A Mathematical Theory of Hyper-simplex Fractal Network for Blockchain: Part I
本文提出超单纯形分形网络拓扑的数学理论，通过将一维数据块折叠为N维单纯形几何结构，实现近无限可扩展性、分层共识与确定性快速路由，为下一代区块链架构奠定基础。
2024-10-01 cs.DC cs.NI
CliqueStream: an efficient and fault-resilient live streaming network on a clustered peer-to-peer overlay
在最近的对等流媒体文献中，已经提出了几种基于叠加的实时多媒体流媒体平台。在大多数情况下，为了覆盖的鲁棒性，随机选择覆盖邻居。然而，这会导致底层物理网络中距离较远的节点成为邻居，因此数据在到达目的地之前会传输不必要的距离。为了提高多媒体流等大量数据传输的效率，覆盖邻域应该类似于底层网络中的邻近度。在本文中，我们利用最近提出的一个基于集群的覆盖网络，名为eQuus的邻近和冗余属性，建立高效和强大的覆盖多媒体流传播。为了结合树结构覆盖上的内容推送的效率和数据驱动的网格覆盖的鲁棒性，在树结构中组织更高容量的稳定节点以承载长距离业务，并且在局部网格中组织具有间歇性存在的不太稳定的节点。文中详细介绍了覆盖图的构造和故障恢复过程。仿真研究表明该平台具有良好的局部性。分析表明，故障恢复机制引起的中断时间和控制开销是最小的。
2009-03-26 cs.DC cs.MM cs.NI
Spartan: Sparse Robust Addressable Networks
对等（P2P）网络是通过建立在底层网络（通常是互联网）上的虚拟覆盖链路彼此连接的节点的动态集合。P2P网络是高度动态的，并且可能经历非常严重的扰动，即，大量节点连续地加入/离开网络。因此，建立和维护一个稳定的覆盖网络是一个重要的问题，已经被广泛研究了二十年。在本文中，我们提出了我们的\Pe覆盖网络称为稀疏鲁棒可寻址网络（斯巴达）。Spartan可以在$O(\log n)$回合内以完全分布式的方式快速有效地构建。此外，斯巴达覆盖结构可以再次以完全分布式的方式被维持，而不管对抗控制的搅动（即，节点加入和离开）以及节点数量的显著变化。此外，新节点可以在$O(1)$轮内加入委员会，并且离开节点可以在没有任何通知的情况下离开。对于任何固定的$f\ge 1$，网络中的节点数位于$[n, fn]$中。对于某些$P \in O(\log \log n)$，在$P$轮的{ \em any}周期内，最多可添加/删除$εn$节点（对于某些小但固定的$ε> 0$）。尽管网络中存在这种不确定性，但Spartan维护$Θ(n/\log n)$委员会，这些委员会是$Θ(\log n)$节点的稳定且可寻址的集合，每个$Θ(n/\log n)$委员会都以高概率用于$O(polylog(n))$轮。斯巴达的委员会也能够进行持续的计算和相互传递信息。因此，任何为静态网络设计的协议都可以在Spartan上以最小的开销进行…
2020-12-18 cs.DC cs.DS
Network Scaffolding for Efficient Stabilization of the Chord Overlay Network
覆盖网络，其中节点通过由零个或多个物理链路组成的逻辑链路与邻居通信，已经成为现代网络的重要组成部分。从数据中心到物联网设备，覆盖网络用于组织各种流程，以实现搜索和路由等高效操作。这些覆盖网络中的许多在脆弱的环境中操作，其中扰乱逻辑网络拓扑的故障是常见的。自稳定覆盖网络提供了一种管理这些故障的方法，有望从任何弱连接的初始配置构建或恢复特定的拓扑结构。然而，为许多拓扑结构设计有效的自稳定算法并不是一件容易的事情。对于非平凡的拓扑结构，具有理想的属性，如低直径和鲁棒的路由，在面对节点或链路故障，自稳定算法迄今已至少线性运行时间或空间的要求。在这项工作中，我们解决这个问题，提出了一个算法，用于建立一个和弦网络，具有多对数的时间和空间复杂度。此外，我们将讨论如何使用的技术，我们用于建立这个和弦网络可以推广到一个“设计模式”的其他理想的覆盖网络拓扑结构。
2021-09-29 cs.DC
Scaling Blockchain Consensus via a Robust Shared Mempool
