show the opposite pattern, and the autonomous clustered chain is fragile under both, making it the most vulnerable of the three. LNTest is released as open source, with a script that reproduces all our experiments, to support reproducible research on LN-based botnet defenses.


翻译:比特币闪电网络(LN)可被利用作为僵尸网络的隐蔽、低成本命令与控制(C&C)通道,如LNBot和D-LNBot设计所证明。然而,两者目前仍是仅通过仿真评估的概念验证原型,关于实际拓扑形成、传播复杂性以及抗拆除能力的核心问题尚待解答。我们提出LNTest——首个基于LN的僵尸网络可复用测试平台,基于在共享的Bitcoin Core回归测试链上通过Docker容器化的Core Lightning节点构建而成。LNTest支持三种覆盖拓扑模式(确定性链、自主对等发现和用户自定义图),可针对不同僵尸网络结构开展受控实验。通过LNTest的验证,我们获得三项主要发现:第一,D-LNBot的自主形成协议并未生成其设计中的均匀链,而是形成由桥接节点连接的聚集型链结构,移除这些桥接节点会导致网络分片;第二,命令传播规模与僵尸网络规模呈线性关系(Θ(n)),而非先前声称的O(m log n),且更高的邻居连接度并未带来增益;第三,覆盖拓扑决定了拆除策略的有效性:均匀度链能抵抗定向移除但会在随机故障下分片,无标度拓扑呈现相反模式,而自主聚集型链在两种策略下均表现脆弱,成为三种拓扑中最易受损的结构。LNTest已作为开源项目发布,并附带可复现所有实验的脚本,旨在支持基于LN的僵尸网络防御可重复研究。

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