論文の概要: Design, Implementation and Practical Energy-Efficiency Evaluation of a Blockchain Based Academic Credential Verification System for Low-Power Nodes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.20605v2
- Date: Tue, 01 Apr 2025 16:18:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-02 16:16:39.829381
- Title: Design, Implementation and Practical Energy-Efficiency Evaluation of a Blockchain Based Academic Credential Verification System for Low-Power Nodes
- Title（参考訳）: 低消費電力ノードのためのブロックチェーンを用いた学術認証システムの設計・実装・エネルギー効率評価
- Authors: Gabriel Fernández-Blanco, Iván Froiz-Míguez, Paula Fraga-Lamas, Tiago M. Fernández-Caramés,
- Abstract要約: 教育システムは広範な文書や書類を管理しており、人的ミスや、外交官、証明書、その他の資格証明書の改ざんなどの不正行為や詐欺に繋がることがある。
本稿では、CPUブロックチェーンにデプロイされたスマートコントラクトがサポートする分散アプリケーションを通じて、学術記録の記録と検証を目的としたソリューションを提案する。
提案手法は,従来のProof-of-Workコンセンサスプロトコルと新しいProof-of-Authority(PoA)プロトコルとを比較し,性能とエネルギー効率の両面で評価する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The educational system manages extensive documentation and paperwork, which can lead to human errors and sometimes abuse or fraud, such as the falsification of diplomas, certificates or other credentials. In fact, in the last years, multiple cases of fraud have been detected, which have a significant cost to society, since they harm the trustworthiness of certificates and academic institutions. To tackle such an issue, this article proposes a solution aimed at recording and verifying academic records through a decentralized application that is supported by a smart contract deployed in the Ethereum blockchain and by a decentralized storage system based on Inter-Planetary File System (IPFS). The proposed solution is evaluated in terms of performance and energy-efficiency, comparing the results obtained with a traditional Proof-of-Work (PoW) consensus protocol and the new Proof-of-Authority (PoA) protocol. The results shown in this paper indicate that the latter is clearly greener and demands less CPU load. Moreover, this article compares the performance of a traditional computer and two SBCs (a Raspberry Pi 4 and an Orange Pi One), showing that is possible to make use of the latter low-power devices to implement blockchain nodes but at the cost of higher response latency. Furthermore, the impact of Ethereum gas limit is evaluated, demonstrating its significant influence on the blockchain network performance. Thus, this article provides guidelines, useful practical evaluations and key findings that will help the next generation of green blockchain developers and researchers.
- Abstract（参考訳）: 教育システムは広範な文書や書類を管理しており、人的ミスや、外交官、証明書、その他の資格証明書の改ざんなどの不正行為や詐欺に繋がることがある。
事実、近年、証明書や学術機関の信頼性を損なうため、社会に多大なコストがかかる詐欺事件が複数発見されている。
本稿では,EthereumブロックチェーンにデプロイされたスマートコントラクトとIPFS(Inter-Planetary File System)に基づく分散ストレージシステムによってサポートされている分散アプリケーションを通じて,学術記録の記録と検証を目的としたソリューションを提案する。
提案手法は、従来のProof-of-Work(PoW)コンセンサスプロトコルと新しいProof-of-Authority(PoA)プロトコルとを比較し、性能とエネルギー効率の面で評価する。
この結果から,後者は明らかに緑色で,CPU負荷の低減が図られた。
さらに、この記事では、従来のコンピュータと2つのSBC(Raspberry Pi 4とOrange Pi One)のパフォーマンスを比較し、後者の低消費電力デバイスを使用してブロックチェーンノードを実装することができるが、応答遅延のコストが高いことを示す。
さらに、Ethereumのガス制限の影響を評価し、ブロックチェーンネットワークのパフォーマンスに大きな影響を与えている。
このように、この記事では、次世代のグリーンブロックチェーン開発者や研究者に役立つガイドライン、有用な実用的評価、重要な発見を提供する。
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