Proof-of-Turn: Blockchain consensus using a round-robin procedure as one possible solution for cutting costs in mobile games
本文提出基于区块链的 Proof-of-Turn 共识机制，结合多种智能合约设计，以降低移动端回合制游戏的服务器成本并提升玩家间信任。
2023-04-14 cs.DC
Multiple Sides of 36 Coins: Measuring Peer-to-Peer Infrastructure Across Cryptocurrencies
Category Labs；University of Göttingen（哥廷根大学）；Ethereum Foundation（以太坊基金会）
本文首次对36个公共区块链网络进行纵向跨网络测量，通过部署爬虫、利用以太坊协议推断元数据及全网扫描等方法，揭示其规模差异、IP使用趋势等特征，提出大规模测量去中心化网络的通用框架以支持透明评估。
2025-11-19 cs.DC
ANKA: A Decentralized Blockchain-based Energy Marketplace for Battery-powered Devices
ANKA是一个基于区块链的完全去中心化能源市场，用于电池供电设备的点对点交易，成本低于中心化方案，并支持按位置和电压选择能源。
2023-12-28 cs.DC
LightChain: Scalable DHT-Based Blockchain
作为一种仅附加的分布式数据库，区块链被用于各种各样的应用，包括加密货币和物联网（IoT）。现有的区块链解决方案在通信和存储可扩展性以及去中心化方面存在不足。在本文中，我们提出了LightChain，这是第一个在参与节点的分布式哈希表（DHT）上运行的区块链架构。LightChain是一个无需许可的区块链，它在网络中提供可寻址的区块和交易，使所有对等体都可以有效地访问它们。每个块和事务都在对等体的DHT内复制，并以按需方式检索。因此，LightChain中的节点不需要检索或保留整个账本。LightChain是公平的，因为所有参与的同行都有统一的机会参与共识，而不管他们的影响力如何，如哈希能力或股份。我们提供了正式的数学分析和实验结果（模拟和云部署）来证明LightChain的安全性，效率和公平性，并表明LightChain是唯一可以在对等点的腐败多数权力下提供完整性的现有区块链。正如我们通过实验证明的那样，与比特币和以太坊等主流区块链相比，LightChain需要的每个节点存储空间大约小66倍，将新节点引导到系统的速度大约快380倍，并且每个LightChain节点参与协议的可能性相同。
2021-09-01 cs.CR cs.DC
Improving Energy Efficiency of Permissioned Blockchains Using FPGAs
像Hyperledger Fabric这样的许可区块链在企业应用程序的实现中已经变得非常流行。最近的研究主要集中在提高许可区块链的性能，而没有考虑其功耗/能耗。在本文中，我们进行了全面的实证研究，以了解Hyperledger Fabric（主要瓶颈节点）中验证器对等体的能效（吞吐量/能量）。我们从文献中挑选了一些验证器对等体的优化（分配CPU，软件块缓存和基于FPGA的加速器）。首先，我们提出了一种方法来测量两个计算平台（仅CPU和CPU+FPGA）的功耗/能耗。然后，我们使用我们的方法来评估一组不同的验证器对等配置的能源效率，并提出了许多有用的见解。通过仔细选择软件优化和FPGA加速器配置，与普通验证器对等体相比，我们将验证器对等体的能效提高了10 $\times$（即，确认器对等体的能量感知供应可以在消耗相同量的能量的同时多递送10 $\times$的吞吐量）。从绝对值来看，这意味着验证器对等体使用在配备AMD/Xilinx Alveo U250 FPGA卡的4核服务器上运行的软件块高速缓存，可以实现23，000 tx/s，功耗为118 W。
2022-10-21 cs.DC cs.PF
Please, do not decentralize the Internet with (permissionless) blockchains!