由于区块链，人们对拜占庭容错（BFT）系统的兴趣重新抬头。然而，许可区块链使用的基于领导者的BFT共识协议具有有限的可扩展性和鲁棒性。为了缓解BFT共识中的领导者瓶颈，我们引入了Stratus，一个强大的共享内存池协议，它将事务分发从共识中分离出来。我们的想法是让副本以分布式方式传播事务，并让领导者只提出事务ID。Stratus使用可证明可用广播（PAB）协议来确保引用事务的可用性。我们通过将其与最先进的基于BFT的区块链协议集成来实现和评估Stratus，并在LAN和WAN设置中评估这些协议。我们的研究结果表明，基于Stratus的协议实现高达$5\sim20\times$更多的吞吐量比他们的本地同行在一个网络中有数百个副本。此外，Stratus的性能在存在网络入侵、拜占庭攻击者和不平衡工作负载的情况下会优雅地下降。我们的设计提供了易于使用的API，以便其他遭受领导者瓶颈的BFT系统可以使用Stratus。
2022-09-25 cs.DC
Security Analysis of Distributed Ledgers and Blockchains through Agent-based Simulation
在本文中，我们描述了LUNES-Blockchain，这是一个基于代理的区块链模拟器，它依赖于并行和分布式模拟（PADS）技术来获得高可扩展性。该软件被组织为一个多级模拟器，允许模拟一个虚拟环境，由运行特定分布式账本技术（DLT）协议的许多节点组成，例如比特币或以太坊区块链。该虚拟环境在较低级别的对等（P2P）网络覆盖之上执行，该网络覆盖可以基于不同的拓扑结构并具有给定数量的节点和边缘。不同抽象级别的功能由不同的软件模块以不同的时间粒度单独管理。这允许在需要的地方（以及何时）进行准确的模拟，并增强了模拟性能。使用LUNES-Blockchain，可以模拟DLT上不同类型的攻击。在本文中，我们特别关注P2P层，考虑自私挖掘，51%攻击和Sybil攻击。对于自私挖掘和51%攻击，我们的目标是了解攻击者的哈希率（即区块链网络中处理能力的一般度量）可以影响不当行为的结果。另一方面，在过滤拒绝服务（即Sybil攻击），我们调查在底层P2P网络的传播协议，使系统更有弹性的不同数量的节点，丢弃的消息。结果证实了基于模拟的技术的DLT的安全方面的调查的可行性。
2021-09-17 cs.CR cs.DC cs.MA
ElectAnon: A Blockchain-Based, Anonymous, Robust and Scalable Ranked-Choice Voting Protocol
近年来，远程投票变得越来越重要，尤其是在新冠肺炎疫情爆发之后。区块链技术及其去中心化、安全性和透明度等好处鼓励远程投票系统使用区块链。对现有解决方案的分析表明，匿名性、鲁棒性和可扩展性是基于区块链的选举系统中的常见问题。在这项工作中，我们提出了ElectAnon，一个基于区块链的排名选择选举协议，专注于匿名性，鲁棒性和可扩展性。ElectAnon通过使选民能够匿名地通过零知识证明投票来实现匿名性。鲁棒性是通过使用定时状态机消除当局在投票过程中的直接控制来实现的。结果表明，ElectAnon在现有工程中具有可扩展性，因为与以前的工程相比，它将天然气消耗量减少了89%。建议的协议包括一个候选人的建议系统和可交换理货库。扩展也提出了最小化的信任假设的选举当局。我们的代码可以在https://github.com/ceyonur/electanon上找到。
2022-11-08 cs.CR cs.DC
MPO: An Efficient and Low-cost Peer-to-Peer Overlay for Autonomic Communications
术语自主通信（AC）是指能够支持自配置、自修复和自优化的自管理系统。然而，信息反射和收集，缺乏集中控制，不合作等只是AC系统中的一些挑战。我们从理论和实践上对这些问题进行了思考，并得出以下结论：要建立一个理想的自主通信系统，需要解决三个关键问题。出于对AC的需求，我们设计了一个高效，低成本的对等（P2P）覆盖称为玛雅金字塔覆盖（MPO）和结构化P2P覆盖的优点相结合的非结构化P2P。与传统的层次化P2P（即树状结构）覆盖不同，（1）MPO由层次和层组成，利用小世界特性提高了效率，并且由于更新和备份只在相邻的两个层次或层中进行，而不是在更高的层次上递归进行，降低了维护成本。(2)与解决单故障问题的常规冗余机制不同，提出了三信息中心（Tri-IC）机制，通过减轻分层P2P覆盖网络中簇头节点的负载来提高系统的鲁棒性。(3)提出了一种源排序机制，以阻止搭便车和粉饰，并鼓励频繁的信息交换的同行。(4)受Pastry提出的结构化分布式哈希算法的ID结构的启发，在非结构化P2P覆盖中提出了一种3D唯一ID结构。这将保证路由的匿名性，并且将不仅更有效，因为它在非结构化P2P覆盖中应用了类似于DHT的路由算法，而且更适应于适应AC。评价结果表明，MPO具有鲁棒性强、效率高、成本低等优点。
