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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Fraud-Resistant Voting Framework for Consensus Computing

Research Project

Project/Area Number 22K19776
Research InstitutionNara Institute of Science and Technology

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)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 笹部 昌弘  関西大学, 総合情報学部, 教授 (10379109)
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)
Project Period (FY) 2022-06-30 – 2024-03-31
Keywordsブロック・チェーン / インセンティブ・メカニズム / 合意形成アルゴリズム / 報酬罰則型投票メカニズム / トラスト
Outline of Annual Research Achievements

最終年度では, ゼロ知識証明を活用した投票集計処理の正当性証明手法, およびDAOにおける談合問題の定量的分析について検討を行った.以下にそれらの概要を述べる.
(1)ゼロ知識証明を活用した投票集計処理の正当性証明手法
ここでは加法的準同型暗号と非対話型ゼロ知識証明を使用したスマートコントラクトに基づく電子投票システムを検討した. 具体的には, ゼロ知識証明アルゴリズムとオラクルを組み合わせることで, 投票者が管理者の信頼性を検証できるような投票システムを開発した. 提案投票方式を実装したシステムを構築し, 実行性の確認および処理時間性能とコストパフォーマンスの評価を通じて提案方式の有効性を確認した.
(2)DAOにおける談合問題の定量的分析
分散化された組織であるDAOの意思決定は参加者の投票によって行われ, 中央集権的な意思決定を排除している. 一般にDAOにおける投票では, 悪意ある参加者が共謀して不正な意思決定を行う可能性に対して十分に注意を払う必要がある. ここでは既存の投票制度の談合耐性を明らかにするため, DAOの投票と参加者に焦点を当てた数理モデルを構築し,悪意あるユーザの不正に対する投票制度の影響を定量的に評価した. 具体的には, DAO の投票制度としてLinear VotingとQuadratic Votingを考え, それぞれの投票制度の下で談合を行うためのコストを導出し, 二つの投票制度の談合耐性を計算機シミュレーションによって比較した. その結果, Quadratic Votingの方がLinear Votingと比べて談合耐性が低いことが判明した.

  • Research Products

    (15 results)

All 2024 2023

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Agent-based simulation of fake news dissemination: the role of trust assessment and big five personality traits on news spreading2024

    • Author(s)
      Muhammad Radifan Fitrach、Kasahara Shoji
    • Journal Title

      Social Network Analysis and Mining

      Volume: 14 Pages: -

    • DOI

      10.1007/s13278-024-01235-8

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Analysis of Eavesdropping Region in Hybrid mmWave-Microwave Wireless Systems2023

    • Author(s)
      Qu Qianyue、Zhang Yuanyu、Kasahara Shoji
    • Journal Title

      Wireless Communications and Mobile Computing

      Volume: 2023 Pages: 1~14

    • DOI

      10.1155/2023/3178335

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Cost-Efficient Anonymous Authentication Scheme Based on Set-Membership Zero-Knowledge Proof2023

    • Author(s)
      Wiraatmaja Christopher、Kasahara Shoji
    • Journal Title

      2023 5th Conference on Blockchain Research & Applications for Innovative Networks and Services (BRAINS)

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1109/BRAINS59668.2023.10316788

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Smart Contract-Based E-Voting System Using Homomorphic Encryption and?Zero-Knowledge Proof2023

    • Author(s)
      Wu Yuxiao、Kasahara Shoji
    • Journal Title

      Applied Cryptography and Network Security Workshops (The 5th International Workshop on Application Intelligence and Blockchain Security (AIBlock 2023)), J. Zhou et al. Eds., LNCS

      Volume: 13907 Pages: 67~83

    • DOI

      10.1007/978-3-031-41181-6_4

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] クジラ問題と談合問題を考慮した DAO の投票メカニズム2024

    • Author(s)
      玉井駿哉, 笠原正治
    • Organizer
      第40回(2023年度)待ち行列シンポジウム「確率モデルとその応用」, 高知城ホール, pp. 156-165
  • [Presentation] ビットコイン・ブロック・チェーンの性能評価モデリング -トランザクション承認遅延分析から見るマイニングメカニズム-2024

    • Author(s)
      笠原正治
    • Organizer
      映像情報メディア学会技術報告, vol. 48, no. 5, BCT2024-25, pp. 13-20
  • [Presentation] A Repeated Stochastic Game Approach for Offload Mining in Distributed Applications in a Permissionless Blockchain Network2023

    • Author(s)
      Yamada, K., Hara, T., and Kasahara, S.
    • Organizer
      2023 International Conference on Emerging Technologies for Communications (ICETC2023), P1-6
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] An Agent-Based Model for Social Networking Service Users in Exchanging Information2023

    • Author(s)
      Muhammad, R.F., and Kasahara, S.
    • Organizer
      2023 International Conference on Emerging Technologies for Communications (ICETC2023), P1-17
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 分散アプリケーションにおけるゲーム理論に基づくマイニングタスクのオフロード手法に関する一検討2023

    • Author(s)
      山田浩太, 原崇徳, 笠原正治
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告 (NS2023-198), pp.154-159
  • [Presentation] Quadratic Voting 採用型 DAO における不正結託耐性に関する検討2023

    • Author(s)
      玉井駿哉, 笠原正治
    • Organizer
      日本OR学会 2023年度関西支部若手研究発表会
  • [Presentation] Auction Game in RIS-aided Secure Wireless Communication from the Physical Layer Security Perspective2023

    • Author(s)
      Qianyue Qu, Yuanyu Zhang, and Shoji Kasahara
    • Organizer
      日本OR学会 待ち行列研究部会
  • [Presentation] ゲーム理論を用いた分散アプリのオフロードマイニングにおけるLyapunov 最適化2023

    • Author(s)
      山田浩太, 原崇徳, 笠原正治
    • Organizer
      電子情報通信学会 超知性ネットワーキングに関する分野横断型研究会 (RISING)
  • [Presentation] 分散アプリにおけるオフロードマイニングのための繰返確率ゲーム2023

    • Author(s)
      山田浩太, 原崇徳, 笠原正治
    • Organizer
      電子情報通信学会2023年ソサイエティ大会, 講演論文集, B-6-19
  • [Presentation] Modeling and Analysis of Bitcoin Mining Mechanism -A Queueing Theoretical Approach-2023

    • Author(s)
      Kasahara, S.,
    • Organizer
      Blockchain Kaigi 2023 (BCK23), RIKEN Kobe Campus, Japan
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 待ち行列理論と情報システム性能評価 2.02023

    • Author(s)
      笠原正治
    • Organizer
      日本OR学会 待ち行列研究部会

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Published: 2024-12-25  

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