去中心化互联网的旧咒语再次大张旗鼓地出现，这一次是围绕区块链技术炒作。我们已经看到了一种被认为会改变互联网本质的技术：点对点。现实是，点对点命名系统失败了，点对点社交网络失败了，是的，点对点存储也失败了。在本文中，我们将回顾在过去几年中的分布式系统的研究，以确定开放的对等网络的限制。我们将解决系统复杂性、安全性和脆弱性、不稳定性和性能等问题。我们将展示上述问题中有多少也适用于最近的无许可区块链网络。这些系统对成熟工业应用的适用性被同样的属性所破坏，这些属性使它们对自由主义者的观众如此有趣：即它们的开放性，伪匿名性和不受监管的加密货币。因此，我们认为，无许可的区块链网络不适合作为去中心化互联网的基础。然而，仍然有希望实现更多的去中心化，尽管在形式上相对于去中心化互联网的自由主义观点有所限制：与当今世界主导的超级大国合作，而不是竞争。这源于最近对拜占庭容错和许可区块链的兴趣激增，这为使用可信第三方并不是仲裁实体集合的唯一方式的世界打开了大门。通过许可的区块链建立信任的能力使控制权从中心转移到边缘，真正实现了以边缘为中心的计算的承诺。
2019-04-30 cs.CR cs.CY cs.DC
A Lockable ERC20 Token for Peer to Peer Energy Trading
在本文中，我们使用区块链技术解决实物资产的数字化问题，重点关注分散能源市场上的能源和点对点交易。因为它们是远期市场并且在前一天的时间轴上操作，所以能源交易仅在能源输送的移动时结算。通过第三方托管锁定能量代币的选项成为一个非常理想的功能。因此，我们定义了一个可锁定的ERC20令牌，为所有者提供了使用智能合约锁定其部分令牌的选项。可以指定时间锁和托管方账户或智能合约，允许在满足某些业务条件时解锁令牌。为了验证的目的，我们考虑了一个点对点的能源交易场景，其中可锁定的ERC20代币被用来减少生产者的能源盈余。在这种情况下，在区块链交易中提交的能源代币被成功锁定，直到实际交付能源，结算考虑到能源表的监测数据。
2021-11-03 cs.DC
When Internet of Things Meets Blockchain: Challenges in Distributed Consensus
区块链被认为是物联网（IoT）的一项有前途的技术，因为它为分散式网络提供了重要的解决方案，可以解决信任和安全问题，高维护成本问题等。区块链提供的分散化在很大程度上可以归因于共识机制的使用，它可以在没有任何第三方参与的情况下以分布式方式进行点对点交易。本文首先介绍了区块链的基本概念，并说明了为什么共识机制在区块链支持的物联网系统中起着不可或缺的作用。然后，我们讨论了两个著名的共识机制，包括工作量证明（PoW）和权益证明（PoS）的主要思想，并列出了它们在物联网中的局限性。接下来，两种主流的基于直接无环图（DAG）的共识机制，即，Tangle和Hashgraph，以说明为什么DAG共识比PoW和PoS更适合物联网系统。最后讨论了基于DAG的共识机制在未来需要解决的问题和挑战。
2019-05-15 cs.DC
Blockchain-enabled Energy Trading and Battery-based Sharing in Microgrids
本文提出基于区块链的微电网能源共享算法，通过P2P模型与智能合约实现去中心化，使缺乏资金的消费者能利用储能设备获取能源，相比传统算法显著减少能源浪费与电网购买量。
2024-04-25 cs.DC
Smart Grid Management using Blockchain: Future Scenarios and Challenges
能源系统的分散管理和协调是新兴趋势，物联网和区块链的采用为更安全，更有弹性和更有效的能源分配提供了新的机会。尽管分布式账本技术在能源领域的应用前景广阔，但分散式智能电网管理解决方案的开发仍处于早期阶段。在本文中，我们定义了一个基于区块链的智能电网管理平台的分层架构，该平台具有能源数据计量和防篡改注册，通过智能合约执行业务，以及基于Oracle的高计算服务集成，支持未来电网管理方案的实施。从使用拟议的区块链平台及其相关挑战的实施角度讨论了三种这样的场景：点对点能源交易，分散管理，以及能源灵活性的聚合和面向社区的虚拟电厂的运营。
2020-12-11 cs.DC
On the Serverless Nature of Blockchains and Smart Contracts
虽然历史上术语无服务器也用于对等系统的上下文中，但它更经常与开发云原生应用程序的架构风格相关联。从开发人员的角度来看，无服务器架构允许减少管理工作，因为应用程序是使用提供商管理的组件组成的，例如，数据库即服务（DBaaS）和功能即服务（FaaS）产品。区块链是分布式系统，旨在实现涉及多个不受信任方的协作场景。区块链的去中心化点对点性质似乎使其在无服务器架构中考虑变得有趣，因为资源分配和管理任务不需要由用户执行。此外，考虑到其确保交易不变性和促进负责任的交互的有用特性，区块链可能会增强无服务器架构的整体保证和能力。因此，在这项工作中，我们分析了区块链技术和智能合约如何适应无服务器环境，并推导出一组场景，在这些场景中，它们在无服务器架构中充当不同的组件类型。此外，我们还制定了在这些场景中成功使用区块链和智能合约所必须满足的实施要求。最后，我们调查现有的技术，使这些方案，并分析其准备和适用性，以满足制定的要求。