2012-07-03 cs.DC cs.NI
Overlay Network Construction: Improved Overall and Node-Wise Message Complexity
研究分布式覆盖网络构建问题，在GOSSIP-reply和HYBRID两种模型下提出WFT构建协议，实现了O(n log n)的消息复杂度和对数级的轮数开销。
2025-10-12 cs.DC cs.DS
Efficient and Reliable Overlay Networks for Decentralized Federated Learning
University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁斯分校）；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；University of Utah（犹他大学）
我们提出了基于$d$ -正则扩展图的近优覆盖网络，以加速分散式联邦学习（DFL）并提高其泛化能力。在DFL中，大量的客户端通过覆盖网络连接，它们在不共享原始数据的情况下协作解决机器学习问题。我们的覆盖网络设计集成了谱图理论和DFL的理论收敛性和泛化界。因此，我们提出的覆盖网络加速收敛，提高泛化能力，并增强了对DFL中客户端故障的鲁棒性。此外，我们提出了一个有效的算法来转换一个给定的图到一个实际的覆盖网络和维护网络拓扑结构后，潜在的客户端故障。我们用我们提出的网络在各种基准任务上进行数值验证DFL的优势，从图像分类到使用数百个客户端的语言建模。
2021-12-12 cs.DC cs.LG cs.NA
Duet: Co-Optimizing P2P Message Propagation and Rotating-Leader Consensus
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Shanghai Academy of Future Internet Technology（上海未来互联网技术研究院）；Beijing Academy of Blockchain and Edge Computing（北京区块链与边缘计算研究院）；Fudan University（复旦大学）
该研究针对区块链中P2P网络与共识层相互不透明问题，利用区块链可抽象为状态机的特点，提出加速领导者轮转、引入可靠广播范式和构建延迟感知传播树三项改进，集成到相关系统并评估，使峰值吞吐量提升7.26倍。
2026-07-27 cs.DC
IBFT 2.0: A Safe and Live Variation of the IBFT Blockchain Consensus Protocol for Eventually Synchronous Networks
在这项工作中，我们提出了IBFT 2.0（伊斯坦布尔BFT 2.0），这是一个权威证明（PoA）拜占庭容错（BFT）区块链共识协议，它（i）确保立即终结，（ii）在最终同步网络模型中是健壮的，（iii）具有动态验证器集。顾名思义，IBFT 2.0建立在IBFT区块链共识协议的基础上，保留了所有原始功能，同时解决了我们之前的一项工作中描述的安全性和活跃度限制。在本文中，我们提出了一个高层次的描述IBFT 2.0协议和相关的鲁棒性证明。协议的正式规范和相关的正式证明将是一个单独的工作主体的主题。我们还设想了一个单独的工作，将提供详细的实施规范IBFT 2.0。
2019-09-23 cs.DC
A Learning-Augmented Overlay Network
Technical University of Berlin（柏林工业大学）；Universidade Federal de Minas Gerais（米纳斯吉拉斯联邦大学）
本文研究如何将机器学习建议整合到叠加网络中，以适应需求变化。提出LASLiN算法，使其在预测准确时性能接近最优SLN，在预测错误时保持O(log²n)鲁棒性。
2026-03-26 cs.DC
Time- and Communication-Efficient Overlay Network Construction via Gossip
本文提出一种基于 Gossip 的分布式覆盖网络构建协议，可在 polylog n 轮内仅用 Õ(n) 条消息将任意连通图重构为常数度扩展图，并利用图草图实现时间与通信双重高效。
2023-11-28 cs.DC
DistHash: A robust P2P DHT-based system for replicated objects
