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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2025-05-16 11:50 ハッシュレートの分布とブロック伝播遅延がマイニング公平性に与える影響 ○櫻井 晶・首藤一幸（京大）  NS2025-29 |
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| 抄録 | （和） | Bitcoinにおけるマイニングは、ネットワークの分権性を維持する観点から公平であることが望ましい。ここで公平性とは、各マイナーが投じた計算資源（ハッシュレート）に応じた報酬を得られることを指す。一方、ブロックチェーンのフォークによってマイニングの公平性が損なわれることが知られている。仮にハッシュレートがより大きいマイナーが、より多くのマイニング報酬を得られるならば、Bitcoinネットワークの分権性に本質的な欠陥があることを意味する。既存の研究による解析はマイニング公平性にフォークが与える影響を正確にとらえられておらず、一般的な知見を提供することに失敗している。この問題に対して、本研究では、マイニング公平性の解析を櫻井らによるモデルに基づく計算を用いて行う。より具体的には、ハッシュレートの分布やブロックの伝播遅延がマイニング公平性に与える影響を分析する。我々はまずマイナー間の伝播時間が固定という条件のもとで解析を行った。我々の解析により、ハッシュレートに対するマイニング報酬効率がハッシュレートの割合に対して線形に依存し、単調に増加することを確認した。この結果はBitcoinのマイニングにおいては富める者はますます富むことを示す。また直線の傾きがフォーク率とブロック伝播時間と比例関係にあることを確認し、ブロック伝播の改善がマイニング公平性の改善のアプローチとして有効であることを示した。またマイナー間の伝播時間が固定でないネットワークの解析を経済合理性の観点から行い、依然として、富める者はますます富む構造があることを確認した。 |
| （英） | Blockchain mining is expected to be fair in terms of maintaining the network’s decentralization. Here, “fairness” means that each miner receives rewards corresponding to the computational resources (hashrate) they contribute. On the other hand, it is known that forks in the blockchain can compromise mining fairness. If, hypothetically, miners with higher hashrates are able to obtain more mining rewards, it implies an inherent flaw in the decentralization of the blockchain network. Existing research has not accurately captured the impact of forks on mining fairness, failing to provide general insights. To address this issue, this study analyzes mining fairness using calculations based on the model proposed by Sakurai et al. More specifically, we examine the effects of the hashrate distribution and block propagation delays on mining fairness. First, we conducted an analysis under the condition that the propagation time among miners is fixed. Our analysis confirmed that the efficiency of mining rewards relative to hashrate depends linearly on the proportion of hashrates and increases monotonically. This result indicates that in Proof-of-Work-based blockchains, the rich get richer. Furthermore, we confirmed that the slope of the line is proportional to the fork rate and block propagation time, demonstrating that improving block propagation is an effective approach to enhancing mining fairness. Additionally, we performed an analysis of networks where the propagation time among miners is not fixed from the perspective of economic rationality and confirmed that a structure still exists in which the rich get richer. |
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| キーワード | （和） | Bitcoin / ブロックチェーンネットワーク / マイニング公平性 / 富める者はより富む / マタイ効果 / / / |
| （英） | Bitcoin / blockchain network / mining fairness / The rich get richer / Matthew effect / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 125, no. 24, NS2025-29, pp. 77-82, 2025年5月. | |
| 資料番号 | NS2025-29 | |
| 発行日 | 2025-05-08 (NS) | |
| ISSN | Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | NS2025-29 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | NS |
| 開催期間 | 2025-05-15 - 2025-05-16 |
| 開催地（和） | 北海道大学 + オンライン開催 |
| 開催地（英） | Hokkaido University + Online |
| テーマ（和） | 高度プロトコル・ネットワーキング技術(IP及び高位レイヤルーチング・フィルタリング，マルチキャスト，品質・経路制御)，IPNWの利用技術(P2P，P4P，オーバレイ，SIP，NGN)，ネットワークシステム関連技術(システム構成法，インタフェース，アーキテクチャ，ハードウェア・ソフトウェア・ミドルウェア)，セキュリティ，ブロックチェーン，一般 |
| テーマ（英） | High level protocol, Networking technologies (IP and high-layer routing/filtering, Multicast, Quality/Routing control), IP network application technologies (P2P, P4P, Overlay, SIP, NGN), Network system related technologies (System configuration, Interface, Architecture, Hardware/Software/Middleware), Security, Blockchain etc. |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | NS |
| 会議コード | 2025-05-NS |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | ハッシュレートの分布とブロック伝播遅延がマイニング公平性に与える影響 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | The Impact of the Hashrate Distribution and Block Propagation Delay on Mining Fairness in Blockchain |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | Bitcoin / Bitcoin |
| キーワード(2)（和/英） | ブロックチェーンネットワーク / blockchain network |
| キーワード(3)（和/英） | マイニング公平性 / mining fairness |
| キーワード(4)（和/英） | 富める者はより富む / The rich get richer |
| キーワード(5)（和/英） | マタイ効果 / Matthew effect |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 櫻井 晶 / Akira Sakurai / サクライ アキラ |
| 第1著者 所属（和/英） | 京都大学 (略称： 京大) Kyoto University (略称： KU) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 首藤 一幸 / Kazuyuki Shudo / シュドウ カズユキ |
| 第2著者 所属（和/英） | 京都大学 (略称： 京大) Kyoto University (略称： KU) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2025-05-16 11:50:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | NS |
| 資料番号 | NS2025-29 |
| 巻番号（vol） | vol.125 |
| 号番号（no） | no.24 |
| ページ範囲 | pp.77-82 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2025-05-08 (NS) |
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