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2022 年度 実績報告書

ブロックチェーンを持続可能にする数理的・実験的研究

研究課題

研究課題/領域番号 21H04872
研究機関京都大学

研究代表者

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

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2021-04-05 – 2025-03-31
キーワードブロックチェーン / 安全性 / 分権性 / インセンティブ整合性
研究実績の概要

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)。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

安全性、分権性の研究が大きく前進した。

今後の研究の推進方策

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。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] トラストレスのメカニズム2022

    • 著者名/発表者名
      首藤一幸
    • 雑誌名

      情報処理

      巻: Vol.64, No.1 ページ: e1-e6

  • [学会発表] Impact of the Hash Rate on the Theoretical Fork Rate of Blockchain2023

    • 著者名/発表者名
      Akira Sakurai, Kazuyuki Shudo
    • 学会等名
      Proc. IEEE 41st International Conference on Consumer Electronics (IEEE ICCE 2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      北川雄介, 首藤一幸, 水野修, 坂野遼平
    • 学会等名
      電子情報通信学会 技術研究報告, Vol.122, No.406, NS2022-204, pp.213-218
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      長谷川毅, 櫻井晶, 首藤一幸
    • 学会等名
      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)
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      三木友弥, 首藤一幸
    • 学会等名
      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
  • [学会発表] ブロックチェーン「ネットワーク」の研究2022

    • 著者名/発表者名
      首藤一幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会 技術研究報告, Vol.122, No.129, CQ2022-24, p.42
    • 招待講演
  • [学会発表] Block Pruning With UTXO Aggregation2022

    • 著者名/発表者名
      Taegyu Song, Kazuyuki Shudo
    • 学会等名
      Proc. 5th IEEE Int'l Conf. on Blockchain (IEEE Blockchain 2022, BlockchainEvo 2022), pp.312-319
    • 国際学会
  • [学会発表] Block Interval Adjustment Based on Block Propagation Time in a Blockchain2022

    • 著者名/発表者名
      Masumi Arakawa, Kazuyuki Shudo
    • 学会等名
      Proc. 5th IEEE Int'l Conf. on Blockchain (IEEE Blockchain 2022), pp.202-207
    • 国際学会
  • [学会発表] A Distributed Clock Synchronization Protocol for Proof of Stake Blockchains2022

    • 著者名/発表者名
      Yuya Miki, Kazuyuki Shudo
    • 学会等名
      Proc. 5th IEEE Int'l Conf. on Blockchain (IEEE Blockchain 2022), pp.132-138
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      首藤一幸
    • 学会等名
      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
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      櫻井晶, 首藤一幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会 技術研究報告, Vol.122, No.185, IA2022-20, pp.32-35
  • [学会発表] Proof of authenticity of general IoT information with sensors and blockchain2022

    • 著者名/発表者名
      Kenji Saito, Hiroshi Watanabe, Shogo Watanabe, Katsuo Taniguchi
    • 学会等名
      Flash Memory Summit 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Reverse Gutenberg Galaxy: Digital Transformation of Economy and Labor2022

    • 著者名/発表者名
      Kenji Saito
    • 学会等名
      Proc. of the Future Technologies Conference (FTC) 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      北川雄介, 首藤一幸, 水野修, 坂野遼平
    • 学会等名
      電子情報通信学会 技術研究報告, Vol.122, No.185, NS2022-19, pp.26-31

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公開日: 2023-12-25  

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