在今天的互联网上，计算和通信环境比传统的分布式系统更加复杂和混乱，缺乏任何集中式组织或分层控制。由于P2P网络为大规模的数据共享、内容分发和应用层组播提供了良好的基础，因此P2P网络的研究受到了广泛的关注。在本文中，我们提出了DistHash，一个P2P覆盖网络，旨在共享大规模的高度动态的基础设施的背景下复制的分布式对象的大集合。我们提出了原始的解决方案，以实现最佳的消息路由的跳数和吞吐量，副本之间提供了足够的一致性方法，以及提供一个容错基板。
2011-06-27 cs.DC
An Efficient and Robust Committee Structure for Sharding Blockchain
如今，分片被认为是将传统区块链协议从低可扩展性中拯救出来的一种有前途的方法。然而，这种技术也带来了一些潜在的风险和巨大的通信开销。设计不当可能会导致不同委员会之间的状态不一致。此外，不幸的是，由跨分片事务引起的通信开销降低了系统的性能。在本文中，我们首先总结了所有分片区块链设计者面临的五个基本问题。对于每一个问题，我们讨论其关键挑战，并提出我们建议的解决方案。为了打破绩效瓶颈，我们提出了一个声誉机制来选择领导者。在我们的设计中的信誉反映了每个节点的诚实的计算资源。此外，我们引入了一个裁判委员会和部分集在每个委员会，并设计了一个恢复过程中的情况下，领导者是恶意的。在这个设计下，我们证明了恶意的领导者不会伤害系统，并且会被驱逐。此外，我们进行了一系列的模拟来评估我们的设计。结果表明，根据信誉度选择领导者可以显著提高系统的性能。
2021-12-31 cs.CR cs.DC
BeerReview: A Blockchain-enabled Peer Review Platform
BeerReview是一个基于区块链的同行评审平台，通过开源方式解决传统评审中的抄袭、恶意攻击和数据访问问题，提供更安全的知识产权保护。
2024-05-30 cs.CY cs.DC
Robust Blockchained Federated Learning with Model Validation and Proof-of-Stake Inspired Consensus
University of Delaware（特拉华大学）；Deakin University（迪肯大学）；University of Oulu（奥卢大学）
联邦学习（FL）是一种很有前途的分布式学习解决方案，它只交换模型参数而不泄露原始数据。然而，FL的集中式架构容易受到单点故障的影响。此外，FL不会检查本地模型的合法性，因此即使是一小部分恶意设备也会破坏全局训练。为了解决FL的这些鲁棒性问题，在本文中，我们提出了一个基于区块链的分散FL框架，称为VBFL，通过在区块链架构中利用两种机制。首先，我们引入了一种新的去中心化验证机制，使得本地模型更新的合法性由单个验证器检查。其次，我们设计了一个专用的权益证明共识机制，其中权益更频繁地奖励给诚实的设备，这通过增加它们指定附加到区块链的块的机会来保护合法的本地模型更新。我们对MNIST分类的仿真结果证实，在15%的恶意设备中，VBFL实现了87%的准确性，比Vanilla FL高7.4倍。
2021-01-09 cs.AI cs.CR cs.DC
Robust Zero Trust Architecture: Joint Blockchain based Federated learning and Anomaly Detection based Framework
Deakin University（迪肯大学）；School of IT（信息技术学院）
本文提出一种面向去中心化物联网的鲁棒零信任架构，结合基于区块链的联邦学习抵御恶意更新，并利用自适应无监督聚类与增量异常检测算法进行信任计算与零日攻击防范。
2024-06-24 cs.CR cs.DC cs.LG
Recent Advances of Blockchain and its Applications
区块链是一种新兴的去中心化的数据汇集、共享和存储技术，它为各种现实世界的用例提供了丰富的透明、安全、防篡改、安全和健壮的账本服务。近年来，区块链技术本身以及采用区块链的应用程序都有了显着的发展。现有的大多数调查都局限于区块链或应用程序的几个特定问题，难以描绘当前巨型区块链生态系统的全貌。在本文中，我们调查了区块链技术及其在现实世界应用中最活跃的研究课题的最新进展。我们首先回顾了一般区块链系统中共识机制和存储机制的最新发展。然后对区块链支持的物联网，边缘计算，联邦学习和几个新兴应用进行了广泛的文献，包括医疗保健，COVID-19大流行，社交网络和供应链，其中详细讨论了每个特定的研究主题。最后，我们讨论了未来的方向，挑战和机遇，在学术界和工业界。
