Analysis of Interruption Risk of Information Diffusion in Consensus Formation based on Bitcoin-like Competitive Information Diffusion

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19KT0045
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 特設分野
• Research Field: The Information Society and Trust
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: Sasabe Masahiro 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (10379109)
• Project Period (FY): 2019-07-17 – 2022-03-31
• Keywords: 競争的情報拡散 / Bitcoin / 情報拡散妨害 / リスク分析 / 感染症伝播モデル / 対策手法

Outline of Final Research Achievements

With the help of blockchain technology, the cryptocurrency system Bitcoin achieves consensus on the ledger among anonymous users in a distributed manner. We focus on the interruption risk of the competitive information diffusion mechanism, which plays one of the key roles in achieving the tamper-proof nature of blockchain. In particular, with the help of the deterministic nonlinear model for the propagation of infectious diseases in mathematical epidemiology, we have developed standby-interrupted-retrieved-attackable (SIRA) models. Through numerical evaluation, we have quantitatively revealed the interruption risk and further proposed countermeasures against it.

Free Research Field

情報ネットワーク

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

社会的意義としては，Bitcoinシステムにおける競争的情報拡散メカニズムに対する妨害リスクを，攻撃者数，攻撃速度，妨害からの復帰速度，ネットワークの形状，攻撃者の位置など，様々な観点から定量的に分析するとともに，その対策手法を提案し，有効性を示している点が挙げられる．
なお，競争的情報拡散の仕組みはBitcoinシステムに限らず，SNS上でのマーケティングや世論形成など，他のシステムにも遍在する仕組みとなるため，提案したSIRAモデルの活用が期待できる．