Bitcoin's design promises resilience through decentralization, yet the physical infrastructure supporting the network creates hidden dependencies. We present the first longitudinal study of Bitcoin's resilience to submarine cable failures, using 11 years of P2P network data (2014--2025) and 68 verified cable fault events. Applying a Buldyrev-style cascade model at country level, we find that Bitcoin's clearnet (non-TOR) critical failure threshold $p_c \approx 0.72$--$0.92$ for random failures, meaning the vast majority of inter-country cables must fail before significant node disconnection. Targeted attacks are an order of magnitude more effective ($p_c = 0.05$--$0.20$). To address the majority of nodes now using TOR with unobservable locations, we develop a 4-layer multiplex model incorporating TOR relay infrastructure. Because relay bandwidth concentrates in well-connected European countries, TOR adoption increases resilience under current relay geography ($Δp_c \approx +0.02$--$+0.10$) rather than introducing hidden fragility. Empirical validation confirms weak physical-layer coupling: 87% of historical cable faults caused less than 5% node impact. We contribute: (1) a multiplex percolation framework for overlay-underlay coupling, including a 4-layer TOR relay model; (2) the first empirical measurement of Bitcoin's physical-layer resilience over a decade; and (3) evidence that TOR adoption amplifies resilience, with distributional bounds quantifying uncertainty under partial observability.


翻译:比特币的设计通过去中心化承诺了韧性,但支撑网络的物理基础设施却产生了隐藏的依赖性。我们首次对海底电缆故障下比特币的韧性进行了纵向研究,使用了11年的P2P网络数据(2014-2025年)和68次已验证的电缆故障事件。在国家层面应用Buldyrev级联模型,我们发现比特币明网(非TOR)在随机故障下的临界失效阈值$p_c \approx 0.72$--$0.92$,这意味着绝大多数跨国电缆必须失效才会导致显著的节点断开。针对性攻击的有效性高出一个数量级($p_c = 0.05$--$0.20$)。针对目前大多数节点使用TOR且位置不可观测的问题,我们开发了一个包含TOR中继基础设施的四层复用模型。由于中继带宽集中在连接良好的欧洲国家,在当前中继地理分布下,TOR的采用反而增强了韧性($Δp_c \approx +0.02$--$+0.10$),而非引入隐藏的脆弱性。实证验证证实了物理层耦合较弱:87%的历史电缆故障造成的节点影响小于5%。我们的贡献在于:(1)一个用于覆盖层-底层耦合的复用渗流框架,包括一个四层TOR中继模型;(2)首次对十年来比特币物理层韧性的实证测量;(3)证据表明TOR的采用增强了韧性,并提供了在部分可观测性下量化不确定性的分布边界。

0
下载
关闭预览

相关内容

区块链基础设施研究报告(2023 年),34页pdf
专知会员服务
22+阅读 · 2024年1月13日
2021年中国区块链行业发展白皮书,63页pdf
专知会员服务
70+阅读 · 2021年10月27日
专知会员服务
30+阅读 · 2021年9月30日
专知会员服务
34+阅读 · 2021年7月29日
专知会员服务
31+阅读 · 2021年3月7日
【资源】Blockchain 区块链中文资源阅读列表
区块链隐私保护研究综述——祝烈煌详解
计算机研究与发展
23+阅读 · 2018年11月28日
用深度学习预测比特币价格
Python程序员
11+阅读 · 2017年12月23日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
人工智能赋能无人机:俄乌战争(万字长文)
专知会员服务
5+阅读 · 今天6:56
国外海军作战管理系统与作战训练系统
专知会员服务
2+阅读 · 今天4:16
美军条令《海军陆战队规划流程(2026版)》
专知会员服务
10+阅读 · 今天3:36
《压缩式分布式交互仿真标准》120页
专知会员服务
4+阅读 · 今天3:21
《电子战数据交换模型研究报告》
专知会员服务
6+阅读 · 今天3:13
《基于Transformer的异常舰船导航识别与跟踪》80页
《低数据领域军事目标检测模型研究》
专知会员服务
6+阅读 · 今天2:37
【CMU博士论文】物理世界的视觉感知与深度理解
专知会员服务
10+阅读 · 4月22日
相关VIP内容
区块链基础设施研究报告(2023 年),34页pdf
专知会员服务
22+阅读 · 2024年1月13日
2021年中国区块链行业发展白皮书,63页pdf
专知会员服务
70+阅读 · 2021年10月27日
专知会员服务
30+阅读 · 2021年9月30日
专知会员服务
34+阅读 · 2021年7月29日
专知会员服务
31+阅读 · 2021年3月7日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员