2020-11-24 cs.CR cs.DC
Analysis of Blockchain Assisted Energy Sharing Algorithms with Realistic Data Across Microgrids
本文分析集中式、点对点及新提出的自私共享算法在微电网间能源共享中的可行性，基于真实数据发现跨县域共享优于县域内，且P2P共享效果最佳，可显著降低电网依赖。
2024-11-07 cs.DC
Privacy-Preserving P2P Energy Market on the Blockchain
Quartierstrom为本地产生的太阳能创造了一个点对点的市场。该市场作为智能合约在由所有生产者管理的许可区块链上实现。提出了两个隐私设计概念，保证用户的个人负载配置文件不会泄露给任何第三方，尽管使用区块链。第一种方法利用基于UTXO的硬币混合协议与基于账户的链上智能合约相结合。第二种方法依赖于在可信执行环境中运行的链下智能合约。
2019-05-20 cs.CR cs.DC
Blockchain based Secure Energy Marketplace Scheme to Motivate Peer to Peer Microgrids
针对微电网剩余能源交易依赖第三方导致的成本与安全问题，本文提出基于区块链智能合约和屏蔽执行环境的点对点安全能源市场方案。
2024-05-20 cs.CR cs.DC
Blockchain Transaction Processing
区块链是一个只附加的区块链表，在每个参与节点上维护。每个区块记录一组交易及其相关的元数据。区块链交易作用于存储在每个节点上的相同分类账数据。区块链最初被Satoshi Nakamoto认为是一种点对点的数字商品（也称为加密货币）交换系统。区块链由于其固有的不可变性而受到关注-一旦块被接受，它就无法恢复。
2021-08-04 cs.CR cs.DB cs.DC
How Much Communication Resource is Needed to Run a Wireless Blockchain Network?
区块链建立在点对点网络上，依赖于分布式节点之间的频繁通信。特别是，在区块链中发挥关键作用的共识机制（CM）对通信资源要求很高，并且在很大程度上决定了区块链的安全边界和其他关键性能指标，如交易吞吐量，延迟和可扩展性。大多数区块链系统都是在提供足够通信资源的假设下，在先进设备中运行的稳定有线通信网络中设计的。然而，可以预见的是，大多数区块链节点对等体将在未来通过无线网络连接。受高度动态的无线信道和稀缺频谱的限制，通信可以显著影响区块链的关键性能指标。因此，在本文中，我们提出了各种常用CM下的无线区块链网络（WBN），并回答了运行这样一个网络需要多少通信资源的问题。我们首先介绍了区块链程序的四个阶段中通信的作用。然后，我们讨论了三种最常用的区块链CM（即工作量证明（PoW），实用拜占庭容错（PBFT）和Raft）的通信资源提供与WBN性能之间的关系。最后，我们提供了分析和模拟结果，以显示通信资源提供对区块链性能的影响。
2021-01-24 cs.CR cs.DC
Blockchain of Things (BCoT): The Fusion of Blockchain and IoT Technologies
区块链和物联网（IoT）被认为是两种主要的颠覆性新兴技术。然而，两者都在一定程度上受到先天技术的限制。物联网需要加强其安全功能，而区块链由于其广泛使用加密机制而固有地拥有这些功能，而区块链则以相反的方式需要分布式节点对其P2P（对等）共识模型的贡献，而物联网基本上将其体现在其架构中。因此，本章尖锐地剖析了将区块链与物联网技术相结合的可行性以及未来的挑战，引入了物联网区块链（BCoT）的概念，以及这种整合可以提供的好处。
2019-10-04 cs.DC cs.NI
Blockchain based trust & authentication for decentralized sensor networks
传感器网络和无线传感器网络（WSN）是物联网发展的关键组成部分。这些网络受到两种约束。通过可变性和进化性以及诸如能量消耗、计算复杂性或存储器使用的约束节点资源来表示适应性。在这种情况下，现有的协议和模型都不允许可靠的对等身份验证和信任级别管理。在虚拟经济交易领域，比特币提出了一种新的去中心化和进化的方式，通过区块链来建模和确认对等网络中的信任和数据有效性。提出了一种基于区块链技术的传感器网络安全模型及其协议，以保证传感器网络从生命周期的开始到结束，加密认证数据的有效性和完整性，并关联节点的信任级别。
