Variants in managing supply chains on distributed ledgers
智能合约在确保供应链管理战略向更高水平的最优性方面表现出很大的潜力，不仅在效率和盈利能力方面，而且在旨在为市场创造最佳产品和服务的技能聚合方面。在本文中，我们展示了一个架构，该架构使用智能合约在参与供应链的公司之间实现收入分享原则的各种算法版本。我们在Hyperledger Fabric上实现了我们的方法，Hyperledger Fabric是私人和联盟分布式账本最广泛的平台，并通过将这种设计选择与公共区块链提供的替代方案进行比较，讨论了它对我们目的的适用性，特别关注以太坊。
2022-04-07 cs.DC
Ledger-State Stigmergy: A Formal Framework for Indirect Coordination Grounded in Distributed Ledger State
本文提出基于账本状态的间接协调框架，通过状态转换形式化方法，识别三种常见链上协调模式及Commit-Reveal序列叠加，提供可重用的词汇和设计指导。
2026-04-05 cs.DC cs.MA
Committee selection in DAG distributed ledgers and applications
在本文中，我们提出了几种解决方案来解决DAG分布式账本参与者之间的委员会选择问题。我们的方法是基于分类账的内在声誉模型，作为选择标准。主要的困难来自这样一个事实，即DAG分类账是先验的，不是完全有序的，参与者需要就参与者的声誉达成共识。此外，我们概述了所提出的协议的应用，包括：（i）自包含的分散随机数信标;（ii）智能合约中的预言机选择;（iii）共识协议和分片解决方案中的应用。最后，我们讨论的安全性和活性的建议协议的声誉建模与Zipf法律。
2021-02-05 cs.DC
Distributed Ledger Technologies for Managing Heterogenous Computing Systems at the Edge
物联网（IoT）设备（从基本传感器到强大的嵌入式计算机）的使用越来越多，推动了对更接近这些设备的信息处理和存储解决方案的需求。边缘计算已被确立为开发物联网解决方案的标准架构，因为它可以通过在信息生产和消费的地方附近部署必要的计算能力来优化依赖云服务的系统的工作负载和容量。然而，随着网络规模的扩大，达成共识成为一项越来越具有挑战性的任务。分布式账本技术（DLT）可以被描述为包含加密技术的分布式数据库网络，可以用来实现参与者之间的共识。近年来，由于区块链的普及，DLT获得了吸引力，区块链是最知名的实现类型。通过透明和可追踪的交易实现的可靠性和信任是将物联网和DLT结合在一起的其他关键概念。我们提出了一个概念验证系统的设计，开发和实验，该系统使用DLT智能合约来有效地选择边缘节点来卸载计算任务。特别是，我们将智能合约中的网络性能指标与Hyperledger区块链集成在一起，以优化动态连接解决方案下的计算卸载。所提出的方法可以适用于不同的拓扑结构和不同的连接方式的网络。我们的研究结果表明，区块链智能合约适用于各种工业用例。
2022-11-14 cs.DC
Appending Atomically in Byzantine Distributed Ledgers
分布式账本对象（DLO）是一个并发对象，它维护一个完全有序的记录序列，并支持两个基本操作：append，在序列的末尾追加一个记录，以及get，返回记录序列。在这项工作中，我们提供了一个适当的形式化的拜占庭容忍分布式账本对象（BDLO），这是一个分布式系统中的DLO，其中进程可以任意偏离其缩进行为，即它们可能是拜占庭的。我们的正式定义是伴随着算法来实现BDLO利用底层拜占庭原子广播服务。然后，我们利用BDLO实现来解决原子的拜占庭进程的问题。当多个客户端都有记录要附加时，就会出现原子数据库问题，每个客户端的记录都必须附加到不同的BDLO，并且必须保证所有记录都被附加或没有附加。我们提出了分布式算法实现解决方案的原子的附加问题时，客户端（其中涉及的追加）和服务器（维护BDLO）可能是拜占庭式的。
2020-02-26 cs.DB cs.DC cs.DS
Fed-DDM: A Federated Ledgers based Framework for Hierarchical Decentralized Data Marketplaces
数据市场（DM）促进了物联网（IoT）在智慧城市中的优势。为了促进设备所有者和第三方应用程序之间轻松交换实时物联网数据流，需要为不同应用程序供应商运营的大量分布式物联网设备提供可扩展，可互操作和安全的服务。由于去中心化，不变性和可扩展性，区块链有望实现防篡改和无信任框架，以提高集中式DM的性能和安全问题。然而，直接将区块链集成到基于物联网的大规模DM中仍然面临许多限制，例如高资源和能源需求，低交易吞吐量，可扩展性差以及隐私保护方面的挑战。本文介绍了一种新的基于联邦分类帐的分层分散数据市场框架（Fed-DDM）。在Fed-DDM中，参与者根据其注册被划分到多个许可域中。每个域利用高效的拜占庭容错（BFT）共识协议来在私有内部分类账上提交域的交易。公共账本间网络采用可扩展的工作量证明（PoW）共识协议来联合多个私有账本内网络。我们设计了一个支持智能合约的跨账本协议，以保证公共联合账本上跨域操作的安全性，而不会暴露私有账本的敏感隐私信息。实现了一个概念验证原型，实验结果验证了所提出的Fed-DDM解决方案的性能和安全性保证的可行性。
