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2022 Fiscal Year Annual Research Report

ブロックチェーンを持続可能にする数理的・実験的研究

Research Project

Project/Area Number 21H04872
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

首藤 一幸  京都大学, 学術情報メディアセンター, 教授 (90308271)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 斉藤 賢爾  早稲田大学, 商学学術院(経営管理研究科), 教授(任期付) (10383928)
坂野 遼平  工学院大学, 情報学部(情報工学部), 准教授 (30832521)
Project Period (FY) 2021-04-05 – 2025-03-31
Keywordsブロックチェーン / 安全性 / 分権性 / インセンティブ整合性
Outline of Annual Research Achievements

安全性:ブロック伝搬の高速化手法をいくつか提案した。また、そうした高速化を踏まえた性能(TPS)とセキュリティのトレードオフ調整手法の研究を進め、発表した。高速化手法の1つ目は、配信木を1つではなく複数構築して、その上でブロックを伝搬させる手法である(北川, 信学会 技術研究報告)。2つ目は、伝搬させるデータを極限まで小さくして高速に伝搬させる手法である(長谷川, DEIM)。最初に伝搬させるデータは、ブロックが生成されたことを伝えるための最小限の情報を含み、ブロックそれ自体は後から伝搬させる。

安全性の指標として重要であるのは、フォーク発生率である。フォーク発生率を従来より精度よく記述する式を提案した(櫻井, 信学会 技術研究報告)(Sakurai, ICCE 2023)。

分権性:ブロックチェーンの方式によっては、正常動作のために、各ノードの時計がある程度正確であることが必要である。時計合わせをブロックチェーン外部(例:GNSS, GPS)に頼るということは、多くの場合、国に依拠するということであり、分権性を損ねる。そこで、ノード群で相互に時計を合わせる方式を提案した(三木, 信学会 技術研究報告)(Miki, Blockchain 2022)。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

安全性、分権性の研究が大きく前進した。

Strategy for Future Research Activity

安全性については、ブロックチェーン自体の安全性を向上させる研究に限らず、攻撃手法の調査と考案も進める。分権性についても同様で、向上させる研究に限らず、既存ブロックチェーンの分権性の調査や考察も進める。

  • Research Products

    (14 results)

All 2023 2022

All Journal Article (1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] トラストレスのメカニズム2022

    • Author(s)
      首藤一幸
    • Journal Title

      情報処理

      Volume: Vol.64, No.1 Pages: e1-e6

  • [Presentation] Impact of the Hash Rate on the Theoretical Fork Rate of Blockchain2023

    • Author(s)
      Akira Sakurai, Kazuyuki Shudo
    • Organizer
      Proc. IEEE 41st International Conference on Consumer Electronics (IEEE ICCE 2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ブロックチェーンネットワークにおける複数Plumtree適用のシミュレーション評価2023

    • Author(s)
      北川雄介, 首藤一幸, 水野修, 坂野遼平
    • Organizer
      電子情報通信学会 技術研究報告, Vol.122, No.406, NS2022-204, pp.213-218
  • [Presentation] ブロックチェーンにおけるブルームフィルタを用いたブロック生成通知の最適化2023

    • Author(s)
      長谷川毅, 櫻井晶, 首藤一幸
    • Organizer
      第15回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム (DEIM 2023)
  • [Presentation] Proof of Stakeブロックチェーンにおける分散時刻同期プロトコル2022

    • Author(s)
      三木友弥, 首藤一幸
    • Organizer
      電子情報通信学会 技術研究報告, Vol.122, No.85, IA2022-2 (No.86, ICSS2022-2), pp.8-14
  • [Presentation] ブロックチェーン「ネットワーク」の研究2022

    • Author(s)
      首藤一幸
    • Organizer
      電子情報通信学会 技術研究報告, Vol.122, No.129, CQ2022-24, p.42
    • Invited
  • [Presentation] Block Pruning With UTXO Aggregation2022

    • Author(s)
      Taegyu Song, Kazuyuki Shudo
    • Organizer
      Proc. 5th IEEE Int'l Conf. on Blockchain (IEEE Blockchain 2022, BlockchainEvo 2022), pp.312-319
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Block Interval Adjustment Based on Block Propagation Time in a Blockchain2022

    • Author(s)
      Masumi Arakawa, Kazuyuki Shudo
    • Organizer
      Proc. 5th IEEE Int'l Conf. on Blockchain (IEEE Blockchain 2022), pp.202-207
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Distributed Clock Synchronization Protocol for Proof of Stake Blockchains2022

    • Author(s)
      Yuya Miki, Kazuyuki Shudo
    • Organizer
      Proc. 5th IEEE Int'l Conf. on Blockchain (IEEE Blockchain 2022), pp.132-138
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ブロックチェーンにおける性能とセキュリティの関係2022

    • Author(s)
      首藤一幸
    • Organizer
      応用物理学会 超集積エレクトロニクス産学連携委員会 夏の学校
  • [Presentation] ブロックチェーンの理論フォーク率にハッシュレートが与える影響2022

    • Author(s)
      櫻井晶, 首藤一幸
    • Organizer
      電子情報通信学会 技術研究報告, Vol.122, No.185, IA2022-20, pp.32-35
  • [Presentation] Proof of authenticity of general IoT information with sensors and blockchain2022

    • Author(s)
      Kenji Saito, Hiroshi Watanabe, Shogo Watanabe, Katsuo Taniguchi
    • Organizer
      Flash Memory Summit 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reverse Gutenberg Galaxy: Digital Transformation of Economy and Labor2022

    • Author(s)
      Kenji Saito
    • Organizer
      Proc. of the Future Technologies Conference (FTC) 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ブロックチェーンネットワークにおけるPlumtree適用のシミュレーション評価2022

    • Author(s)
      北川雄介, 首藤一幸, 水野修, 坂野遼平
    • Organizer
      電子情報通信学会 技術研究報告, Vol.122, No.185, NS2022-19, pp.26-31

URL: 

Published: 2023-12-25  

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