Non-taylor differential gaming pattern Eclipse attack on blockchain node

Abstract

Information technologies of the 21st century have profoundly reshaped the global economy. As financial processes become increasingly digitalized, the role of traditional banking institutions as intermediaries is gradually diminishing. In this evolving landscape, blockchain technologies and cryptocurrencies have emerged as revolutionary tools, offering decentralized and secure alternatives to conventional financial systems. Cryptocurrencies, built on blockchain foundations, combine high reliability with robust protection against cyberattacks. However, both individual hackers and organized cybercriminal groups continue to target blockchain infrastructures – focusing not only on isolated nodes but also on entire networks and cryptocurrency wallets. Ensuring the resilience of blockchain technologies against such threats is therefore critical to safeguarding users’ digital assets. Eclipse Attacks involve isolating a node to gain control over its information flows, posing a serious threat to network integrity. The object of research. This study introduces a differential game-theoretic model of Eclipse Attacks on blockchain nodes, formulated within a Markov chain framework. The subject of the research. The proposed model employs non-Taylor differential transformations developed by Academician G. Pukhov, enabling a more flexible analytical representation of attack dynamics. The purpose of this paper. The framework captures the strategic interaction between attacker and defender, offering a basis for assessing node security under adversarial conditions. Research results. As a result, the study provides a practical analytical toolkit for developing effective countermeasures against Eclipse Attacks and contributes to the broader discourse on cybersecurity in decentralized systems.

Інформаційні технології XXI століття докорінно трансформували глобальну економіку. Із поступовою цифровізацією фінансових процесів роль традиційних банківських установ як посередників невпинно зменшується. У цьому новому середовищі технології блокчейну та криптовалюти постають як революційні інструменти, що забезпечують децентралізовану та захищену альтернативу класичним фінансовим системам. Криптовалюти, побудовані на основі блокчейну, поєднують високу надійність із стійкістю до кіберзагроз. Водночас як окремі хакери, так і організовані кіберзлочинні угруповання продовжують атакувати блокчейн-інфраструктуру. При цьому вони націлюються не лише на окремі вузли блокчейну, а й на цілі мережі та криптогаманці. Тому забезпечення стійкості блокчейн-технологій до таких загроз є критично важливим для захисту цифрових активів користувачів. Екліпс атаки, як один з різновидів кібератак у блокчейн-технологіях, передбачають ізоляцію вузла блокчейну з метою контролю над його інформаційними потоками, що становить серйозну загрозу цілісності мережі. Об’єкт дослідження. У роботі представлено диференціальну ігрову модель Екліпс атаки на вузол блокчейну, побудовану на основі марковських ланцюгів. Предмет дослідження. Запропонована модель базується на нетейлорівських диференціальних перетвореннях, розроблених академіком Г. Пуховим, що дозволяє гнучко аналізувати динаміку протікання Екліпс атаки. Метою дослідження є розроблення та дослідження нетейлорівської диференціально-ігрової моделі Екліпс атаки на вузол блокчейну. Результати дослідження. Розроблено аналітичний інструментарій, який може бути використаний для формування ефективних заходів протидії Екліпс атакам на вузли блокчейну.