2022-08-16 cs.CR cs.DC
Towards an Enterprise-Ready Implementation of Artificial Intelligence-Enabled, Blockchain-Based Smart Contracts
区块链技术和人工智能（AI）是当前研究和实践的热点。然而，它们结合起来的潜力最近才得到更大程度的研究。虽然已经讨论了结合AI和区块链的不同用例，但到目前为止，通过使用AI或机器学习（ML）模型使基于区块链的智能合约能够执行“更智能”决策的想法仅在概念层面上被考虑过。它仍然是开放的，如何以一种强大的方式为现实世界的应用程序实现这种支持人工智能的智能合约。因此，在本文中，提出了一种新的、企业级的支持AI的智能合约实现，并讨论了有关其可行性的初步见解。
2020-03-21 cs.CR cs.DC
BlueBottle: Fast and Robust Blockchains through Subsystem Specialization
Mysten Labs；University College London（伦敦大学学院）；Circle；Pod Network
研究针对区块链共识的三难困境，提出两层共识架构BlueBottle。核心层BB-Core降低终结延迟，实验显示比Mysticeti低20-25%。防护层BB-Guard提供去中心化时间戳等功能，共同实现高吞吐量下的乐观亚秒级终结。
2026-07-07 cs.CR cs.DC
Towards Robust Blockchain Price Oracle: A Study on Human-Centric Node Selection Strategy and Incentive Mechanism
本文针对区块链预言机节点选择中的安全与服务质量困境及利益冲突，提出匿名高声誉节点选择方案与基于Stackelberg博弈的激励机制，实验证明在保障安全与各方收益下将价格数据方差降低约55%。
2024-10-16 cs.CE cs.CR cs.DC
AetherWeave: Sybil-Resistant Robust Peer Discovery with Stake
Princeton University（普林斯顿大学）；The Hebrew University（希伯来大学）
AetherWeave通过质押机制提高P2P网络的抗Sybil能力，同时保障隐私，采用加密承诺方案限制发现请求，并通过链上惩罚机制确保网络鲁棒性。
2026-03-24 cs.CR cs.DC
AI-enabled Blockchain: An Outlier-aware Consensus Protocol for Blockchain-based IoT Networks
University of Central Florida（中佛罗里达大学）
提出了一种使用机器学习在基于区块链的物联网网络中实现安全和鲁棒共识的新框架。Hyperledger fabric是作为Hyperledger项目的一部分开发的区块链平台，虽然看起来非常适合物联网应用程序，但在不可信的环境中对恶意活动的容忍度相对较低。为此，我们提出了具有两步共识协议的AI启用区块链（AIBC），该协议使用离群值检测算法在超级账本结构平台上实现的物联网网络中达成共识。异常感知共识协议利用监督机器学习算法，该算法在第一步中通过学习的检测器检测异常活动。然后，数据通过超级账本结构中固有的实用拜占庭容错（PBFT）共识协议进行账本更新。我们衡量和报告我们的框架在各种延迟组件方面的表现。结果表明，我们实现的AIBC网络（两步共识协议）通过略微降低延迟性能，提高了超级账本结构在容错方面的性能。
2019-08-09 cs.DC cs.LG cs.NI
Don't Mine, Wait in Line: Fair and Efficient Blockchain Consensus with Robust Round Robin
