論文の概要: A Game-theoretic Approach for Provably-Uniform Random Number Generation in Decentralized Networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.11250v1
- Date: Wed, 20 Sep 2023 12:21:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-19 04:10:47.751349
- Title: A Game-theoretic Approach for Provably-Uniform Random Number Generation in Decentralized Networks
- Title（参考訳）: 分散型ネットワークにおける確率的一様乱数生成のためのゲーム理論的アプローチ
- Authors: Zhuo Cai,
- Abstract要約: ランダム性の分散生成のためのプロトコルを提供する。
無信頼であり、不偏乱数を生成する。
また、タンパー耐性があり、出力を変更したり、その分布に影響を与えない。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6216023343793144
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Many protocols in distributed computing rely on a source of randomness, usually called a random beacon, both for their applicability and security. This is especially true for proof-of-stake blockchain protocols in which the next miner or set of miners have to be chosen randomly and each party's likelihood to be selected is in proportion to their stake in the cryptocurrency. Current random beacons used in proof-of-stake protocols, such as Ouroboros and Algorand, have two fundamental limitations: Either (i)~they rely on pseudorandomness, e.g.~assuming that the output of a hash function is uniform, which is a widely-used but unproven assumption, or (ii)~they generate their randomness using a distributed protocol in which several participants are required to submit random numbers which are then used in the generation of a final random result. However, in this case, there is no guarantee that the numbers provided by the parties are uniformly random and there is no incentive for the parties to honestly generate uniform randomness. Most random beacons have both limitations. In this thesis, we provide a protocol for distributed generation of randomness. Our protocol does not rely on pseudorandomness at all. Similar to some of the previous approaches, it uses random inputs by different participants to generate a final random result. However, the crucial difference is that we provide a game-theoretic guarantee showing that it is in everyone's best interest to submit uniform random numbers. Hence, our approach is the first to incentivize honest behavior instead of just assuming it. Moreover, the approach is trustless and generates unbiased random numbers. It is also tamper-proof and no party can change the output or affect its distribution. Finally, it is designed with modularity in mind and can be easily plugged into existing distributed protocols such as proof-of-stake blockchains.
- Abstract（参考訳）: 分散コンピューティングにおける多くのプロトコルは、適用性とセキュリティの両方のためにランダムビーコンと呼ばれるランダムなソースに依存している。
これは、次のマイニングまたはマイニングのセットがランダムに選択されなければならず、それぞれのパーティが選択する可能性は暗号通貨の持ち分に比例する、スタンプ・オブ・テイクのブロックチェーンプロトコルに特に当てはまる。
Ouroboros や Algorand のような概念実証プロトコルで用いられる現在のランダムビーコンには2つの基本的な制限がある。
(i)~これらの関数は擬似ランダム性に依存し、例えばハッシュ関数の出力が一様であると仮定する。
(ii)~は、複数の参加者がランダムな数値を提出し、最終的なランダムな結果の生成に使用されるような分散プロトコルを用いてランダム性を生成する。
しかし、この場合、当事者が提供した数字が一様ランダムであることは保証されず、当事者が一様ランダム性を率直に生成するインセンティブも存在しない。
ほとんどのランダムビーコンには両方の制限がある。
この論文では、ランダム性の分散生成のためのプロトコルを提供する。
我々のプロトコルは疑似ランダム性には全く依存していない。
以前のアプローチと同様に、異なる参加者によるランダムな入力を使用して最終的なランダムな結果を生成する。
しかし、重要な違いは、均一な乱数を提出することが誰にとっても最善の利益であることを示すゲーム理論的な保証を提供することである。
したがって、我々のアプローチは単にそれを仮定するのではなく、初めて正直な行動にインセンティブを与える。
さらに、このアプローチは信頼性がなく、偏りのない乱数を生成する。
また、タンパー耐性があり、出力を変更したり、その分布に影響を与えない。
最後に、モジュラリティを念頭に設計されており、ブロックチェーンの実証のような既存の分散プロトコルに簡単にプラグインできる。
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