論文の概要: Larger-scale Nakamoto-style Blockchains Offer Better Security

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.05708v1
• Date: Sat, 06 Sep 2025 13:00:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-09 14:07:03.660887
• Title: Larger-scale Nakamoto-style Blockchains Offer Better Security
• Title（参考訳）: 大規模な中本型ブロックチェーンによるセキュリティ向上
• Authors: Junjie Hu, Na Ruan,
• Abstract要約: 中本型ブロックチェーンの従来のセキュリティモデルは、悪意のあるノード間の即時同期を仮定することで、敵の調整を過大評価する。 本稿では、セキュリティ分析を再考するデュアル遅延フレームワークを導入し、2つの重要なイノベーションを通じてこの監視に対処する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.296031015250808
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Traditional security models for Nakamoto-style blockchains overestimate adversarial coordination by assuming instantaneous synchronization among malicious nodes, neglecting the critical impact of internal communication delays on security. This paper introduces a dual-delay framework to revisit security analysis, addressing this oversight through two key innovations. First, the static delay model quantifies how adversarial communication delays (\(\Delta_a\)) constrain the effective growth rate of private chains, derived via an M/D/1 queuing model as \(\lambda_{eff} = \lambda_a / (1 + \lambda_a \Delta_a)\). This model reveals that the security threshold (\(\beta^*\)), the maximum adversarial power the system tolerates, increases with \(\Delta_a\), even exceeding the classic 51\% boundary when \(\Delta_a \textgreater \Delta\) (honest nodes' delay), breaking the long-standing 50\% assumption. Second, the dynamic delay model integrates probabilistic corruption and scale-dependent delays to characterize the total adversarial delay window (\(\Delta_{total} = \Delta(n) e^{-k\beta} + c \log(1 + \beta n)\)), where \(\Delta(n) \in \Theta(\log n)\) captures honest nodes' logarithmic delay growth. Asymptotic analysis shows adversarial power decays linearly with network scale, ensuring the probability of \(\beta \leq \beta^*\) approaches 1 as \(n \to \infty\). By exposing the interplay between network scale, communication delays, and power dilution, we provide a theoretical foundation for optimizing consensus protocols and assessing robustness in large-scale Nakamoto-style blockchains.
• Abstract（参考訳）: 中本型ブロックチェーンの従来のセキュリティモデルは、悪意のあるノード間の即時同期を仮定し、内部通信遅延がセキュリティに与える影響を無視することで、敵の調整を過大評価する。 本稿では、セキュリティ分析を再考するデュアル遅延フレームワークを導入し、2つの重要なイノベーションを通じてこの監視に対処する。 まず、静的遅延モデルは、M/D/1キューイングモデルにより導出されるプライベートチェーンの効果的な成長速度を、逆通信遅延(\(\Delta_a\))がいかに制限するかを定量化する。 このモデルは、システムの許容する最大対向力であるセキュリティしきい値 (\(\beta^*\) が、従来の51\%境界を超え、 \(\Delta_a \textgreater \Delta\) が(最も高いノードの遅延)、長く続く 50\% の仮定を破ることを明らかにしている。 第二に、動的遅延モデルは確率的破壊とスケール依存遅延を統合し、全逆方向遅延ウィンドウ(\(\Delta_{total} = \Delta(n) e^{-k\beta} + c \log(1 + \beta n)\)を特徴付ける。 漸近解析により、敵のパワーはネットワークスケールと線形に崩壊し、 \(\beta \leq \beta^*\) が 1 に近づく確率を \(n \to \infty\) として保証する。 ネットワークスケール,通信遅延,電力希釈の相互作用を明らかにすることで,コンセンサスプロトコルの最適化と大規模中本型ブロックチェーンの堅牢性評価のための理論的基盤を提供する。

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