2017-06-06 cs.CR cs.DC
SCRamble: Adaptive Decentralized Overlay Construction for Blockchain Networks
Athens University of Economics and Business（雅典大学经济与商业学院）
SCRamble通过创新的链接选择策略，减少区块链网络中的区块传播时间，提升交易吞吐量和系统安全性。
2026-01-15 cs.DC cs.NI
Blockchain based Decentralized Applications: Technology Review and Development Guidelines
区块链或分布式账本技术是一种颠覆性技术，为开发分散式应用程序提供基础设施，即使在传统的集中式领域也能实现新的业务模式。在过去的几年里，它引起了学术界、技术开发人员和初创公司的高度兴趣，因此开发了许多解决方案来解决区块链技术的局限性和应用程序软件工程的要求。在本文中，我们全面概述了DLT解决方案，分析了所解决的挑战，提供的解决方案及其在开发分散式应用程序中的使用。我们的研究回顾了100多篇区块链论文和创业计划，从中我们为去中心化应用构建了一个基于3层的架构，并使用它来系统地分类技术解决方案。协议和网络层解决方案解决数字资产注册、交易、数据结构、隐私和业务规则实施以及点对点网络的创建、账本复制和基于共识的状态验证。扩展层解决方案解决了存储大小、事务吞吐量和计算能力方面的可扩展性问题。最后，Federated Tier聚合了跨多个区块链应用程序部署的集成解决方案。本文最后讨论了开发去中心化应用程序的挑战和机遇，为去中心化传统系统的设计和实现去中心化应用程序提供了一个多步骤的指导方针。
2020-03-16 cs.DC
Stability and Scalability of Blockchain Systems
区块链范式提供了一种用于对等（P2P）网络上的内容传播和分布式共识的机制。虽然这种模式已被广泛采用的行业，它还没有被仔细分析，在其网络规模方面的对等点的数量。区块链系统的应用，如加密货币和物联网，需要这种形式的网络扩展。在本文中，我们提出了一个新的随机网络模型的区块链系统。我们确定了一个称为\emph{one-endedness}的结构属性，我们证明这在任何区块链系统中都是可取的，因为它与对等体之间的分布式共识直接相关。我们证明了网络的随机稳定性足以证明区块链的一端性。我们进一步确定，我们的模型属于一类网络模型，称为单调可分模型。这使我们能够建立稳定区域的上界和下界。稳定性的界限取决于P2P网络通过其电导的连通性，并允许我们分析区块链系统在大型P2P网络上的可扩展性。我们使用来自比特币网络的合成数据和真实数据来验证我们的理论见解。
2020-12-19 cs.DC cs.IT cs.SI
Blockchain Nodes are Heterogeneous and Your P2P Overlay Should be Too: PODS
针对区块链P2P覆盖网络因忽略节点异构性导致的性能与安全问题，提出PODS架构，允许节点按需归属多个异构域并定制协议，实验证明其节点发现机制在跳数和成功率上优于传统架构。
2023-06-28 cs.DC
Active External Calls for Blockchain and Distributed Ledger Technologies: Debunking cited inability of Blockchain and DLT to make external calls
区块链和其他分布式账本技术使点对点网络能够维护具有不可变历史和有保证计算的账本，所有这些都不需要可信方。在实践中，很少有区块链应用程序是封闭的，即不与区块链外部的世界交互，并且已经提出并使用各种技术来处理这种交互。一个问题是，人们普遍认为，由于区块链网络的去中心化性质以及确保信任和确定性的约束，这种通信只能流入区块链，并且区块链系统无法发起和执行对外部系统或服务的调用。在本文中，我们通过构建我们先前提出的解决方案来证明这种误解是先入为主的，以证明这种调用可以以可行和有效的方式直接从区块链本身发起。
2023-01-10 cs.CR cs.DC cs.NI
Charting the Uncharted: The Landscape of Monero Peer-to-Peer Network
本研究提出在无时间戳的更新协议下，基于TCP流数据推断门罗币P2P网络节点连接的方法，首次揭示其拓扑与超级节点作用，准确性随观测时间提升，为协议与安全改进提供洞见。
2025-04-22 cs.DC
Fission: A Provably Fast, Scalable, and Secure Permissionless Blockchain
