論文の概要: Theoretical Analysis on Block Time Distributions in Byzantine Fault-Tolerant Consensus Blockchains
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.14299v1
- Date: Fri, 19 Jul 2024 13:30:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-22 17:24:54.189345
- Title: Theoretical Analysis on Block Time Distributions in Byzantine Fault-Tolerant Consensus Blockchains
- Title（参考訳）: ビザンチン系耐故障性コンセンサスブロックチェーンにおけるブロック時間分布の理論解析
- Authors: Akihiro Fujihara,
- Abstract要約: 本稿では,ビザンチンのフォールトトレラントコンセンサスブロックチェーンにおけるブロック伝搬と検証のプロセスを説明する数学的モデルを提案する。
データ解析の目的に適したブロック時間分布の近似式を導出する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Some blockchain networks employ a distributed consensus algorithm featuring Byzantine fault tolerance. Notably, certain public chains, such as Cosmos and Tezos, which operate on a proof-of-stake mechanism, have adopted this algorithm. While it is commonly assumed that these blockchains maintain a nearly constant block creation time, empirical analysis reveals fluctuations in this interval; this phenomenon has received limited attention. In this paper, we propose a mathematical model to account for the processes of block propagation and validation within Byzantine fault-tolerant consensus blockchains, aiming to theoretically analyze the probability distribution of block time. First, we propose stochastic processes governing the broadcasting communications among validator nodes. Consequently, we theoretically demonstrate that the probability distribution of broadcast time among validator nodes adheres to the Gumbel distribution. This finding indicates that the distribution of block time typically arises from convolving multiple Gumbel distributions. Additionally, we derive an approximate formula for the block time distribution suitable for data analysis purposes. By fitting this approximation to real-world block time data, we demonstrate the consistent estimation of block time distribution parameters.
- Abstract（参考訳）: いくつかのブロックチェーンネットワークでは、ビザンツのフォールトトレランスを特徴とする分散コンセンサスアルゴリズムを採用している。
特に、コスモスやテゾスのような公共チェーンでは、このアルゴリズムが採用されている。
これらのブロックチェーンは、ほぼ一定のブロック生成時間を維持していると一般的に仮定されているが、経験的分析では、この間隔での変動が明らかになっている。
本稿では,ブロック時間の確率分布を理論的に解析することを目的とした,ビザンチンのフォールトトレラントコンセンサスブロックチェーンにおけるブロック伝搬と検証の過程を考慮した数学的モデルを提案する。
まず,検証ノード間の放送通信を管理する確率過程を提案する。
その結果,検証ノード間の放送時間の確率分布がガムベル分布に依存していることが理論的に証明された。
この発見は、ブロック時間の分布が典型的に複数のガムベル分布から生じることを示している。
さらに,データ解析に適したブロック時間分布の近似式を導出する。
この近似を実世界のブロック時間データに適用することにより、ブロック時間分布パラメータの一貫した推定を実証する。
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