2021-04-12 cs.DC
Blockchain and Smart-contracts Modeled in a SwarmESB Ecosystem
区块链已经成为一种可信和安全的分布式交易分类账，同时也是去中心化的，分布式的，其合法性不受可信机构的保证。自从比特币出现以来，区块链已经知道了许多基于P2P架构的实现。本文介绍了如何将区块链和智能合约技术集成到SwarmESB生态系统中。SwarmESB是一个帮助构建分布式应用程序的框架，它受益于隐私和可伸缩性特性。我们的提案不仅可以灵活地构建基于微服务的应用程序，还可以通过对示例Dapp进行建模来构建采用区块链和智能合约的去中心化应用程序。
2018-09-28 cs.DC
Microchain: A Hybrid Consensus Mechanism for Lightweight Distributed Ledger for IoT
最近有报道称，物联网应用的区块链和智能合约支持的安全机制适用于城市、金融和网络服务。然而，由于现有区块链（如比特币和以太坊）中的功耗密集型和低吞吐量共识机制，将区块链技术集成到资源受限的物联网平台中仍然存在挑战。在本文中，微链，基于一个混合的信用证明（Proof-of-Credit，Voting-based Chain Finality，VCF）共识协议，被提出来为物联网系统提供一个安全的，可扩展的，轻量级的分布式账本。通过使用抗偏置随机协议和加密排序算法，随机选择节点子集作为最终委员会来执行共识协议。混合共识机制依赖于一种纯粹的权益证明（PoS）协议来确定参与者是否有资格在给定信用分配的公平初始分配的情况下提出区块。基于投票的链终结性协议负责通过解决冲突的检查点并选择唯一的链来完成块的历史。一个概念验证原型的实现和测试的物理网络环境。实验结果验证了Micorchain能够为物联网应用提供部分分散，可扩展和轻量级的分布式账本协议。
2019-09-24 cs.DC
Process-Commutative Distributed Objects: From Cryptocurrencies to Byzantine-Fault-Tolerant CRDTs
本文定义了一类仅需单进程操作满足FIFO顺序的新型分布式对象，借助Mazurkiewicz迹实现SEC与PC一致性，提出可适配崩溃和拜占庭故障的通用实现算法，并通过四个实例验证了其实用价值。
2024-03-08 cs.DC
A Distributed Ledger Based Infrastructure for Smart Transportation System and Social Good
本文提出了一个系统架构，以促进智能交通系统的发展。由于使用分布式账本和相关技术，可以在移动时通过传感器创建，存储和共享用户生成的数据。IOTA和IPFS用于存储和认证来自传感器或用户自己的数据（及其相关元数据）。以太坊被用作协调数据共享和配置的智能合约平台。通过使用零知识证明提供必要的隐私保证。我们展示了从一些用例场景中获得的一些结果，这些用例场景展示了如何将这些技术集成到构建新型智能服务中，并在用户移动性中促进社会公益。
2020-03-31 cs.CR cs.CY cs.DC
Survey of Consensus Protocols
自2008年基于工作量证明（PoW）的比特币出现以来，分布式账本技术得到了广泛的普及和采用。它是一个分布式、透明和不可变的数据库，记录了参与者之间共享和执行的所有事务或事件。所有交易都由网络中的多个节点通过分布式加密机制（共识协议）进行验证和维护，而无需中央权威机构。它形成了这项技术的核心，不仅验证了附加到分类账的信息，而且还确保了它在所有节点上的附加顺序。这是其安全、问责和信任的基础。虽然许多研究人员正在努力改进当前的协议，使其具有量子抵抗性，容错性和节能性。其他人则专注于开发最适合特定用例的协议的不同变体。在本文中，我们将回顾分布式账本技术的不同共识协议及其实现。我们还将回顾它们的性质，概念和类似的工作，然后进行简要的分析。
2018-10-09 cs.CR cs.DC
YAC: BFT Consensus Algorithm for Blockchain
在异步接收事件并受到拜占庭故障影响的去中心化系统中，共识是许多现实应用程序的常见问题。去中心化系统的进步，如分布式账本（即，区块链）技术，只会增加在去中心化系统中找到状态机复制共识的性能和安全解决方案的重要性。YAC是一种实用的分散式共识算法，它解决了经典拜占庭容错共识算法中存在的消息传递效率低和强领导者等问题。该算法是开源的，目前用于为Hyperledger Iroha区块链项目提供拜占庭容错共识。我们提供了安全性和活性的证明，以及实证结果表明，我们的算法可以扩展到几十个验证同行。