我们介绍了Fission，这是一种新的无权限区块链，在系统吞吐量和交易确认时间方面实现了可扩展性，同时保留了区块链平等和去中心化的核心价值。Fission通过采用一种新的延迟-惰性管道模型来克服系统吞吐量瓶颈，该模型通过块管道实现非常高的系统吞吐量，自适应分区机制可以自动扩展到交易量，以及可证明安全的节能共识协议，以确保安全性和鲁棒性。Fission应用由中继网络和对等网络组成的混合网络。中继网络的目标是通过最小化信息传播延迟来最小化交易确认时间。为了优化中继网络中存在的流失，动态网络拓扑结构和网络异构性的性能，我们提出了一种超快速的博弈论中继选择算法，实现了近最优的性能在一个完全分布式的方式。Fission的点对点网络补充了中继网络，并通过使用户能够贡献其存储和带宽用于信息传播（有激励）来提供非常高的数据可用性。我们提出了一个分布式的在线数据检索策略，最佳卸载中继网络，而不会降低系统性能。通过以整体的方式重新创新区块链技术的所有核心元素-计算，网络和存储，Fission旨在实现可扩展性，安全性和分散性之间的最佳平衡。
2018-12-14 cs.CR cs.DC cs.NI
Ownership preserving AI Market Places using Blockchain
我们提出了一个基于区块链的系统，允许数据所有者，云供应商和AI开发人员在不信任的AI市场中协作训练机器学习模型。数据是一种非常有价值的数字资产，是获取业务洞察的核心。我们的系统使数据所有者能够保留其数据的所有权和隐私，同时仍然允许AI开发人员利用数据进行培训。同样，人工智能开发人员可以利用云计算供应商的计算资源，而不会失去其训练模型的所有权或隐私。我们的系统协议旨在激励所有三个实体-数据所有者，云供应商和AI开发人员在分布式账本上如实记录他们的行为，以便区块链系统提供可验证的不当行为和争议解决证据。我们的系统在Hyperledger Fabric上实现，可以为不保证数据或模型隐私的集中式AI系统提供可行的替代方案。我们给出了实验性能结果，展示了在不同网络配置下其交易的延迟和吞吐量，其中区块链上的对等点可能分布在不同的网络中心和地理位置。我们的研究结果表明，所提出的解决方案可以很好地扩展到大量的数据和模型所有者，并且可以在12个节点的非优化区块链网络上每秒训练多达70个模型，在24个节点的网络中每秒大约训练30个模型。
2020-01-18 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
Blockchain-Based Cloud Manufacturing: Decentralization
最近，在制造业社区的研究人员中，对云制造（CM）领域的兴趣越来越大。云制造是一种受云计算启发的客户驱动的制造模式，其主要目标是提供无处不在的按需服务访问。然而，当前的CM架构遭受与基于集中式的工业网络框架和第三方操作相关联的问题。简而言之，集中式网络在灵活性、效率、可用性和安全性方面存在问题。因此，本文旨在通过将一个正在进行的项目引入基于区块链技术的云制造分散网络架构来解决这些问题。从本质上讲，本文介绍了区块链技术作为多个云制造提供商的去中心化对等网络。
2019-01-01 cs.CR cs.DC
Atomic Commitment Across Blockchains
最近采用的区块链技术和开放的无许可网络表明了点对点原子跨链交易协议的重要性。用户应该能够原子地交换代币和资产，而不依赖于交易所等中心化中介。最近的点对点原子跨链交换协议使用哈希锁和时间锁来确保参与者遵守协议。但是，过期的时间锁可能会导致违反全有或全无的原子性属性。一个诚实的参与者，如果由于崩溃失败或网络延迟而未能按时执行智能合约，最终可能会失去她的资产。虽然崩溃的参与者是唯一一个最终会变得更糟的参与者，但目前的提议不适合异步环境中的原子跨链交易，在这种环境中，崩溃失败和网络延迟是常态。在本文中，我们提出了AC3WN，第一个分散的全有或全无原子跨链承诺协议。交换资产的智能合约的赎回和退款事件被建模为冲突事件。一个开放的无权限见证网络用于保证冲突事件永远不会同时发生，并且原子跨链交易中的所有智能合约都被赎回或全部退款。
2019-06-18 cs.CR cs.DB cs.DC
SightSteeple: Agreeing to Disagree with Functional Blockchain Consensus
经典和当代的分布式共识协议，可能是二进制协议、状态机复制或区块链共识，要求对等系统中的所有协议参与者就作为共识有效载荷的一部分的完全相同的信息达成一致。虽然这种共识模型被广泛研究，并且对于大多数基于共识的去中心化应用程序都很有用，但它没有定义正确的分布式系统，这些系统通过共识协议本身来授权基于参与者凭证的特权可见性。我们引入了一种新的分布式共识范式，称为功能性区块链共识。功能性区块链共识允许每个区块链协议参与者根据区块链系统中参与者的凭证就交易列表的一些不同子信息达成一致，而不是就整个交易列表达成一致。我们激励两个对手模型，一个是标准的崩溃故障对手，另一个是新的合理故障对手，以损害功能性区块链共识。然后，我们提出了两个版本的区块链协议SightSteeple，该协议在所述故障模型中实现了功能性区块链共识。SightSteeple依赖于标准区块链共识和功能加密的新颖组合，以及其他原语，以实现其正确性目标。最后，我们讨论了基于功能性区块链共识的非对称分布式账本的实际用途，并激励了这种新共识范式可能产生的分支结构。
