• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2023 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 (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 / トリレンマ
研究実績の概要

2017年、Buterinが経験則として提唱し、それ以来広く信じられてきたブロックチェーントリレンマを表す数式を発見した。以下は、その経緯である。安全性の研究を進める中で、セキュリティ指標であるフォーク発生率Fを厳密に算出する式を見出した(Sakurai,ICCE 2023)。Fを表す数式をよく観察すると、その中に安全性と性能が現れていることに気がついた。安全性と性能は、トリレンマが扱う3要素のうちの2要素である。ということは、この式を適切に変形することでトリレンマを表す数式を得られるかもしれない、と発想した。結果、Proof of Workにて、フォーク率の逆数をセキュリティとする数式を得ることができた。

安全性:ブロック伝搬の高速化手法をいくつか発表した(Sakurai,ISCC 2023)(Hasegawa,ISCC 2023)。fork choice ruleがあってもなおどのチェーンを正規とみなすか?という問題を解決する手法を提案した(櫻井,SCIS 2024)。性能向上のために行うブロックサイズ増加とブロック生成時間短縮のどちらがセキュリティへの影響が大きいかを調べた(Nakai,ICCE 2024)。Bitcoinにおいて、半減期が二重支払い攻撃の合理性をどう左右するか?を調べた(中井,信学会 研究報告)。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] A Study of Using Plumtree Algorithm in Blockchain Networks2023

    • 著者名/発表者名
      Kitagawa Yusuke、Shudo Kazuyuki、Mizuno Osamu、Banno Ryohei
    • 雑誌名

      Journal of Information Processing

      巻: 31 ページ: 387~391

    • DOI

      10.2197/ipsjjip.31.387

    • 査読あり
  • [学会発表] Impacts on Fork Rate of Changes of Block Size and Block Generation Time for Blockchain Scalability2024

    • 著者名/発表者名
      Taishi Nakai, Kazuyuki Shudo
    • 学会等名
      Proc. IEEE 42nd International Conference on Consumer Electronics (IEEE ICCE 2024)
    • 国際学会
  • [学会発表] ブロックチェーンにおけるPartial Proof of Workに基づくチェーン競合解消ルール2024

    • 著者名/発表者名
      櫻井晶, 首藤一幸
    • 学会等名
      2024年 暗号と情報セキュリティシンポジウム (SCIS 2024) 論文集
  • [学会発表] ブロックチェーントリレンマの数理的定式化2024

    • 著者名/発表者名
      中井大志, 廣中詩織, 首藤一幸
    • 学会等名
      2024年 暗号と情報セキュリティシンポジウム (SCIS 2024) 論文集
  • [学会発表] Quantitative Analysis of the Reward Rate Disparity Among Delegators in a DPoS Blockchain2024

    • 著者名/発表者名
      Hidemasa Tanaka, Shiori Hironaka, Kazuyuki Shudo
    • 学会等名
      Proc. 2024 IEEE Int'l Conf. on Big Data and Smart Computing (IEEE BigComp 2024), pp.136-142
    • 国際学会
  • [学会発表] ブロックチェーントリレンマの数理的記述2024

    • 著者名/発表者名
      中井大志, 櫻井晶, 廣中詩織, 首藤一幸
    • 学会等名
      ポスター発表, 京都大学 第18回 ICTイノベーション
  • [学会発表] Rerouting Tip Algorithm to Bypass Conflicting Transactions in Tangle2024

    • 著者名/発表者名
      Changle Wan, Kazuyuki Shudo
    • 学会等名
      電子情報通信学会 技術研究報告, Vol.123, No.422, IA2023-81, pp.43-47
  • [学会発表] Compact Block Relayにおける高帯域ノード選択方式2024

    • 著者名/発表者名
      増田真之介, 長谷川毅, 中井大志, 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.123, No.422, IA2023-82, pp.48-53
  • [学会発表] ブロックチェーンにおけるマイニング公平性の定量的な解析2024

    • 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.123, No.422, IA2023-83, pp.54-58
  • [学会発表] DPoSブロックチェーンにおける報酬率に関わる要素の分析2024

    • 著者名/発表者名
      田中秀昌, 廣中詩織, 首藤一幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会 技術研究報告, Vol.123, No.422, IA2023-84, pp.59-65
  • [学会発表] 半減期がある状況での二重支払い攻撃の経済合理性2024

    • 著者名/発表者名
      中井大志, 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.123, No.422, IA2023-87, pp.79-85
  • [学会発表] Blockchain Network Studies Enabled by SimBlock2023

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Shudo, Tsuyoshi Hasegawa, Akira Sakurai, Ryohei Banno
    • 学会等名
      Demonstration, Proc. 2023 IEEE Int'l Conf. on Blockchain and Cryptocurrency (IEEE ICBC 2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Accelerating Block Propagation with Sender Switchover in a Blockchain2023

    • 著者名/発表者名
      Akira Sakurai, Kazuyuki Shudo
    • 学会等名
      Proc. 28th IEEE Symposium on Computers and Communications (IEEE ISCC 2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Quick Notification of Block Generation Using Bloom Filter in a Blockchain2023

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Hasegawa, Akira Sakurai, Kazuyuki Shudo
    • 学会等名
      Proc. 28th IEEE Symposium on Computers and Communications (IEEE ISCC 2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] ブロックチェーン「ネットワーク」の研究2023

    • 著者名/発表者名
      首藤一幸
    • 学会等名
      Web3.0時代における非中央集権型ネットワーク技術とその応用 (企画セッション), 電子情報通信学会 2023年 ソサイエティ大会
    • 招待講演
  • [学会発表] DNSSECから学ぶ暗号資産交換業での署名鍵管理手法の提案2023

    • 著者名/発表者名
      竹井悠人, 首藤一幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会 技術研究報告, Vol.123, No.193, IA2023-30, pp.115-122
  • [学会発表] ブロックチェーントリレンマの数理的記述2023

    • 著者名/発表者名
      中井大志, 櫻井晶, 廣中詩織, 首藤一幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会 技術研究報告, Vol.123, No.193, IA2023-31, pp.123-130
  • [学会発表] ブロックチェーンにおけるトランザクションの手数料を利用したチェーン競合解消ルール2023

    • 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.123, No.193, IA2023-32, pp.131-138
  • [学会発表] Towards Mathematical Formulation of the Blockchain Trilemma2023

    • 著者名/発表者名
      Taishi Nakai
    • 学会等名
      Blockchain Kaigi 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] DPoSブロックチェーンにおけるデリゲータごとの報酬格差の定量的分析2023

    • 著者名/発表者名
      田中秀昌, 廣中詩織, 首藤一幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会 技術研究報告, Vol.123, No.272, NS2023-122, pp.68-73
  • [学会発表] The Blockchain Trilemma Described by a Formula2023

    • 著者名/発表者名
      Taishi Nakai, Akira Sakurai, Shiori Hironaka, Kazuyuki Shudo
    • 学会等名
      Proc. 6th IEEE Int'l Conf. on Blockchain (IEEE Blockchain 2023), pp.41-46
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2024-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi