論文の概要: Economic Security of VDF-Based Randomness Beacons: Models, Thresholds, and Design Guidelines

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.04744v1
• Date: Mon, 06 Apr 2026 15:10:23 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-07 15:49:19.24361
• Title: Economic Security of VDF-Based Randomness Beacons: Models, Thresholds, and Design Guidelines
• Title（参考訳）: VDFに基づくランダムネスビーコンの経済安全--モデル・閾値・設計ガイドライン
• Authors: Zhenhang Shang, Kani Chen,
• Abstract要約: 我々は、VDFベースのランダムネスビーコンの経済的安全のための公式な枠組みを開発する。 提案するVDF遅延の多くは、数秒の順序で、可塑性条件下で経済的に不安定であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.333639687907171
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Randomness beacons based on Verifiable Delay Functions (VDFs) are increasingly proposed for blockchains and distributed systems, promising publicly verifiable delay and bias resistance. Existing analyses, however, treat adversaries purely as cryptographic entities and overlook that real attackers are economically motivated. A VDF may be sequentially secure, yet still vulnerable if a rational adversary can profit by purchasing faster hardware and exploiting reward spikes such as MEV opportunities. We develop a formal framework for economic security of VDF-based randomness beacons. Modeling the attacker as a rational agent facing hardware speedup, operating costs, and stochastic rewards, we cast the attack decision as an optimal-stopping problem and prove that optimal behavior has a monotone threshold structure. This yields tight necessary and sufficient conditions relating delay parameters to adversarial cost and reward distributions. We extend the analysis to grinding, selective abort, and multi-adversary competition, demonstrating how each amplifies effective rewards and increases required delays. Using realistic cloud costs, hardware benchmarks, and MEV data, we show that many proposed VDF delays, on the order of a few seconds, are economically insecure under plausible conditions. We conclude with deployable guidelines and introduce Economically Secure Delay Parameters (ESDPs) to support principled parameter selection in practical systems.
• Abstract（参考訳）: 検証遅延関数(VDF)に基づくランダム性ビーコンは、ブロックチェーンや分散システムに対してますます提案されており、公に検証可能な遅延とバイアス耐性を約束している。 しかし、既存の分析では、敵を純粋に暗号的な実体として扱い、実際の攻撃者が経済的に動機づけられていることを見落としている。 VDFは、より高速なハードウェアを購入し、MEVの機会のような報酬スパイクを利用することによって、合理的な敵が利益を得ることができれば、シーケンシャルに安全だが、まだ脆弱である。 我々は、VDFベースのランダムネスビーコンの経済的安全のための公式な枠組みを開発する。 ハードウェアの高速化、運用コスト、確率的報酬に直面する合理的なエージェントとして攻撃者をモデル化し、攻撃決定を最適停止問題とし、最適な動作が単調なしきい値構造を持つことを証明した。 これにより、遅延パラメータと敵のコストと報酬分布に関する厳密で十分な条件が得られる。 分析を研削,選択的中止,多目的競争に拡張し,それぞれが効果的な報酬を増幅し,必要な遅延を増大させる方法を示す。 現実的なクラウドコスト、ハードウェアベンチマーク、MEVデータを用いて、提案されたVDF遅延の多くは、数秒の順序で、妥当な条件下で経済的に不安定であることを示す。 実用システムにおける原則的パラメータ選択を支援するため、デプロイ可能なガイドラインと経済的にセキュアな遅延パラメータ(ESDP)を導入する。

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