Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad hossein Manshaei,Mohammadreza Heidarpour
محمدحسین منشئی (استاد راهنما) محمدرضا حیدرپور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mahdi Fooladgar
مهدی فولادگر

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Incentive Analysis and Design for Permissionless Blockchains with Game-Theoretical Approaches
Blockchain, Game Theroy, Distributed Ledger, PoS, Sharding, Byzantine Agreement Protocols Duo to the daily growth of the Internet and Internet systems, data holders and producers power increases simultaneously. Besides, The centralization in data holding and internet systems administration is another important problem. This centralization gives administrators the ability of censor, Denial of Service, data manipulation, etc. These concerns solved by introducing Blockchain as the core of a cryptocurrency named Bitcoin. Over time, Blockchain and Distributed Ledger Technology have used in many other applications. It has revealed drawbacks in the traditional blockchains such as scalability, finality, energy-efficiency, etc. The existence of mining pools also has produced some new issues on the centrality of blockchains. Hence, many new works focused on solving these problems in traditional blockchains. We can Unless Sharding and PoS blockchains have solved many blockchain issues, they have not considered the incentive-compatibility of their protocols. We have analyzed these protocols and proved that there is no incentive for rational nodes to cooperate while the rewards share in the way these works proposed. Hence, the defection of these nodes can lead the system to fail (no new block added). In this work, we have analyzed new blockchain protocols (i.e., PoS and Sharded blockchains) and explained their problem on incentivizing their users to cooperated. Then, we have designed novel incentive-compatible approaches to share the rewards and guaranteed the cooperation of the maximum set of nodes. However, in some cases, we share fewer rewards than the main protocol does with guaranteeing the cooperation simultaneously
با توجه به پیشرفت روز افزون اینترنت و سامانه‌‌های اینترنتی، قدرت نگهدارندگان و تولیدکنندگان داده هر روز بیشتر می‌شود. از طرف دیگر، مقوله تمرکز در نگهداری داده‌ها و سرویس‌دهی به کاربران به یکی از مهم‌ترین دغدغه‌ها تبدیل شده‌است. تمرکز در این سامانه‌ها می‌تواند سانسور، منع سرویس، دستکاری در اطلاعات و ... را توسط نهاد مرکزی قدرتمند به دنبال داشته‌باشد. این نگرانی‌ها باعث شد تا برای اولین بار بلاک‌چین به عنوان هسته مرکزی رمزارزی با نام بیت‌کوین به جهانیان معرفی شود. در ادامه با فراگیر شدن استفاده از بیت‌کوین، کاربردهای دیگری نیز برای بلاک‌چین پیشنهاد شد و پژوهشگران متعددی به بررسی این کاربردها پرداختند. به همین دلیل، این اقبال عمومی به بلاک‌چین باعث شد تا هر چه سریع‌تر نارسایی‌های اولیه بلاک‌چین‌های سنتی مشخص شود. از اهم این نارسایی‌ها می‌توان به مقیاس‌ناپذیری، عدم قطعیت، مصرف بی‌رویه انرژی، وجود استخرهای استخراج و مرکزیت‌گرایی ناشی از آن‌ها، عدم تامین ناشناسی و ... اشاره کرد. در این میان پژوهشگرانی با بررسی این نارسایی‌ها در صدد حل مشکلات بلاک‌چین، خصوصا بلاک‌چین‌های بدون مجوز، بر آمدند. این پژوهش‌ها منجر به طراحی و پیاده‌سازی دسته‌های جدیدی از بلاک‌چین‌ها شد که نارسایی‌های بلاک‌چین‌های قبلی را نداشتند. از مهم‌ترین این بلاک‌چین‌ها، می‌توان به بلاک‌چین‌های بخش‌بندی‌شده و بلاک‌چین‌های مبتنی بر اثبات سهام اشاره کرد. با آن که این پژوهش‌ها تا حدودی موفق به حل نارسایی‌های بلاک‌چین شده و پروتکل‌های جامعی ارائه داده‌اند، اما اهمیت وجود مکانیزم‌های تشویقی در این پژوهش‌ها مغفول مانده است. این در حالی است که بررسی‌های اولیه نشان می‌دهد، بدون وجود مکانیزم‌های تشویقی مشخص و کافی، همکاری حداکثری گره‌های شبکه میسر نخواهد بود و در نتیجه پروتکل‌های ارائه‌شده به درستی اجرا نخواهند شد. در واقع، بدون حضور مشوق‌های مورد نیاز و راهکارهای سازگار با مشوق، امکان همکاری گره‌ها در بلاک‌چین و در نتیجه تولید بلوک وجود نخواهد داشت. از این رو، ما در این تحقیق به بررسی بلاک‌چین‌های بدون مجوز پرداخته و اهمیت وجود مکانیزم‌های تشویقی را در آن‌ها بررسی و اثبات کردیم. در ادامه با ارائه راهکارهای سازگار با مشوق تلاش کردیم تا گره‌ها را تشویق به همکاری حداکثری در پروتکل کرده و صحت اجرای آن را تضمین نماییم. حتی در مواردی میزان پاداشی که راهکارهای سازگار با مشوق ما برای تسهیم میان کاربران شبکه تخصیص می‌دهد، از میزان پاداش طراحی‌شده در نسخه اولیه پروتکل‌ها کمتر خواهد بود. بلاک‌چین، نظریه‌بازی‌ها، دفترکل غیرمتمرکز، اثبات‌ سهام، بخش‌بندی، پروتکل‌های با تحمل خطای بیزانسی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی