論文の概要: Substituting Proof of Work in Blockchain with Training-Verified Collaborative Model Computation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.12138v1
- Date: Sat, 16 Aug 2025 19:12:34 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-19 14:49:10.583796
- Title: Substituting Proof of Work in Blockchain with Training-Verified Collaborative Model Computation
- Title（参考訳）: 学習検証型協調型モデル計算によるブロックチェーンにおける作業の代用証明
- Authors: Mohammad Ishzaz Asif Rafid, Morsalin Sakib,
- Abstract要約: BitcoinのProof of Work(PoW)メカニズムは、過度のエネルギー使用とハードウェアの非効率で長年批判されてきた。
本稿では,Bitcoinの従来のPoWを,集中型クラウドベースの協調トレーニングフレームワークに置き換えたハイブリッドアーキテクチャを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Bitcoin's Proof of Work (PoW) mechanism, while central to achieving decentralized consensus, has long been criticized for excessive energy use and hardware inefficiencies \cite{devries2018bitcoin, truby2018decarbonizing}. This paper introduces a hybrid architecture that replaces Bitcoin's traditional PoW with a centralized, cloud-based collaborative training framework. In this model, miners contribute computing resources to train segments of horizontally scaled machine learning models on preprocessed datasets, ensuring privacy and generating meaningful outputs \cite{li2017securing}. A central server evaluates contributions using two metrics: number of parameters trained and reduction in model loss during each cycle. At the end of every cycle, a weighted lottery selects the winning miner, who receives a digitally signed certificate. This certificate serves as a verifiable substitute for PoW and grants the right to append a block to the blockchain \cite{nakamoto2008bitcoin}. By integrating digital signatures and SHA-256 hashing \cite{nist2015sha}, the system preserves blockchain integrity while redirecting energy toward productive computation. The proposed approach addresses the sustainability concerns of traditional mining by converting resource expenditure into socially valuable work, aligning security incentives with real-world computational progress.
- Abstract（参考訳）: BitcoinのProof of Work(PoW)メカニズムは、分散コンセンサスの実現の中心にあるが、過度なエネルギー使用とハードウェアの非効率性のために長年批判されてきた。
本稿では,Bitcoinの従来のPoWを,集中型クラウドベースの協調トレーニングフレームワークに置き換えたハイブリッドアーキテクチャを提案する。
このモデルでは、マイナがコンピューティングリソースをコントリビュートして、事前処理されたデータセット上で水平スケールされた機械学習モデルのセグメントをトレーニングし、プライバシを確保し、意味のある出力を生成する。
中央サーバは、トレーニングされたパラメータの数とサイクル毎のモデル損失の削減という、2つのメトリクスを使用してコントリビューションを評価する。
各サイクルの最後に、重み付けされた宝くじが、デジタル署名された証明書を受け取った当選者を選択する。
この証明書は、PoWの検証可能な代用として機能し、ブロックチェーン \cite{nakamoto2008bitcoin}にブロックを追加する権利を与える。
デジタルシグネチャとSHA-256ハッシュを統合することにより、ブロックチェーンの完全性を維持しながら、生産的な計算に向けてエネルギーをリダイレクトする。
提案手法は,資源支出を社会的に価値のある仕事に転換し,セキュリティインセンティブを現実の計算の進歩と整合させることにより,従来の鉱業の持続可能性に対処するものである。
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