2018-09-03 cs.DC
A Byzantine Fault-Tolerant Consensus Library for Hyperledger Fabric
Hyperledger Fabric是一个企业级许可的分布式账本平台，为广泛的行业用例提供模块化。一个模块化组件是一个可插入的排序服务，它建立对事务顺序的共识，并将它们批处理成块。然而，在撰写本文时，还没有针对Fabric的生产级拜占庭容错（Byzantine Fault-Tolerant，BFT）订购服务，最新版本（v2.1）仅支持崩溃容错（Crash Fault-Tolerant，CFT）。在我们的工作中，我们解决了BFT集成到Fabric中的关键问题，这些问题在之前的所有工作中都没有解决，使它们不适合生产使用。在这项工作中，我们描述了一个BFT订购服务的设计和实施的织物，采用新的BFT共识库。新的库基于BFT-Smart协议，用Go语言编写，是为区块链用例量身定制的，但足够通用，可以满足各种其他用途。我们通过将新的BFT订购服务与Hyperledger Fabric中当前支持的基于Raft的CFT订购服务进行比较来评估新的BFT订购服务。
2021-07-14 cs.CR cs.DC
Self-stabilizing Byzantine-tolerant Recycling
研究在拜占庭进程存在下的对象回收挑战，提出一种自稳定拜占庭容错的异步对象回收机制，基于新的同步多值共识算法和现有技术组合，实现对象在任务结束后的安全重用。
2023-07-27 cs.DC
Making Tax Smart: Feasibility of Distributed Ledger Technology for building tax compliance functionality to Central Bank Digital Currency
本研究提出基于R3 Corda框架构建名为MTS的CBDC智能货币原型，实现实时增值税拆分等税收合规功能，验证其可扩展且兼容现有支付系统，为政策落地提供新路径。
2024-06-25 cs.CE cs.DC
Securing Consensus from Long-Range Attacks through Collaboration
针对PoS/BFT区块链的长程攻击，提出协作力量（PoC）协议，通过矿工协作而非竞争来保护账本，保证公平性与问责性，且仅轻微降低吞吐量。
2025-08-07 cs.CR cs.DB cs.DC
ZK-HybridFL: Zero-Knowledge Proof-Enhanced Hybrid Ledger for Federated Learning
Electrical Engineering Department, Columbia University（哥伦比亚大学电气工程系）
ZK-HybridFL通过整合DAG账本、侧链和零知识证明，实现隐私保护的分布式联邦学习，提升模型训练效率和安全性。
2026-01-29 cs.CR cs.DC cs.LG
BlockRaFT: A Distributed Framework for Fault-Tolerant and Scalable Blockchain Nodes
Indian Institute of Technology Hyderabad（印度理工学院海得拉巴分校）
BlockRaFT通过RAFT共识协议提升区块链节点的可扩展性和可靠性，采用状态化与非状态化操作分离策略，并引入并发Merkle树优化以提升性能。
2026-04-17 cs.DC
Verifiable Smart Contract Portability
随着区块链技术的出现，去中心化应用程序的想法已经获得了牵引力。智能合约允许实现应用程序逻辑，以促进能够删除中介的分布式系统。由此，减轻了源自隔离数据存储和中央机构的锁定效应。然而，部署到账本的智能合约会产生对底层区块链的依赖。随着时间的推移，有关合同执行的需求可能会由于相互矛盾的激励措施和安全或性能问题而与所使用的链分离。为了避免一种新形式的锁定对主机区块链的影响，我们引入了智能合约可移植性的概念，允许任何用户以灵活和可验证的方式在区块链之间迁移合约逻辑和状态。由于以太坊虚拟机（EVM）受到众多区块链实现的支持，它为智能合约提供了一个通用的执行环境。我们提供了一个工具箱，可以在执行迁移过程的实体中不需要信任要求的情况下，促进智能合约在与EVM兼容的区块链之间的可移植性。为了证明这个概念的合理性，我们将基于ERC20标准的代币合约以及包含依赖关系的应用程序转移到其他智能合约。我们的评估表明移植的应用程序，包括其当前状态的有效性。
2019-02-11 cs.DC
The Smart Contract Model
本文提出智能合约模型，用博弈论刻画跨链协议中可能拜占庭式的参与方，强调由合约而非参与方决定资产转移输出，以捕捉区块链与经典分布式计算的异同。
2025-02-07 cs.DC
Scalable Performance Evaluation of Byzantine Fault-Tolerant Systems Using Network Simulation
