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1000倍規模のブロックチェーン取引生成に耐えるGPU内ブロックチェーンシステム

研究課題

研究課題/領域番号 19K24350
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 1001:情報科学、情報工学およびその関連分野
研究機関富山県立大学

研究代表者

森島 信  富山県立大学, 工学部, 講師 (90843748)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードブロックチェーン / GPGPU / 並列処理 / ビットコイン / 異常検知 / GPU
研究開始時の研究の概要

ブロックチェーンは、P2Pネットワークで構築された取引システムであり、信頼できる第三者機関を介さない直接取引により取引を短時間かつ低コスト化する手段として期待されている。しかし、現状では、既存の取引システムに比べて取引処理性能が低く、社会基盤として広く用いるのは困難である。これを解決するために、様々なプロトコルが提案されているが、プロトコルの変更によって大量の取引が生成された場合、フルノードの処理性能が不足してしまう。そこで、本研究では、並列処理性能に優れるGPUに取引情報を格納し、読み書きそれぞれの処理全てをGPU内で処理するGPU内ブロックチェーンを提案し、フルノードを高性能化する。

研究成果の概要

ブロックチェーンシステムにおいて、フルノードの処理性能が取引生成向上を妨げる一因となっている。本研究では、取引検索、取引の異常検知といった読み込み処理と書き込み処理のボトルネックとなる取引の検証処理を対象とした。並列処理性能に優れたGPU(Graphics Processing Unit)上に取引データをキャッシュし、GPU内で処理を行うことで対象の処理を高速化することで、フルノードの処理のボトルネックを解消し、フルノードの処理性能の向上を実現した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ブロックチェーンは、P2Pネットワークで構築された分散型台帳システムであり、国際送金や個人間取引を直接取引により短時間かつ低コスト化する手段として用いられているが、取引生成性能の低さが大きな問題となっている。問題解決の手法の一つとして、ブロックチェーンの取引生成のプロトコルを変えることで多くの取引を生成させる方法が提案されている。しかし、そのような変更が行われれば、現状のシステムでは取引を処理するノードの処理性能が不足してしまう。本研究では、フルノードの処理性能を高めることで、既存の取引性能向上法を適用可能にし、ブロックチェーンの取引生成性能の向上に貢献した。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Scalable anomaly detection in blockchain using graphics processing unit2021

    • 著者名/発表者名
      Morishima Shin
    • 雑誌名

      Computers & Electrical Engineering

      巻: 92 ページ: 107087-107087

    • DOI

      10.1016/j.compeleceng.2021.107087

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] GPUを用いたブロックチェーンのフルノードにおける取引検索の高速化2019

    • 著者名/発表者名
      森島 信、松谷 宏紀
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌D 情報・システム

      巻: J102-D 号: 5 ページ: 378-389

    • DOI

      10.14923/transinfj.2018JDP7043

    • ISSN
      1880-4535, 1881-0225
    • 年月日
      2019-05-01
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Scalable Anomaly Detection Method for Blockchain Transactions using GPU2019

    • 著者名/発表者名
      Shin Morishima
    • 学会等名
      20th International Conference on Parallel and Distributed Computing, Applications and Technologies (PDCAT 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-09-03   更新日: 2023-01-30  

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