BBCA-LEDGER: High Throughput Consensus meets Low Latency
本文提出BBCA-LEDGER，一种用于部分同步网络的拜占庭日志复制技术，通过并行广播和独立最终化实现高吞吐量与低延迟，结合正常路径与基于DAG的回退机制以应对网络故障。
2023-06-26 cs.DC
Order Fairness Evaluation of DAG-based ledgers
本文针对基于 DAG 的分布式账本定义新的顺序公平性变体，并在低于三分之一节点被攻陷的威胁模型下评估重排序攻击，发现其仍可被少数拜占庭节点通过操纵 DAG 结构破坏公平性。
2025-03-14 cs.CR cs.DC cs.MA
Tangle 2.0 Leaderless Nakamoto Consensus on the Heaviest DAG
我们介绍了缠结2.0的理论基础，这是一个基于有向无环图（DAG）的概率无领导共识协议，称为缠结。Tangle自然会继承区块链作为其下一个发展步骤，因为它提供了适合建立更高效和可扩展的分布式账本解决方案的功能。共识不再出现在最长的链上，而是出现在最重的DAG上，其中PoW被基于股权或声誉的权重函数所取代。DAG结构和底层基于Reality的UTXO Ledger允许并行验证交易，而无需进行总排序。此外，它可以去除矿工和验证者的中介，允许在节点级别而不是在验证者级别遵循\emph{propose-vote}范例的纯两步过程。我们提出了一个框架来分析不同的通信和对手模型下的活性和安全性。这允许在某些边缘情况下和异步通信模型中提供不可能性结果。我们提供了一个共同的随机硬币的协议的安全性的正式证明。
2022-10-12 cs.DC
Advance Reservation based DAG Application Scheduling Simulator for Grid Environment
近十年来，网格环境下有向无环图（DAG）应用的调度问题引起了众多研究者的关注。然而，网格环境的部署需要技能，努力，预算和时间。虽然有各种各样的仿真工具或框架可用于模拟网格环境，但它们要么支持网格计算领域的各种可能的研究，要么需要大量的努力来塑造它们，使其适合DAG应用程序的调度。在本文中，我们描述了在网格环境中的DAG应用程序调度的GridSim为基础的设计和实现的准备使用的应用程序调度器。该应用调度器支持DAG应用的提供和网格资源的配置。我们还描述了最小最小静态调度算法的DAG应用程序的调度，以验证所提出的调度器的实现。我们提出的DAG应用程序调度模拟器是有用的，简单的，节省时间。
2012-11-07 cs.DC
Chain of Antichains: An Efficient and Secure Distributed Ledger Technology and Its Applications
自区块链和比特币（Nakamoto（2008））（一种去中心化的分布式账本系统及其相关的加密货币）问世以来，世界已经见证了一系列更新的适应和应用。尽管区块链的原始分布式账本技术（DLT）被认为是安全和分散的，但交易的确认在设计上是低效的。最近采用的基于有向无环图（DAG）的分布式账本有效地验证交易，而无需物理和环境成本高昂的块构建过程（Lerner（2015））。然而，集中控制的确认对多重验证的可能性使DAG不符合分散式分布式账本的资格。在这方面，我们引入了一个创新的DLT，通过基于给定的DAG交易池重建一个反链链。每个反链（盒子）包含不同的节点，其批准的交易由随后的增广节点递归验证。boxer节点关闭盒子，并保留由box-genesis节点确认的所有交易的散列。拳击手和盒子基因的指定是有条件的随机分散。这些盒子通过递归确认（boxchain）串行连接，而不会产生盒子生成的成本。奖励（boxcoin）支付给生态系统中的贡献节点，这些节点的信任建立在双重安全的确认协议上。保值的支付媒介（boxdollar）是本文讨论的众多实际应用之一。
2019-01-14 cs.CR cs.DC
FileDAG: A Multi-Version Decentralized Storage Network Built on DAG-based Blockchain
分散存储网络（DSNs）可以从互不信任的提供商收集存储资源，形成全球分散的文件系统。与传统的存储网络相比，DSN建立在区块链之上，可以激励服务提供商并确保强大的安全性。然而，现有的DSN面临两大挑战。首先，重复数据删除只能在目录级别实现。缺少文件级重复数据消除会导致不可避免的额外存储和带宽成本。其次，当前的DSN通过存储额外的元数据来实现文件索引，而区块链分类账没有得到充分利用。为了克服这些问题，我们提出了FileDAG，这是一种基于DAG的区块链构建的DSN，用于支持存储多版本文件的文件级重复数据删除。在更新文件时，我们采用增量生成方法，只计算和存储增量，而不是整个更新的文件。此外，我们还引入了一个基于DAG的两层区块链分类账，通过该分类账，FileDAG可以直接使用区块链数据库提供灵活且节省存储的文件索引，而不会产生额外的存储开销。我们实现了FileDAG和评估其性能与广泛的实验。结果表明，考虑到存储成本和延迟，FileDAG优于最先进的工业DSN。
2022-12-18 cs.DC
Decentralized network congestion control for DAG-based distributed ledger system
IIT Kanpur（坎普尔印度理工学院）
提出一种基于变量和行为的节点特定PoW模型，通过非合作博弈和纳什均衡证明，解决基于DAG的DLT网络中的交易垃圾信息导致的拥塞问题。
2026-09-10 cs.CR cs.DC cs.NI
Parasite Chain Detection in the IOTA Protocol
近年来，市场上出现了几种基于有向无环图（DAG）的分布式账本技术。与区块链技术类似，基于DAG的系统旨在构建一个不可变的分类账，并面临着关于分类账状态不可逆性的安全问题。然而，由于其更复杂的性质和最近的流行，对抗性行动的研究很少受到关注。在本文中，我们关注的是对IOTA加密货币的一种特定类型的攻击，更具体地说，是一种寄生链攻击，它试图恢复存储在DAG结构中的历史，也称为缠结。为了提高Tangle的安全性，我们提出了一种针对这类攻击的检测机制。在这种机制中，我们通过对DAG结构的某些方面进行采样，特别是批准者数量的分布，来接受DAG结构的复杂性。我们最初描述的模型，预测的分布，应该预期的缠结没有任何恶意的演员。然后，我们引入比较这个参考分布与测量分布的指标。一旦被发现，就可以采取措施使攻击失败。我们表明，由于寄生链的形式与主缠结不同，因此可以检测某些类型的恶意链。我们还表明，虽然攻击者可能会改变寄生链的结构，以避免检测，这是在一个显着的成本，因为攻击的效率较低。
2020-04-28 cs.DC
Towards Mobile Distributed Ledgers
移动计算的进步已经为新型分布式应用铺平了道路，这些新型分布式应用可以在设备到设备（D2 D）生态系统（例如，crowdsensing）。复杂的应用程序，如加密货币，需要分布式账本才能发挥作用。分布式账本，如区块链和有向无环图（DAG），采用共识协议以块的形式添加数据。然而，这样的协议被设计用于经由因特网互连的资源丰富的设备。此外，现有的分布式账本无法部署到D2 D生态系统，因为它们的存储需求不断增加。在这项工作中，我们介绍和分析Mneme，一个基于DAG的分布式账本，可以单独由移动设备维护。Mneme使用两种新的共识协议：上下文证明（Proof-of-Context，PoE）和等效性证明（Proof-of-Equivalence，PoE）。MySQL使用用户的上下文在Mneme上添加数据。PoE定期执行以汇总数据并产生需要较少存储的等效块。我们分析了Mneme的安全性，并证明了以太网和PoE的能力，以保证分布式账本的特性：持久性和活性。此外，我们分析了恶意用户的潜在攻击，并证明了成功攻击的概率与维护Mneme的移动用户数量的平方成反比。
2021-01-13 cs.DC cs.NI
Mazzaroth: A High-Throughput DAG Consensus with State Root
Mazzaroth提出基于PoW的blockDAG共识，通过线性排序算法实现状态最终性以支持智能合约，并采用动态难度调整机制在保证状态一致性的同时提升吞吐量。
2025-05-07 cs.DC
Lachesis: Scalable Asynchronous BFT on DAG Streams
本文介绍了Lachesis共识协议和Fantom Opera平台的核心技术和关键概念，该平台具有无许可、无领导和EVM兼容的特点。我们介绍我们的新协议，所谓的Lachesis，分布式网络实现拜占庭容错（BFT）~ \cite{lachesis01}。Lachesis协议中的每个节点都在一个本地块DAG上运行，即\emph{OPERA DAG}。针对事务的低终结时间（TTF），我们的通用模型考虑高速但异步事件的DAG流。我们将权益证明（PoS）集成到Lachesis协议的DAG模型中，以提高性能和安全性。我们的无信任系统的一般模型利用参与者的权益作为他们的验证力量~ \cite{stakedag}。Lachesis的共识算法使用Lamport时间戳、图形分层和并发常识来保证事件块和事务的一致总排序。此外，Lachesis协议允许新节点动态加入Opera网络。Lachesis通过将本地历史划分为检查点（所谓的epoch）来优化DAG存储和处理时间。我们还提出了一个模型，以提高利益分散，网络的安全性和活性~ \cite{stairdag}。Fantom的Opera平台建立在我们新颖的Lachesis协议之上，是一个公共的、无领导的、异步的BFT、第一层区块链，具有确定性的最终性。因此，Lachesis协议通过利用具有逻辑时间排序的异步偏序集而不是区块链来适用于分布式账本。我们还提出了我们…
2021-08-04 cs.DC
Advanced DAG-Based Ranking (ADR) Protocol for Blockchain Scalability
针对区块链吞吐量低、可扩展性差的问题，提出基于DAG的高级排名（ADR）协议，通过节点验证、DAG账本构建和排名算法提升性能，在超100节点集群上验证优于IOTA和ByteBall，适用于物联网。
2025-08-06 cs.CR cs.DB cs.DC
IOTA-based Directed Acyclic Graphs without Orphans
有向无环图（DAG）正在成为分布式账本技术（DLT）传统区块链架构的一个有吸引力的替代方案。特别是具有随机附件机制的DAG分类账可能提供许多优于区块链的优势，包括可扩展性和更快的交易速度。然而，附加机制的随机性加上防止双重支出交易的要求，使得并非所有交易最终都将被验证的可能性成为可能。这样的事务被称为孤立的，并且永远不会被验证。我们的主要贡献是对Tangle（IOTA DAG架构）的连接机制提出了一个简单的修改。这种修改确保了所有交易都在有限时间内得到验证，并保留了流行的蒙特卡罗选择算法的基本特征。为了证明这些结果，我们推导出一个流体近似的缠结（在无限到达率的限制），并证明该流体模型具有所需的行为。我们还提出了模拟验证有限到达率的结果。
2020-11-12 cs.CR cs.DC
SimBlock: A Blockchain Network Simulator
区块链是一种在没有集中式系统的情况下在多个节点上分布式管理账本信息的技术，已经引起了越来越多的关注。在实际的区块链上进行实验是很困难的，因为需要大量的节点。在这项研究中，我们开发了一个区块链网络模拟器SimBlock用于此类实验。与现有的模拟器不同，SimBlock可以很容易地改变节点的行为，因此它可以研究节点的行为对区块链的影响。我们将一些模拟结果与实际区块链中的测量值进行了比较，以证明该模拟器的有效性。此外，为了展示实际使用，我们进行了两个实验，阐明了邻居节点选择算法和中继网络对块传播时间的影响。仿真器可以描述这两种技术对块传播时间的影响。模拟器将在几个月内公开。
2019-03-19 cs.DC
HybridChain: Fast, Accurate, and Secure Transaction Processing with Distributed Learning
HybridChain结合分片区块链与DAG账本，利用去中心化学习共识，实现快速、准确且安全的交易处理，优于IOTA和Omniledger。
2023-10-13 cs.DC
Fairness Notions in DAG-based DLTs
本文研究基于DAG的分布式账本技术中的公平性问题，针对MEV和中心化缺陷，通过多维度分析公平性概念并建立评估框架，以促进更公平的密码系统设计。
2025-04-21 cs.CR cs.DC
ncsim: A Lightweight Simulator for Networked Edge Computing with Wireless Interference Modeling
University of Southern California（南加州大学）；Loyola Marymount University（洛约拉马利蒙特大学）
ncsim通过结合DAG工作流调度与物理基础的IEEE 802.11 CSMA/CA干扰建模，解决无线边缘计算中计算放置与干扰建模的耦合问题，实验显示干扰影响显著导致调度器排名反转。
2026-09-06 cs.DC cs.NI
MAD-DAG: Protecting Blockchain Consensus from MEV
MAD-DAG通过新颖的账本功能和可处理的模型，有效对抗自私挖矿，其安全阈值在不利条件下优于现有方案。
2025-11-26 cs.CR 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
CDAG: A Serialized blockDAG for Permissioned Blockchain
区块链作为节点网络之间的全局日志进行维护，并使用加密分布式协议来同步更新。正如比特币和以太坊所采用的那样，这些对分类账的更新操作是序列化的，并批量执行。为了防止系统生成冲突的更新集并保持分类账的一致性，更新的频率受到控制，这严重影响了系统的性能。本文提出了收敛有向无环图（CDAG），作为其他区块链协议中使用的链和DAG结构的替代品。CDAG允许对分类账进行多个并行更新，并在下一步将其收敛，为区块提供最终性。它将更新划分为不相交的事务桶，以防止生成冲突块，并将时间划分为时隙，以提供足够的时间让它们在网络中传播。多个同步更新提高了CDAG的吞吐量，并且聚合步骤有助于更快地完成更新，即使存在冲突。此外，CDAG提供了账本块之间的总顺序，以支持智能合约，这与其他一些blockDAG协议不同。我们使用Google Kubernetes Engine在Google Cloud Platform上评估CDAG的性能，模拟实时网络。实验结果表明，CDAG实现了每秒超过2000个事务的吞吐量，并在2分钟内确认它们。此外，与其他许可协议相比，该协议具有很好的扩展性，并且网络的容量仅限制了性能。
2019-10-24 cs.CR cs.DC
Fantom: A scalable framework for asynchronous distributed systems
我们描述了\emph{Fantom}，异步分布式系统的框架。\emph{Fantom}基于Lachesis协议~ \cite{lachesis01}，该协议使用异步事件传输来实现实用的拜占庭容错（pBFT），以创建无领导的、可扩展的、异步有向无环图（DAG）。我们进一步优化的\emph{Lachesis Protocol}通过引入一个无权限的网络动态参与。通过引入n行标志表进一步优化了根选择代价，并通过引入支配关系优化了路径选择。我们提出了一个分布式账本的替代框架，基于异步偏序集，具有逻辑时间排序，而不是区块链。本文建立在原来提出的家庭的\emph{Lachesis-class}共识协议。我们形式化我们的证明到一个模型，可以应用到抽象的异步分布式系统。
2018-10-22 cs.DC
Blockchain Simulators: A Systematic Mapping Study
最近，像区块链这样的分布式账本技术一直在激增，并引起了学术界、政府和工业界的兴趣。已经引入了广泛的区块链解决方案，例如文献中的比特币，以太坊和超级账本技术。然而，仍然缺乏评估这些解决方案及其应用的工具，限制了对其潜力和相关挑战/限制的探索。也就是说，使用真实的区块链网络进行实验通常需要坚实的预算;因此，复杂的区块链模拟器可以在实际实施阶段之前帮助设计和评估解决方案。这种模拟器的质量取决于几个因素，如可用性，可靠性，提供的功能和支持的功能。本文旨在提供区块链模拟器的系统映射审查，重点关注这些质量因素。本文还阐明了配置参数（输入）和每个模拟器支持的生成指标（输出）。此外，它还调查了每个模拟器支持的哪些指标经过了科学验证/评估。此外，代码质量进行比较，以评估所涵盖的模拟器的源代码。结果表明，没有一个模拟器能够完全覆盖现有区块链技术的广泛操作范围和功能。然而，在区块链模拟领域存在一些有前途的努力，具有有趣和有用的功能。最后，我们讨论了区块链模拟的主题，并提供了我们对此事的见解。
2022-08-23 cs.CR cs.DC
DAG-Oriented Protocols PHANTOM and GHOSTDAG under Incentive Attack via Transaction Selection Strategy
为了应对单链PoW区块链固有的处理吞吐量瓶颈，有几个提议已经用单链代替了有向无环图（DAG）。在这项工作中，我们研究了两个显着的DAG为导向的设计。我们专注于PHANTOM（及其优化GHOSTDAG），它提出了一个自定义的事务选择策略，可以提高网络的吞吐量。然而，相关的工作缺乏一个彻底的调查角落的情况下，偏离协议的交易选择策略。因此，我们构建了一个自定义模拟器，扩展了开源模拟工具，以支持多个链，并使我们能够调查这种角落的情况。我们的实验表明，与诚实的矿工相比，偏离所提出的交易选择策略的恶意行为者获得了更多的利润。此外，它们对PHANTOM（和GHOSTDAG）的处理吞吐量有不利影响，因为相同的交易包含在不同链的多个块中。最后，我们发现，不遵循交易选择策略的多个矿工被激励创建一个共享的矿池，而不是独立挖矿，这对去中心化产生了负面影响。
