論文の概要: Towards Secure Decentralized Applications and Consensus Protocols in Blockchains (on Selfish Mining, Undercutting Attacks, DAG-Based Blockchains, E-Voting, Cryptocurrency Wallets, Secure-Logging, and CBDC)

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.13213v1
• Date: Mon, 15 Dec 2025 11:26:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-16 17:54:56.63929
• Title: Towards Secure Decentralized Applications and Consensus Protocols in Blockchains (on Selfish Mining, Undercutting Attacks, DAG-Based Blockchains, E-Voting, Cryptocurrency Wallets, Secure-Logging, and CBDC)
• Title（参考訳）: ブロックチェーンにおけるセキュアな分散アプリケーションと合意プロトコル(セルフリッシュマイニング、アンダーカットアタック、DAGベースのブロックチェーン、E-Voting、暗号ウォレット、セキュアロギング、CBDC)
• Authors: Ivan Homoliak,
• Abstract要約: 我々は、利己的なマイニング、アンダーカット、グリージーなトランザクション選択に対する抵抗を含む、単一チェーンのProof-of-Workブロックチェーンにおけるコンセンサスセキュリティについて研究する。 実際の投票プロトコルで電子投票を進め、何百万人もの参加者に対してスケーラブルなバージョンに拡張し、セキュリティとプライバシを保護します。 最後に、非平等、完全性、検閲の証拠を保証する集中型台帳を通じて、ブロックチェーンと信頼できるコンピューティングを使用したセキュアなロギングを改善します。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5584060970507507
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: With the rise of cryptocurrencies, many new applications built on decentralized blockchains have emerged. Blockchains are full-stack distributed systems where multiple sub-systems interact. While many deployed blockchains and decentralized applications need better scalability and performance, security is also critical. Due to their complexity, assessing blockchain and DAPP security requires a more holistic view than for traditional distributed or centralized systems. In this thesis, we summarize our contributions to blockchain and decentralized application security. We propose a security reference architecture to support standardized vulnerability and threat analysis. We study consensus security in single-chain Proof-of-Work blockchains, including resistance to selfish mining, undercutting, and greedy transaction selection, as well as related issues in DAG-based systems. We contribute to wallet security with a new classification of authentication schemes and a two-factor method based on One-Time Passwords. We advance e-voting with a practical boardroom voting protocol, extend it to a scalable version for millions of participants while preserving security and privacy, and introduce a repetitive voting framework that enables vote changes between elections while avoiding peak-end effects. Finally, we improve secure logging using blockchains and trusted computing through a centralized ledger that guarantees non-equivocation, integrity, and censorship evidence, then build on it to propose an interoperability protocol for central bank digital currencies that ensures atomic transfers.
• Abstract（参考訳）: 暗号通貨の台頭により、分散化されたブロックチェーン上に構築された多くの新しいアプリケーションが出現した。 ブロックチェーンは、複数のサブシステムが相互作用するフルスタックの分散システムである。 多くのデプロイされたブロックチェーンと分散アプリケーションにはスケーラビリティとパフォーマンスが必要だが、セキュリティも重要だ。 その複雑さのため、ブロックチェーンとDAPPセキュリティを評価するには、従来の分散システムや集中型システムよりも、より包括的なビューが必要である。 この論文では、ブロックチェーンと分散アプリケーションセキュリティへのコントリビューションを要約します。 本稿では,脆弱性の標準化と脅威分析を支援するためのセキュリティリファレンスアーキテクチャを提案する。 我々は、単チェーンのProof-of-Workブロックチェーンにおけるコンセンサスセキュリティ、利己的なマイニング、アンダーカット、グリージーなトランザクション選択に対する抵抗、およびDAGベースのシステムにおける関連する問題について研究する。 我々は,新たな認証方式の分類とワンタイムパスワードに基づく2要素手法により,財布のセキュリティに貢献する。 我々は,実践的な投票プロトコルによる電子投票を推進し,セキュリティとプライバシを維持しつつ,数百万の参加者に対してスケーラブルなバージョンに拡張するとともに,ピークエンド効果を回避しつつ,選挙間の投票変更を可能にする繰り返し投票フレームワークを導入する。 最後に、ブロックチェーンを使用したセキュアなロギングと、非平等、完全性、検閲エビデンスを保証する集中台帳による信頼性の高いコンピューティングを改善し、それを基盤として、原子移動を保証する中央銀行デジタル通貨の相互運用性プロトコルを提案します。

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