2022-05-02 cs.CR cs.DC
CollaChain: A BFT Collaborative Middleware for Decentralized Applications
共享经济正在集中服务，导致互联网的滥用。我们可以列出数据黑客，全球中断甚至使用数据来操纵其所有者所造成的日益严重的损害。不幸的是，没有分散的网络，用户可以以安全的方式进行点对点交互。区块链激励参与者单独验证每一笔交易，并将他们的区块强加给网络。因此，智能合约请求的验证是计算密集型的，而关于唯一状态的协议并没有充分利用网络。在本文中，我们提出了Collachain，这是一种新的拜占庭容错区块链，与利用协作的最大DApps生态系统兼容。首先，执行智能合约的参与者合作验证交易，从而将现代区块链所需的验证数量减半（例如，Ethereum、Libra）。第二，共识的参与者合作将他们的区块提案组合成一个超级区块，从而随着系统增长到数百个节点而提高吞吐量。此外，Collachain为用户提供了在不下载区块链的情况下安全交互的可能性，因此允许通过移动设备进行交互。Collachain在性能上优于Concord和Quorum区块链，在Twitter DApp（去中心化应用程序）工作负载下，其吞吐量峰值为4500 TPS。最后，我们展示了Collachain的可扩展性部署在200个节点位于5大洲的10个国家。
2022-03-23 cs.DC
Infnote: A Decentralized Information Sharing Platform Based on Blockchain
一些国家实施了互联网审查制度，以防止公民获取信息并压制对特定主题的讨论。本文介绍了Infnote，一个平台，有助于消除这些审查制度中的内容共享问题。Infnote是一个基于区块链和点对点网络的去中心化信息共享系统，旨在为用户提供一个易于使用的媒介，让他们自由地分享他们的想法，见解和观点，而不必担心数据篡改和数据丢失。Infnote提供了一个解决方案，能够在任何级别的互联网审查工作。Infnote使用多链架构来支持各种独立的应用程序或应用程序中的不同功能。
2020-02-11 cs.CR cs.CY cs.DC
SoK: Preventing Transaction Reordering Manipulations in Decentralized Finance
以太坊点对点网络上的用户交易有被攻击的风险。构建去中心化金融（DeFi）的智能合约为以太坊区块链引入了一种新的交易排序依赖。因此，攻击者可以从前端和后端运行的事务中获利。最近出现了多种减轻事务重排序操纵的方法。然而，各种方法在减轻此类攻击方面的成功及其对整个区块链的影响在很大程度上仍未得到研究。在这个知识系统化（SoK），我们分类和分析国家的最先进的交易重排序操纵缓解计划。我们没有将我们的分析局限于一个方案在防止交易重排序攻击方面的成功，而是评估了它对区块链的全面影响。因此，我们能够提供一个完整的图片的优点和缺点，目前的缓解计划。我们发现，目前还没有一个方案能够完全满足区块链生态系统的所有需求。事实上，所有方法都在与区块链生态系统相关的至少一个领域表现出不令人满意的性能。
2022-09-21 cs.CR cs.DC
A Petri Nets Model for Blockchain Analysis
区块链是一个全球共享的基础设施，其中地址之间的加密货币交易被记录，验证并在点对点网络中公开提供。迄今为止，最著名和最重要的加密货币是比特币。在本文中，我们专注于这种加密货币，特别是使用Petri网形式主义对比特币区块链进行建模。该模型允许我们快速收集有关拥有比特币地址的身份的信息，并恢复比特币网络上的测量和统计数据。通过利用代数形式主义，我们重建了一个与区块链交易相关的实体网络，将比特币地址聚集在一起，形成一个持有许可证的实体，以管理这些地址持有的比特币。该模型还允许识别比特币所有者的一组典型行为，例如只使用一次地址，并为这种行为以及发射率重建链。我们的模型非常灵活，可以很容易地适应比特币加密货币系统的不同功能。
2017-09-26 cs.CR cs.DC cs.SE
Heuristics for Detecting CoinJoin Transactions on the Bitcoin Blockchain
Coinshares；Ecole Polytechnique（巴黎综合理工学院）
本研究针对比特币区块链上CoinJoin交易难以识别的问题，深入分析JoinMarket、Wasabi和Whirlpool等协议的开源实现，开发了精炼的启发式检测方法，并基于截至区块760,000的交易数据提供了全面分析。
2023-11-21 cs.CR cs.DC cs.LG