2021-09-02 cs.CR cs.DC
Towards Secure Decentralized Applications and Consensus Protocols in Blockchains (on Selfish Mining, Undercutting Attacks, DAG-Based Blockchains, E-Voting, Cryptocurrency Wallets, Secure-Logging, and CBDC)
本文研究了区块链和去中心化应用的安全性问题，提出安全参考架构、共识安全、钱包安全、e-投票协议及安全日志记录改进方案，提升区块链系统的整体安全性。
2025-12-15 cs.CR cs.DC cs.GT
Scalable Consensus Protocols for PoW based Blockchain and blockDAG
在本文中，我们提出了两个模型，用于扩展基于工作量证明（PoW）的区块链网络中的交易吞吐量。在第一种方法中，推导了基于PoW的最长链规则区块链的最优交易吞吐量的数学模型。在这种方法中，区块链点对点（P2P）网络被认为是Erdös-Rényi随机网络拓扑。然而，这种方法受到块创建速率的限制，结果表明，超过最佳点的速率可能导致系统中的不公平。第二种方法是一种新的共识协议，它将账本视为一个称为blockDAG的有向无环图（DAG），而不是区块链。在这个框架中，我们遵循两步策略，使系统足够强大，以处理双重花费攻击。第一步是开发一个无监督学习图聚类算法，用于分离攻击者创建的块。在第二步中，攻击者块被消除，剩余的块由诚实的客户端按拓扑顺序排列，这使得blockDAG系统适用于物联网（IoT）服务中的智能合约应用。模拟结果表明，与比特币相比，交易吞吐量有显着提高。
2021-07-20 cs.DC
Simulation of Dissemination Strategies on Temporal Networks
在分布式环境中，例如分布式账本技术和其他点对点架构，通信是一个至关重要的主题。有效传播内容的能力受到系统架构类型、用于在网络上传播此类内容的协议以及通信链路的实际动态性（即静态网络与临时网络）的强烈影响。特别是，传播策略要么专注于实现最佳覆盖，最大限度地减少网络流量，要么提供匿名保证（这是许多加密货币的基本要求）。在这项工作中，多个传播协议的行为进行了讨论和研究，通过模拟。的性能评估已经进行了时间网络的帮助下，LUNES时间，离散事件模拟器，允许测试算法运行在分布式环境中。实验表明，一些八卦协议允许保存相当数量的消息或提供更好的匿名性保证，在实现和/或一点增加的交付时间的覆盖率较低的成本。
2021-07-14 cs.DC
Report on the energy consumption of the IOTA 2.0 prototype network (GoShimmer 0.8.3) under different testing scenarios
基于工作量证明的分布式账本的高能耗已经成为一个重要的环境问题。例如，比特币一年消耗的能源相当于一个发达国家。替代的共识机制，如权益证明，已经被证明比基于工作量证明的DLT使用更少的能量。例如，基于有向无环图（DAG）架构构建的IOTA DLT使用了一种替代共识机制，该机制比其他DLT需要更少的能量。由于（DLT）空间不断快速发展，DLT实际消耗多少能量的问题需要不断研究和回答。之前对IOTA网络能耗的研究表明，整体协议的优化与能耗的优化相关。计划中的IOTA 2.0更新建立在GoShimmer研究原型的基础上，承诺通过删除网络的集中协调器来进一步优化协议。本报告介绍了私人GoShimmer网络的能耗测量结果，同时将这些结果与之前对当前主网（称为Chrysalis）的研究进行了比较。该报告的主要发现是，与Chrysalis网络相比，IOTA 2.0研究原型显示出能耗指标的改进和增加。此外，该报告定义了一个模型来估计IOTA网络的年总能耗。该模型对未来的研究具有重要意义，因为它可以估算IOTA网络运行的总成本及其碳排放量。此外，具有年度功耗度量允许对不同DLT进行更好的客观比较。
2022-10-25 cs.DC
Areon: Latency-Friendly and Resilient Multi-Proposer Consensus
Areon是一种低延迟、基于权益的多提案共识协议，通过DAG结构和尖峰有界不变量实现鲁棒性和最终性。
2025-11-28 cs.DC
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
