2022 Fiscal Year Annual Research Report
Informatics Study on Ultra-Scalable Blockchain Technology
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19H01103
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
笠原 正治 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (20263139)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
笹部 昌弘 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (10379109)
川原 純 京都大学, 情報学研究科, 准教授 (20572473)
原 崇徳 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (70907881)
中畑 裕 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (50942067)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ブロック・チェーン / DSSトリレンマ / 低遅延P2Pネットワーク / 高速ブロック同期 / IoTアクセス制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)DAGに対する幅を評価するアルゴリズムの提案と解析
グラフ上で何らかの計算処理を行うとき，グラフの幅を定義してアルゴリズムを構築することは応用の上で頻繁に行われている．無向グラフにおいては，パスへの類似度を表すパス幅や，木への類似度を表す木幅といった指標が過去に提案され，これらの幅が小さいときにある種の問題を効率的に解く手法は知られている．ここでは非有向グラフ(DAG)の幅の指標として，無向グラフのパス幅を拡張したDAG幅を提案し，DAG幅の数学的特徴について証明を行った．また，DAG幅の計算はNP困難な問題であることを示すとともに，DAG型ブロック・チェーンにおけるk最大独立集合問題を解く効率的なアルゴリズムを設計した．
(2)ビットコインにおけるユーザ・マイナー間インセンティブ相互作用の初期検討
ビットコイン型ブロック・チェーンでは，高い手数料が付与されたトランザクションほど早くブロックに含められる優先処理がマイナーノードによって行われている．そのため，エンドユーザにとっては許容範囲の遅延でトランザクションが処理されるのに必要な手数料に興味がある．マイナーは収益を増やすために高い手数料を含むトランザクションをブロックに含めることに興味がある．ブロックサイズの増大はブロック承認処理やネットワーク伝搬遅延を増大させ，フォークの多発による脆弱なセキュリティ状況になる恐れがある．本研究では，このようなトランザクション手数料，承認処理遅延，セキュリティの三要素の依存関係を表現する数理モデルについて初期的な検討を行った．具体的には，関連研究で提案されている数理モデルに対し，古典的な待ち行列理論の応用，及び悪意のあるマイナーノードの挙動を考慮した確率モデルを導入する拡張を行い，数値例によって承認遅延と総ハッシュパワーの推移を定量的に評価できることを確認した．
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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