Synergistic Integration of Blockchain and Software-Defined Networking in the Internet of Energy Systems
本文研究了能源互联网中同时利用SDN和区块链的最先进解决方案，将其分为两类并分析了三种区块链应用及SDN的三种角色，指出集成可提升性能与安全并消除单点故障，同时提出未来研究方向。
2024-12-23 cs.DC cs.ET
Biometric Blockchain: A Secure Solution for Intelligent Vehicle Data Sharing
智能汽车（IV）已经成为一项很有前途的技术，迟早会彻底改变我们在智能城市中的生活。然而，它仍然存在许多安全漏洞。传统的安全方法无法保护IV数据共享免受恶意攻击。正如研究和行业社区所期望的那样，区块链已经成为解决这些问题的良好解决方案。IV数据共享的主要问题是通信渠道中数据共享的信任、数据准确性和可靠性。区块链技术以前为加密货币工作，最近已应用于在具有类似IV数据共享拓扑结构的对等网络中建立信任和可靠性。在本章中，我们提出了一个新的框架，即生物识别区块链（BBC），用于安全的IV数据共享。在我们的新方案中，生物特征信息被利用作为一个线索，以记录谁是负责的数据共享活动，而建议的BBC技术作为骨干的IV数据共享架构。因此，建议的BBC技术提供了一个更可靠的信任环境之间的车辆，而个人身份是可追踪的，在建议的新方案。
2019-09-14 cs.CR cs.DC cs.NI
On Analysis of the Bitcoin and Prism Backbone Protocols
比特币是中本聪在2008年提出的一种点对点支付系统。比特币主干协议的属性已经被深入研究：区块链增长属性量化了在任何时间间隔内添加到区块链的区块数量;区块链质量属性确保诚实的矿工总是贡献至少一定比例的区块链;公共前缀属性确保如果区块足够深，它最终将被所有诚实的矿工以高概率采用。遵循区块链的各种功能解耦的精神，提出了Prism协议，以显着提高吞吐量，同时保持相同的安全级别。之前对比特币和Prism主干协议的分析假设区块链的寿命是有限的。本文提出了一种简化和加强分析，没有有限水平假设。具体而言，结果包括区块链增长属性，区块链质量属性和比特币主干协议的公共前缀属性，以及Prism主干协议的活跃性和持久性，无论区块链是否具有无限寿命。我们还以显式表达式而不是顺序最优结果来表达比特币和Prism骨干协议的属性，这为公共交易账本协议设计提供了更严格的边界和实际参考。
2019-10-20 cs.CR cs.DC cs.IT
Scaling Hyperledger Fabric Using Pipelined Execution and Sparse Peers
许可区块链作为企业环境中的数据管理系统正在变得流行。与传统的分布式数据库相比，区块链平台提供了更高的安全保障，但性能明显降低。此外，这些平台由于其提供的低吞吐量而运行起来相当昂贵。以下是提高性能和降低成本的两种方法：（1）使系统有效地利用分配的资源;（2）允许基于负载快速和动态地缩放分配的资源。我们在这项工作中探索这两个问题。我们首先调查了被称为Execute-Order-Declaration（EOV）的主流许可区块链风格的性能和可扩展性较差的原因。我们通过研究Hyperledger Fabric（一种流行的EOV平台）的扩展特性来实现这一点，使用垂直扩展和水平扩展。我们发现，这些技术的事务吞吐量的规模非常差。至少在许可设置中，真正的瓶颈是事务处理，而不是共识协议。使用垂直扩展时，分配的vCPU会得不到充分利用。相比之下，使用水平扩展，由于组织内节点之间的冗余工作，分配的资源会被浪费。为了缓解上述问题，我们首先通过以下方式提高资源效率：（a）通过验证和提交阶段的流水线执行来提高CPU利用率;（b）通过引入一种称为稀疏对等节点的新型对等节点来避免节点之间的冗余工作，该节点选择性地提交事务。我们还提出了一种技术，使资源的快速扩展。我们的实施- SmartFabric构建在Hyperledger Fabric之上，其吞吐量提高了3倍，扩展待用时间加快了12- 26倍，并以50%至87%…
2021-03-01 cs.DB cs.DC cs.PF
A Framework of Transaction Packaging in High-throughput Blockchains
我们开发了一个去中心化多边市场的协调和分配模型，其中我们的理论分析有望优化高吞吐量区块链或Web 3.0平台上的去中心化交易包装过程。与程式化的集中式平台相比，分散式平台由区块链技术提供支持，允许用户之间进行安全透明的点对点交易。传统的基于单链的区块链受到众所周知的区块链三难困境的困扰。除了基于单链的方案之外，去中心化的高吞吐量区块链采用并行协议来协调区块链三元困境，实现任何任务和所需的分配。然而，不可忽视的网络延迟可能会导致部分可观察性，导致当前高吞吐量区块链协议下分散交易打包过程的不协调和错误分配问题。为了解决这个问题，我们使用博弈论方法考虑去中心化交易包装过程的战略协调机制。在一个易于处理的两阶段模型下，我们发现了部分可观测条件下矿工策略交易包装的贝叶斯纳什均衡。随着计算均衡收益的新算法，我们表明，分散的平台可以实现有效和稳定的市场结果。该模型还强调，拟议的机制可以内生地提供每种气体的基本费用，而无需对初始区块链交易费用机制进行任何重组。作为算法基础的理论结果也暗示了平衡收益的计算复杂性的界限。