权益证明系统在每一轮中随机选择一个参与者作为共识领导者，该领导者将链扩展到下一个区块，使得选择概率与拥有的权益成比例。然而，分布式随机数生成是出了名的困难。从前面的块中获得随机性的系统是完全不安全的;提供安全随机选择的解决方案由于其高通信复杂性而效率低下;并且平衡安全性和性能的方法表现出选择偏差。当区块创建获得新的股权奖励时，即使是微小的偏差也会产生严重的累积效应。在本文中，我们提出了鲁棒轮循，一个新的共识计划，解决这个选择问题。我们通过从现有的基础设施（如英特尔的SGX处理器）引导，或从初始公平分布开始挖掘，来创建可靠的长期身份。对于领导者选择，我们使用确定性方法。在每一轮中，我们以循环方式选择一组先前创建的身份作为共识领导者候选人。由于简单的循环是容易受到攻击，并提供穷人的活力，我们补充这种确定性的选择政策与一个轻量级的背书机制，这是一个互动的协议之间的领导者候选人和其他系统参与者的一个小子集。我们的解决方案具有较低的良好效率，因为它不需要昂贵的分布式随机生成，并且它提供了块创建公平性，这在奖励新权益的部署中至关重要。
2020-05-18 cs.CR cs.DC
Capacity Analysis of Public Blockchain
作为分布式账本，区块链运行共识协议，该协议以一致性交换容量，特别是在具有不完整连接和错误链接的非理想网络中。现有的关于能力和一致性之间的权衡的研究只是定性的或依赖于具体的假设。本文提出了离散时间马尔可夫链模型来量化非理想网络中基于工作量证明的公共区块链的容量。在区块链的最终一致性下，综合模型被折叠为遍历，实现了区块链容量的可处理性和有效评估。在两个矿工的情况下，推导出一个封闭形式的表达的能力。另一个重要的方面是，我们扩展了遍历模型来分析强一致性下的容量，评估区块链对双重支出攻击的鲁棒性。通过模拟验证，所提出的模型是准确的，并揭示了链路质量和挖掘率分布对区块链容量和过期块比率的影响。
2021-06-27 cs.CR cs.DC cs.NI
Spectral Sentinel: Scalable Byzantine-Robust Decentralized Federated Learning via Sketched Random Matrix Theory on Blockchain
Department of Computer Science \& Engineering
Spectral Sentinel通过在区块链上应用简化的随机矩阵理论，实现对大规模非IID数据的拜占庭鲁棒性联邦学习，提供高效的检测与聚合框架。
2025-12-14 cs.DC cs.LG
Blockchain for Decentralization of Internet: Prospects, Trends, and Challenges
本文综述区块链用于互联网去中心化的方法，聚焦共识算法（PoP、Paxos、PoAH）及未来互联网技术对区块链的优化，以实现稳健安全的去中心化计算系统。
2020-11-02 cs.DC cs.ET cs.NI
On Replacing Cryptopuzzles with Useful Computation in Blockchain Proof-of-Work Protocols
本研究针对区块链PoW协议依赖密码谜题造成计算资源浪费的问题，全面分析了用有用计算任务替代密码谜题的前置条件，梳理现有设计方案，指出当前研究空白，为构建更可持续的区块链共识机制提供参考。
2024-05-14 cs.CR cs.DC
Usable Agent Discovery for Decentralized AI Systems
Department of Computer Science（计算机科学系）；University of Pisa（比萨大学）；Institute of Information Science and Technologies（信息科学与技术研究所）；National Research Council of Italy（意大利国家研究理事会）；Institute of Informatics and Telematics（信息学与电信研究所）
本文研究了在双层 churn 情况下去中心化代理发现，比较了不同机制在路由效率、鲁棒性和服务准备度方面的表现。
2026-04-25 cs.AI cs.DC cs.MA
IP over P2P: Enabling Self-configuring Virtual IP Networks for Grid Computing
对等（P2P）网络主要集中在面向任务的网络，网络构建为单一的应用程序，即文件共享，DNS缓存等，在这项工作中，我们介绍IPOP，一个系统，用于创建虚拟IP网络上的P2P覆盖。IPOP通过将网格资源聚合到一个与物理网络完全隔离的虚拟IP网络中，实现了对跨越多个域的网格资源的无缝访问。IPOP提供的虚拟IP网络支持在健壮的、自配置的P2P覆盖上部署现有的基于IP的协议。我们目前的实施细节，以及从LAN，WAN和行星实验室测试的实验测量结果。
2006-03-22 cs.DC cs.NI
