論文の概要: Advanced DAG-Based Ranking (ADR) Protocol for Blockchain Scalability
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.04000v1
- Date: Wed, 06 Aug 2025 01:27:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-07 20:09:22.493659
- Title: Advanced DAG-Based Ranking (ADR) Protocol for Blockchain Scalability
- Title（参考訳）: ブロックチェーンスケーラビリティのためのアドバンストDAG-based Ranking (ADR)プロトコル
- Authors: Tayyaba Noreen, Qiufen Xia, Muhammad Zeeshan Haider,
- Abstract要約: 本稿では、ブロックチェーンのスケーラビリティとスループットを向上させるための高度なDAGベースのランキングプロトコルを提案する。
これは、二重送信に対するネットワークのセキュア化とパフォーマンス向上のための3段階のアプローチに従っている。
シミュレーションの結果、ADRは既存のDAGベースのブロックチェーンと比較して、トランザクションスループットとネットワーク寿命を著しく改善することが示された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.6649708444847677
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In the past decade, blockchain has emerged as a promising solution for building secure distributed ledgers and has attracted significant attention. However, current blockchain systems suffer from limited throughput, poor scalability, and high latency. Due to limitations in consensus mechanisms, especially in managing node identities, blockchain is often considered unsuitable for applications such as the Internet of Things (IoT). This paper proposes the Advanced DAG-based Ranking (ADR) protocol to enhance blockchain scalability and throughput. ADR employs a directed acyclic graph (DAG) structure where nodes are positioned based on their rankings. Unlike traditional chains, ADR allows honest nodes to write blocks and verify transactions using a DAG-based topology. The protocol follows a three-step approach to secure the network against double-spending and enhance performance. First, it verifies nodes using their public and private keys before granting entry. Second, it builds an advanced DAG ledger enabling block production and transaction validation. Third, a ranking algorithm filters out malicious nodes, ranks the remaining nodes based on performance, and arranges them topologically. This process increases throughput and ensures robust scalability. We evaluated ADR on Amazon EC2 clusters with over 100 nodes, including scenarios with injected malicious nodes. Simulation results demonstrate that ADR significantly improves transaction throughput and network liveness compared to existing DAG-based blockchains such as IOTA and ByteBall, making it well-suited for IoT applications.
- Abstract（参考訳）: 過去10年間、ブロックチェーンはセキュアな分散台帳構築のための有望なソリューションとして登場し、大きな注目を集めてきた。
しかしながら、現在のブロックチェーンシステムは、スループットの制限、スケーラビリティの低下、レイテンシの低下に悩まされている。
コンセンサスメカニズムの制限、特にノードIDの管理のため、ブロックチェーンはIoT(Internet of Things)のようなアプリケーションには適さないと考えられていることが多い。
本稿では,ブロックチェーンのスケーラビリティとスループットを向上させるために,Advanced DAG-based Ranking (ADR)プロトコルを提案する。
ADRは、ノードのランクに基づいて位置付けされる有向非巡回グラフ(DAG)構造を用いる。
従来のチェーンとは異なり、ADRはDAGベースのトポロジを使用して、正直なノードがブロックを書き、トランザクションを検証することを可能にする。
このプロトコルは、二重送信に対するネットワークのセキュア化と性能向上のための3段階のアプローチに従っている。
まず、エントリを許可する前に、公開鍵とプライベートキーを使用してノードを検証する。
次に、ブロック生産とトランザクションバリデーションを可能にする高度なDAG台帳を構築する。
第三に、ランキングアルゴリズムは、悪意のあるノードをフィルタリングし、パフォーマンスに基づいて残りのノードをランク付けし、トポロジ的に配置する。
このプロセスはスループットを高め、堅牢なスケーラビリティを保証する。
我々はAmazon EC2クラスタ上で100以上のノードでADRを評価した。
シミュレーションの結果、ADRはIOTAやByteBallといった既存のDAGベースのブロックチェーンと比較して、トランザクションのスループットとネットワークのライブ性を大幅に改善し、IoTアプリケーションに適していることが示されている。
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