2023-01-26 cs.CR cs.DC cs.GT
The Implications of Decentralization in Blockchained Federated Learning: Evaluating the Impact of Model Staleness and Inconsistencies
Nokia Bell Labs（诺基亚贝尔实验室）；University College Dublin（都柏林大学学院）；Centre Tecnològic de Telecomunicacions de Catalunya（加泰罗尼亚电信技术中心）
本文研究了区块链去中心化对联邦学习的影响，发现P2P环境下的模型过时和不一致性会导致预测准确率下降高达约35%，强调了基于FL特征设计区块链系统的重要性。
2024-03-25 cs.AI cs.DC cs.NI
Fair and Efficient Gossip in Hyperledger Fabric
被许可的区块链由已识别但单独不可信的节点支持，这些节点共同维护一个复制的分类账，其内容是可信的。Hyperledger Fabric许可的区块链系统以高吞吐量事务处理为目标。Fabric使用一组节点，负责使用共识对事务进行排序。其他同行签署和验证交易，并维护分类帐的副本。从排序节点向所有对等节点快速传播新事务块的能力对于性能和一致性都至关重要。广播是由一个八卦协议处理的，使用对等点之间的随机块交换。我们表明，目前在Fabric中实现的八卦导致块传播延迟的重尾分布，影响性能，一致性和公平性。我们贡献了一种新颖的设计，同时优化传播时间，尾部延迟和带宽消耗的结构中的流言。使用一个100个节点的集群，我们表明，我们增强的八卦允许块传播到所有同行超过10倍的速度比原来的实现，同时减少了40%以上的整体网络带宽消耗。对于高吞吐量和并发应用程序，这导致不同块大小的无效事务减少17%到36%。
2020-04-15 cs.DC cs.PF
Moving Smart Contracts -- A Privacy Preserving Method for Off-Chain Data Trust
区块链提供了一种环境，各方可以透明和安全地进行点对点交互，而不需要可信的第三方。各方可以信任交易的完整性和正确性，以及系统内区块链（智能合约）上二进制代码的可验证执行。包括来自区块链外部的信息仍然具有挑战性。一个挑战是数据隐私。在公共系统中，共享数据是公开的，而且来自单一来源，往往缺乏可信度。私营系统使各方能够控制其数据和来源，但也有透明等积极方面。通常，最关键的信息不是数据本身，而是对数据进行计算的结果。例如，研究数据认证。为了保持数据的私密性，但仍能证明数据的出处，研究人员可以将该数据的哈希值存储在区块链上。这个哈希值要么是在没有验证机会的情况下在私有数据上本地计算的，要么是在区块链上计算的，这意味着数据必须发布并存储在区块链上-这是存储在分类账上并与分类账一起分发的总数据量的问题。我们称之为移动智能合约的系统绕过了这个问题：数据保持在本地，但受信任的节点可以访问它们并执行存储在区块链上的受信任的智能合约代码。这种方法避免了研究数据在系统范围内的分发，并使其可通过可信软件访问和验证。
2022-05-18 cs.CR cs.DC cs.MA
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
Securing RC Based P2P Networks: A Blockchain-based Access Control Framework utilizing Ethereum Smart Contracts for IoT and Web 3.0
针对高度动态P2P网络访问控制难题，提出基于以太坊智能合约的区块链访问控制框架，包含ACC、JC和RC合约，结合CIA与STRIDE原则评估威胁，为物联网和Web 3.0提供灵活透明的去中心化安全方案。
2024-12-04 cs.CR cs.DC cs.NI
Honeybee: Byzantine Tolerant Decentralized Peer Sampling with Verifiable Random Walks
Honeybee提出一种基于可验证随机游走和表一致性检查的去中心化节点采样算法，在存在大量拜占庭节点时仍能保证安全性，采样质量优于现有方法，适用于区块链网络的全节点和轻节点设计。
2025-04-24 cs.CR cs.DC cs.DS