ReputationChain: Robust Trust Updating for Blockchain-Enabled Supply Chains
Key Laboratory of Aerospace Information Security and Trusted Computing, Ministry of Education, School of Cyber Science and Engineering, Wuhan University（武汉大学网络空间安全学院）；School of Artificial Intelligence (School of Blockchain Industry), Chengdu University of Information Technology（成都信息工程大学人工智能学院（区块链产业学院））；Human Environment Technology Systems Centre, Mykolas Romeris University（米科拉斯·罗梅里斯大学人类环境技术系统中心）；Azerbaijan State Oil and Industry University（阿塞拜疆国立石油工业大学）；The University of Faisalabad（费萨拉巴德大学）
该研究提出ReputationChain框架，以区块链为证据溯源层，通过多维度规则优化声誉计算，在供应链模拟中显著降低合谋收益与声誉膨胀率，提升新参与者声誉并降低错误低信任率。
2026-08-05 cs.CR cs.DC
Consensus in Blockchain Systems with Low Network Throughput: A Systematic Mapping Study
区块链技术起源于加密货币。因此，大多数区块链技术都假设一个具有快速稳定网络的环境。然而，在一些基于区块链的系统中，例如，在供应链管理（SCM）系统中，一些物联网（IOT）节点有时只能依靠低质量的网络来达成共识。因此，理解现有共识算法在这样的环境中的适用性是至关重要的。我们进行了系统的映射研究，以评估和比较现有的共识机制的能力，提供不同的网络属性的完整性和安全性。我们的研究从已发表和预印本文献中确定了25种最先进的共识算法。我们基于已建立的性能和完整性指标以及众所周知的区块链安全问题，对共识算法进行了定性分类和比较。结果表明，共识算法依赖于同步网络的正确性不能提供预期的完整性。考虑到有限的网络吞吐量，这种共识算法也可能容易受到分布式拒绝服务（DDOS）和路由攻击。相反，异步共识算法，例如，Honey-BadgerBFT被认为对这些攻击中的许多攻击更鲁棒，并且可以在恶意事件中提供高完整性。
2021-03-04 cs.CC cs.DC cs.PF
Barracuda: The Power of $\ell$-polling in Proof-of-Stake Blockchains
区块链是由分布式节点组维护的顺序事件数据库。区块链中的一个关键共识问题是确定序列中的下一个块（数据元素）。许多区块链通过选择一个新节点来提出每个新区块来解决这个问题。新区块（通常）附加到提议者的本地区块链的顶端，随后广播到网络的其余部分。如果没有网络延迟（或对抗行为），这个过程将给出一个完美的链，因为每个提议者都对区块链有相同的看法。实践中的一个主要挑战是分叉。由于网络延迟，提议者可能还没有最新的区块，因此可能会创建一个从主链中间分支出来的侧链。分叉降低了吞吐量，因为只有一个主链可以生存，所有其他块都被丢弃。我们提出了一个新的P2P协议，称为梭子鱼，其中每个提议者，提出一个块之前，轮询$\ell$其他节点的本地块树信息。在随机网络模型下，我们证明了这种轻量级原语提高了吞吐量，就好像整个网络是一个因素的$\ell$更快。我们提供了如何在实践中实施梭子鱼的指导方针，保证了对几个现实因素的鲁棒性。
2019-09-18 cs.CR cs.DC cs.IT
zScore: A Universal Decentralised Reputation System for the Blockchain Economy
Siebel School of Computing and Data Science（西贝尔计算与数据科学学院）；Zeru Finance（Zeru金融公司）；Rig AI（Rig人工智能公司）；Georgia State University（佐治亚州立大学）
本文提出 zScore 去中心化声誉系统，结合 AI 神经网络与 zkTLS 链上凭证，从钱包行为推导声誉，用于评估链上信用worthiness 并过滤恶意活动。
2025-02-17 cs.CE cs.CY cs.DC
