論文の概要: On the Robustness of Gossip Protocols in Modern Blockchains

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.21526v1
• Date: Thu, 15 Oct 2026 08:56:33 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-17 06:09:33.013502
• Title: On the Robustness of Gossip Protocols in Modern Blockchains
• Title（参考訳）: 現代のブロックチェーンにおけるゴシッププロトコルのロバスト性について
• Abstract要約: 委員会ベースのブロックチェーンで使用される広くデプロイされたゴシッププロトコルの現実的なネットワーク敵に対する堅牢性について検討する。 解析的および広範な経験的測定により、ランダムグラフをインスタンス化するために選択されるグラフパラメータが不十分であることを示し、十分な正直なノードがコンセンサスメッセージを受け取ることを保証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.0466279394590146
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Modern platforms such as Ethereum and Polkadot nowadays execute Byzantine fault-tolerant consensus protocols over large validator committees, often comprising hundreds of nodes. At this scale, complete graph topologies for connecting nodes are impractical, leading systems to adopt various gossip mechanisms, often in an ad hoc manner. In this paper, we study the robustness of widely deployed gossip protocols used in committee-based blockchains against realistic network adversaries. We show, both analytically and through extensive empirical measurements, that the graph parameters commonly chosen to instantiate random graphs are insufficient to guarantee that enough honest nodes receive consensus messages for quorum formation in existing protocols. Motivated by this finding, we empirically assess the robustness of Bitcoin's Erdős-Rényi (ER) graphs, Polkadot's grid topology, Ethereum's GossipSub, and Solana's chunk- and tree-based disseminations. Our results reveal surprising tradeoffs: Solana's dynamic trees are bandwidth-efficient in benign settings but fragile under adaptive attacks; Polkadot's grid achieves strong robustness at the cost of high bandwidth overhead; GossipSub is both bandwidth-efficient and resilient to adaptive adversaries, yet highly sensitive to parameter choices; and ER graphs provide a strong robustness-efficiency tradeoff, e.g., when the (average) fanout degree exceeds 15 for networks up to 5000 nodes.
• Abstract（参考訳）: Ethereum や Polkadot といった現代のプラットフォームでは,数百のノードで構成される大規模なバリデータ委員会を通じて,ビザンチンのフォールトトレラントコンセンサスプロトコルを実行している。 このスケールでは、ノードを接続するための完全なグラフトポロジは非現実的であり、しばしばアドホックな方法で様々なゴシップ機構を採用する。 本稿では,コミッショナーベースのブロックチェーンにおいて,現実的なネットワーク敵に対して広く利用されているゴシッププロトコルの堅牢性について検討する。 解析的および広範な経験的測定により、乱数グラフをインスタンス化するために選択されるグラフパラメータが不十分であることを示し、既存のプロトコルにおいて、十分な正直なノードが量子形成のためのコンセンサスメッセージを受け取ることを保証する。 この発見に動機づけられた私たちは、BitcoinのErdés-Rényi(ER)グラフ、Pokadotのグリッドトポロジー、EthereumのGossipSub、およびSolanaのチャンクおよびツリーベースの普及の堅牢性を実証的に評価した。 ソラナの動的木は、良質な設定では帯域幅効率が良いが、適応攻撃では壊れやすい; Polkadotのグリッドは、高帯域幅オーバーヘッドのコストで強い堅牢性を達成する; GossipSubは、帯域幅効率が高く、適応的敵に対する耐性が高く、パラメータ選択に非常に敏感である;ERグラフは、5000ノードまでのネットワークにおいて、(平均)ファンアウト度が15を超えるとき、強い堅牢性-効率トレードオフを提供する。

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