論文の概要: A Blockchain-based Quantum Binary Voting for Decentralized IoT Towards Industry 5.0

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.20247v1
• Date: Wed, 26 Mar 2025 05:28:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-27 13:21:08.382427
• Title: A Blockchain-based Quantum Binary Voting for Decentralized IoT Towards Industry 5.0
• Title（参考訳）: ブロックチェーンベースの分散IoTのための量子バイナリ投票
• Authors: Utkarsh Azad, Bikash K. Behera, Houbing Song, Ahmed Farouk,
• Abstract要約: 我々はIoT量子ブロックチェーンフレームワークのための量子バイナリ投票アルゴリズムを開発した。 投票プロトコルの正確性について詳述する。 また、IBM Quantumプラットフォーム上でシミュレーションされた量子回路を用いた投票アルゴリズムの実装も提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 21.831245120774344
• License:
• Abstract: Industry 5.0 depends on intelligence, automation, and hyperconnectivity operations for effective and sustainable human-machine collaboration. Pivotal technologies like the Internet of Things (IoT) enable this by facilitating connectivity and data-driven decision-making between cyber-physical devices. As IoT devices are prone to cyberattacks, they can use blockchain to improve transparency in the network and prevent data tampering. However, in some cases, even blockchain networks are vulnerable to Sybil and 51% attacks. This has motivated the development of quantum blockchains that are more resilient to such attacks as they leverage post-quantum cryptographic protocols and secure quantum communication channels. In this work, we develop a quantum binary voting algorithm for the IoT-quantum blockchain frameworks that enables inter-connected devices to reach a consensus on the validity of transactions, even in the presence of potential faults or malicious actors. The correctness of the voting protocol is provided in detail, and the results show that it guarantees the achievement of a consensus securely against all kinds of significant external and internal attacks concerning quantum bit commitment, quantum blockchain, and quantum Byzantine agreement. We also provide an implementation of the voting algorithm with the quantum circuits simulated on the IBM Quantum platform and Simulaqron library.
• Abstract（参考訳）: 産業5.0は、効果的で持続可能な人間と機械のコラボレーションのためのインテリジェンス、自動化、およびハイパーコネクティビティの運用に依存している。 IoT(Internet of Things)のようなPivotal技術は、サイバー物理デバイス間の接続とデータ駆動による意思決定を容易にすることによって、これを実現している。 IoTデバイスはサイバー攻撃を受けやすいため、ブロックチェーンを使用してネットワークの透明性を改善し、データの改ざんを防止することができる。 しかし、場合によってはブロックチェーンネットワークでさえ、Sybilや51%の攻撃に対して脆弱である。 これにより、量子後暗号プロトコルとセキュアな量子通信チャネルを活用することで、このような攻撃に対してよりレジリエントな量子ブロックチェーンの開発が動機となった。 本研究では,潜在的な障害や悪意あるアクターが存在する場合でも,相互接続されたデバイスがトランザクションの妥当性について合意に達することを可能にする,IoT量子ブロックチェーンフレームワークのための量子バイナリ投票アルゴリズムを開発する。 投票プロトコルの正確性は詳細に述べられており、量子ビットコミットメント、量子ブロックチェーン、および量子ビザンチン合意に関するあらゆる重要な外部および内部攻撃に対して、合意の達成を確実に保証していることを示す。 また、IBM QuantumプラットフォームとSimulaqronライブラリ上でシミュレーションされた量子回路を用いた投票アルゴリズムの実装も提供する。

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