本文提出一种无需修改代码即可接入现有 BFT 实现的高性能网络仿真方法，并通过云实验验证其在大规模下的性能预测准确性，进而评估 PBFT、HotStuff 和 Kauri。
2023-09-29 cs.DC
How centralized is decentralized? Comparison of wealth distribution in coins and tokens
快速发展的分布式账本技术（DLT）最近受到了工业界和学术界研究人员的关注。虽然有很多现有的比特币和以太坊网络的分析（主要是），但观察到缺乏对其他加密项目的测量。本文讨论了有关加密货币中的代币经济学和财富分配的问题。我们分析了14个不同分布式账本项目的顶级加密货币持有者的时间相关统计特性。所提供的度量包括近似的Zipf系数、Shannon熵、Gini系数和Nakamoto系数。我们发现，硬币（在自己独立的网络上运行的加密货币）和代币（在智能合约平台上运行）之间存在数量差异。结果表明，硬币和代币具有不同的近似Zipf系数值和中心化水平。这项工作与DLT相关，因为它可能有助于建模和改进委员会选择过程，特别是在去中心化自治组织（DAO）和委托权益证明（DPoS）区块链中。
2022-07-04 cs.DC
Distributed Ledger Technology based Integrated Healthcare Solution for Bangladesh
本文为孟加拉国提出了一种基于区块链的综合医疗保健应用平台，利用Hyperledger fabric、智能合约和BaaS保障数据安全与协作，并构建国家数据仓库以促进医疗数据共享与净化分析。
2022-05-30 cs.DC cs.IR
Fault-Tolerant Budget Conservation in Distributed Multi-Agent Delegation
Accentrust；Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
本文针对分布式多智能体委托中的预算超支问题，提出基于独占托管信用和操作预留的容错预算保持机制，通过形式化证明与实验验证，确保在故障场景下预算界限不被突破。
2026-10-02 cs.AI cs.CR cs.DC
Application of Blockchain Technology for Educational Platform
如今，每秒钟都会产生大量数据，其中一些数据可以被定义为敏感数据。区块链技术具有私有，安全，透明和分散的数据交换。它适应性强，可用于学术和工业环境中广泛的基于互联网的交互系统。可编程分布式账本（如以太坊、Polkadot、Cardano和其他Web 3.0技术）的重要组成部分是智能合约。智能合约是在全球区块链上执行的程序，代码是公开的，交易中管理的所有数据都是公开的，因此创建了一个可靠的系统，如果设计得当，就不会被欺骗。在本文中，为了使教育系统更加透明和通用，我们将描述一个教育学习平台设计为分布式系统。
2021-12-15 cs.DC
A PoW-less Bitcoin with Certified Byzantine Consensus
针对可信验证者管理的DLT，提出结合改进PBFT与修订FROST的权威证明共识，替换比特币PoW，为数字支付和CBDC提供安全基础。
2023-05-09 cs.DC
Invited Paper: Failure is (literally) an Option: Atomic Commitment vs Optionality in Decentralized Finance
基于区块链的去中心化金融的许多方面都可以理解为经典分布式计算的扩展。在本文中，我们跟踪两个相互关联的概念：失败和容错的演变。在经典的分布式计算中，未能完成多方协议通常归因于硬件故障。容错协议是通过将系统回滚到较早的一致状态来响应此类故障的协议。在拜占庭故障的情况下，故障可能是攻击的结果，容错协议是确保攻击者将受到惩罚并补偿受害者的协议。然而，在现代去中心化金融中，未能完成协议可以被认为是一种合法的选择，而不是违法行为。容错协议确保提供期权的一方不能反悔，并且购买期权的一方向提供方提供公平的补偿（以费用的形式）。我们概述了这些协议的演变，从两阶段提交开始，到定时哈希锁定的智能合约结束。
2021-09-24 cs.DC
The Approach to Managing Provenance Metadata and Data Access Rights in Distributed Storage Using the Hyperledger Blockchain Platform
本文提出了一种基于区块链技术和智能合约的新方法，以创建一个分布式系统来管理出处元数据，以及对分布式存储中数据的访问权，从保护元数据记录免受意外或故意扭曲的角度来看，该系统具有容错性，安全性和安全性。该方法的实现基于许可的区块链和Hyperledger Fabric区块链平台以及Hyperledger Composer。
2018-11-30 cs.DC
