INFOCOM（IEEE International Conference on Computer Communications）是计算机网络领域三大顶级国际会议之一（CCF认定为A类会议），具有极高的影响力。本文对近几年发表在该会议的论文进行整理。

40th INFOCOM 2021: Vancouver, BC, Canada

Leveraging Public-Private Blockchain Interoperability for Closed Consortium Interfacing

Lifesaving with RescueChain: Energy-Efficient and Partition-Tolerant Blockchain Based Secure Information Sharing for UAV-Aided Disaster Rescue.

A Weak Consensus Algorithm and Its Application to High-Performance Blockchain.

Pyramid: A Layered Sharding Blockchain System.

Code is the (F)Law: Demystifying and Mitigating Blockchain Inconsistency Attacks Caused by Software Bugs.

Counter-Collusion Smart Contracts for Watchtowers in Payment Channel Networks.

Design and Testbed Experiments of Public Blockchain-Based Security Framework for IoT-Enabled Drone-Assisted Wildlife Monitoring.

Lightweight and Reliable Decentralized Reward System using Blockchain.

FLeX: Trading Edge Computing Resources for Federated Learning via Blockchain.

Smart Contract-enabled LightChain Test Network.

39th INFOCOM 2020: Toronto, ON, Canada

这一年区块链文章非常多，但是一般都是 blockchain-based 基于区块链的

Modeling the Impact of Network Connectivity on Consensus Security of Proof-of-Work Blockchain.

Secure Balance Planning of Off-blockchain Payment Channel Networks.

EncELC: Hardening and Enriching Ethereum Light Clients with Trusted Enclaves.

Mutual Authentication and Authorized Data Access Between Fog and User Based on Blockchain Technology.

Revenue-Sharing based Computation-Resource Allocation for Mobile Blockchain.

A Concurrent Weighted Communication Scheme for Blockchain Transaction.

Towards Blockchain-Based Reputation-Aware Federated Learning.

Blockchain-based E-waste Management in 5G Smart Communities.

BIND: Blockchain-Based Flow-Table Partitioning in Distributed Multi-Tenant Software-Defined Networks.

DecOp: Decentralized Network Operations in Software Defined Networking using Blockchain.

On the Design of Blockchain-Based Access Control Scheme for Software Defined Networks.

ODOB: One Drone One Block-based Lightweight Blockchain Architecture for Internet of Drones.

VAHAK: A Blockchain-based Outdoor Delivery Scheme using UAV for Healthcare 4.0 Services.

A Blockchain-based Framework for Drone-Mounted Base Stations in Tactile Internet Environment.

InBlock4: Blockchain-based Route Origin Validation.

A Solution for State Conflicts of Smart Contract in Interaction with Non-blockchain.

ChainIDE 2.0: Facilitating Smart Contract Development for Consortium Blockchain.

Proof-of-Balance: Game-Theoretic Consensus for Controller Load Balancing of SDN

Blockchain-Enabled SDN for Securing Fog-Based Resource-Constrained IoT.

BS-IoT: Blockchain Based Software Defined Network Framework for Internet of Things.

Blockchain Technology and Neural Networks for the Internet of Medical Things.

Blockchain based secure IoT data sharing framework for SDN-enabled smart communities.

Sperax: An Approach To Defeat Long Range Attacks In Blockchains.

Building an Authentic and Ethical Keyword Search by applying Decentralised (Blockchain) Verification.

Gemini-Chain: A Regulatable Digital Currency Model based on Blockchain.

Tri-Blockchain Based Intelligent Vehicular Networks.

AI-Powered Blockchain – A Decentralized Secure Multiparty Computation Protocol for IoV.

On the Design of Secure Communication Framework for Blockchain-Based Internet of Intelligent Battlefield Things Environment.

A Blockchain-Based Trading Platform for Big Data.

Secure Smart Home Systems: A Blockchain Perspective.

A Blockchain-Based Virtual Network Embedding Algorithm for Secure Software Defined Networking.

Blockchain-Based Controller Recovery in SDN

Information Classification Strategy for Blockchain-based Secure SDN in IoT Scenario.

ET-DeaL: A P2P Smart Contract-based Secure Energy Trading Scheme for Smart Grid Systems.

38th INFOCOM 2019: Paris, France

Corking by Forking: Vulnerability Analysis of Blockchain.

A Blockchain based Witness Model for Trustworthy Cloud Service Level Agreement Enforcement.

ACCEL: Accelerating the Bitcoin Blockchain for High-throughput, Low-latency Applications.

Market Manipulation of Bitcoin: Evidence from Mining the Mt. Gox Transaction Network.

Transaction Clustering Using Network Traffic Analysis for Bitcoin and Derived Blockchains.

Lowering Financial Inclusion Barriers with a Blockchain-Based Capital Transfer System.

SimBlock: A Blockchain Network Simulator.

Downsampling Blockchain Algorithm.

An Infrastructure for Service Accountability based on Digital Identity and Blockchain 3.0.

From centralized to decentralized blockchain-based product registration systems: the use case of lighting and appliances.

STewARD: SDN and blockchain-based Trust evaluation for Automated Risk management on IoT Devices.

Exploring Potentials and Challenges of Blockchain-based Public Key Infrastructures.

A Blockchain-based System for Online Consumer Reviews

Demo Abstract: An Interoperable Avatar Framework Across Multiple Games and Blockchains.

Blockchain for Decentralized Data Analysis.

LikeStarter: a Smart-contract based Social DAO for Crowdfunding

Interledger Smart Contracts for Decentralized Authorization to Constrained Things.

37th INFOCOM 2018: Honolulu, HI, USA

Searching an Encrypted Cloud Meets Blockchain: A Decentralized, Reliable and Fair Realization.

CertChain: Public and Efficient Certificate Audit Based on Blockchain for TLS Connections.

Stochastic Models and Wide-Area Network Measurements for Blockchain Design and Analysis.

Joint computation offloading and content caching for wireless blockchain networks.

Towards characterizing blockchain-based cryptocurrencies for highly-accurate predictions.

本文主要介绍2021年的一些文章。

40th INFOCOM 2021: Vancouver, BC, Canada

A Weak Consensus Algorithm and Its Application to High-Performance Blockchain.

摘要：人们已经提出了大量的一致性算法。然而，严格一致性的要求限制了它们的广泛采用，尤其是在高性能系统中。在本文中，我们提出了一种弱一致性算法，只保持消息之间相对位置的一致性。我们应用这种一致性算法构建了一个高性能的区块链系统，称为Sphinx。我们使用32k+行代码实现该系统，包括consensus/P2P/ledger等所有组件。评估表明，Sphinx可以达到43k TPS的峰值吞吐量（8个完整节点），这比以太坊等现有区块链系统在相同实验环境下的速度要快得多。据我们所知，我们提出了第一个具有完全实现的区块链系统的弱共识算法。

关键字：Consensus algorithm, Blockchain, Performance

  • 我们找出了导致当前一致性协议性能瓶颈的原因，并提出了一种弱一致性机制，通过削弱严格一致性的保证来实现链的并行处理。

  • 我们将我们设计的弱共识算法应用于一个高性能区块链系统，该系统具有正确定义的模型和严格证明的鲁棒性。

  • 我们提供了Sphinx的完整实现，并对其性能进行了评估。结果表明，我们的系统在43k TPS（8个完整节点）的情况下实际上是高效的。

本篇文章还是很有意思的，但是这类弱共识算法只能应用在对事务的次序没有要求的系统。

Pyramid: A Layered Sharding Blockchain System.

摘要：通过将节点分成称为碎片的小组，可以并行处理事务，碎片可以显著提高区块链的可伸缩性。然而，所有现有的分片系统都采用完全分片，即分片是隔离的。它增加了额外的开销，以保证跨分片事务的原子性和一致性，并严重降低分片性能。在本文中，我们提出了Pyramid，第一层分片区块链系统，其中一些分片可以存储多个分片的完整记录，从而可以在这些分片内部处理和验证跨分片交易。在提交跨分片事务时，为了实现相关分片之间的一致性，提出了基于多个分片之间协作的分层分片共识。与完全分片相比，分层分片共识可以在一轮中提交跨分片事务，其中每个跨分片事务被拆分为多个子事务，并需要多个共识轮才能提交。此外，从理论上分析了不同分片结构的分层分片的安全性、可扩展性和性能。最后，我们实现了一个Pyramid原型，其评估结果表明，与目前最先进的完整分片系统相比，Pyramid在一个包含17个分片和3500个节点的系统中可以将事务吞吐量提高2.95倍。

主要贡献：

  • Layered Sharding Architecture:我们介绍了分层切分的形成过程。根据跨分片事务的特点，研究了跨分片事务的验证规则，设计了一种块的跨分片结构。通过我们的跨分块设计，跨分块事务可以包含在单个块中，以达成共识。

  • Layered Sharding Consensus:我们提出了一个分层分片共识协议，根据不同分片中节点之间的协作，在每个分片中提交跨分片块。与完全分片相比，我们的分层分片共识可以在一轮中提交每个跨分片事务，从而提高分片性能。

  • Theoretical Analysis: 从安全性、可扩展性和性能等方面对不同分片结构的金字塔进行了理论分析，并将其与考虑多步事务分布的非分片完整分片系统进行了比较。

  • System Implementation: 我们为Pyramid开发了一个原型，并通过与两个最先进的完整切分系统进行比较来评估其性能。结果表明，与完全分片相比，在一个有17个分片和3500个节点的系统中，金字塔将事务吞吐量提高了2.95倍。

本篇文章也蛮不错的，主要讲的是分片技术。通过层叠分片减少跨分片的交易。

Leveraging Public-Private Blockchain Interoperability for Closed Consortium Interfacing

中文题目：利用公私区块链互操作性实现封闭联盟接口

摘要：随着私有区块链平台越来越多地被采用，在贸易、金融、物流等各个行业运营的财团变得越来越普遍。尽管拥有支持透明度和分布式控制的完全分散架构的好处，但现有的私有区块链限制了其封闭边界内的数据、资产和流程，从而限制了向最终消费者提供安全且可验证的服务。因此，与多个卖家的电子商务或与一系列云服务提供商的云联盟等平台不能与现有区块链平台分散。本文提出了一种分散的网关架构，通过互操作利用公共和私有区块链平台的独特组合，将私有区块链与最终用户连接起来。通过去中心化云联盟的用例，我们已经证明了该解决方案的可行性。我们在以太坊和Hyperledger Fabric的测试台上实现了三家服务提供商，结果表明，这样的联盟可以在可接受的响应延迟内运行，同时将云基础设施供应的并行请求扩展到每秒64个。对Mininet仿真平台的进一步分析表明，随着参与服务提供商数量的增加，该平台可以很好地扩展，对延迟的影响最小。

关键字：Blockchain; Interoperability; Multifaceted networks; Open interfacing

Lifesaving with RescueChain: Energy-Efficient and Partition-Tolerant Blockchain Based Secure Information Sharing for UAV-Aided Disaster Rescue.

中文题目：Lifesaving with RescueChain：基于节能和分区容忍区块链的安全信息共享，用于UA V辅助灾难救援

摘要：当地面通信基础设施瘫痪时，无人机（UAV）为在灾区建立灵活可靠的应急网络带来了巨大的潜力。然而，由于不可信的环境和开放存取的UAV网络，在数据传输过程中，UAV可能会出现潜在的安全威胁。此外，无人机通常电池和计算能力有限，因此在执行复杂的救援任务时，它们无法执行繁重的安全保障操作。在本文中，我们开发了Lifesaving with RescueChain，这是一种安全有效的无人机辅助灾难救援信息共享方案。具体来说，我们首先实施一个基于区块链的轻量级框架，以保护灾难下的数据共享，并永久跟踪行为不端的实体。设计了一个基于声誉的一致性协议，以适应弱连接环境，提高一致性效率，促进UAV的诚实行为。此外，我们还引入了一种新的基于车雾计算的脱离链机制，利用地面车辆作为移动雾节点来卸载无人机繁重的数据处理和存储任务。为了优化激励车辆共享其空闲的计算资源，我们还设计了一种基于两层强化学习的激励算法，用于高度动态网络中的无人机和地面车辆。仿真结果表明，与现有的典型方法相比，RescueChain可以有效地加快协商一致过程，提高用户回报，减少交付延迟。

关键词：Unmanned aerial vehicle (UAV), disaster rescue, vehicular fog computing, blockchain, reinforcement learning.

主要贡献：

  • Framework:我们提供了一个低成本、无基础设施、强大的救援链。我们对UDRNs中区块链的实现做了两个改进：1）一个绿色共识协议，在部分同步环境下具有非挖掘记账、低通信复杂度和高鲁棒性；2） 一种基于VFC的离线数据存储和计算机制，可有效地将繁重的数据处理和存储任务从资源受限的无人机转移到附近的合作地面车辆。
  • Algorithm:由于UDRNs中的网络连接稀疏，我们通过签名聚合和声誉评估，为电池有限的无人机开发了一种基于Tendermint的节能和分区容忍一致性算法。此外，可以根据区块链中记录的节点行为来提升无人机的合法行为。为了促进车辆在VFC中的协作，我们还利用RL技术智能地推导出快速变化环境中地面车辆和无人机的最佳资源共享和定价策略。
  • Validation:我们通过大量的模拟来评估救援链的有效性。与其他现有方案相比，我们的救援链可以为地面车辆和UA V获得更好的回报，减少数据交付延迟，提高卸载效率，增强区块链中的共识效率。

本篇文章的相关内容也以《LVBS: Lightweight Vehicular Blockchain for Secure Data Sharing in Disaster Rescue》为题目发表在了顶刊TDSC ，一作和二作换了个位置。

Lightweight and Reliable Decentralized Reward System using Blockchain.

中文题目：使用区块链的轻量级可靠分散奖励系统

摘要：近年来，通过利用无处不在的物联网（IoT）和移动设备的感知能力，众感知变得越来越流行。实现有效众感知的一个关键组成部分是一个可靠的奖励系统，以激励众感知的参与。在传统的众感知应用程序中，数据质量评估和每个参与者奖励的评估由中央服务器执行。因此，它们的公平性和可靠性基于这样一个假设：服务器将正常工作。一旦服务器出现软件或硬件故障，甚至故意作弊，参与者的利润就无法得到保证。在本文中，我们利用区块链技术为众感知提出了一个可靠的分散奖励系统。与现有基于区块链的众感知解决方案不同，该解决方案在计算或财务成本方面利用了昂贵的共识机制，我们探索了存在于大多数众感知应用中的声誉系统的力量，并将其安全地集成到区块链中，以设计声誉证明共识机制。在此基础上，进一步设计了一个利用区块链的高效可靠的奖励系统。我们通过数值分析和仿真评估了我们提出的奖励系统的性能。

TODO

FLeX: Trading Edge Computing Resources for Federated Learning via Blockchain.

美国 北卡罗来纳大学，Demo

摘要：联邦学习（FL）算法为分布式机器学习提供了个人数据保护和信息孤岛消除方面的特权。随着越来越多的边缘设备连接到网络中，我们仍然看到许多计算资源和数据未得到充分利用，并且没有用户交换任务的平台。在本演示中，我们提出了一个名为FLEX的基于区块链的联合学习应用程序交易平台，用户可以在该平台上买卖用于训练机器学习模型的计算资源，而无需牺牲数据隐私。我们以高度分布式和可扩展的方式设计FLEX。我们在平台中分离数据平面和控制平面。在FLEX中，交易机制和FL算法部署在区块链的智能合约中。控制信息和交易信息在区块链中得到了很好的保护。通过FLEX，我们实现了一个用于执行FL任务的分布式交易平台。

Design and Testbed Experiments of Public Blockchain-Based Security Framework for IoT-Enabled Drone-Assisted Wildlife Monitoring.

中文题目：

摘要：近年来，物联网无人机（IoT）也被称为无人机（UAV），广泛应用于从军事到民用的许多应用中，如野生动物监测。由于无人机提供了无风险且低成本的设施，以便以高时空分辨率快速持续地监测自然环境，因此它们有助于野生动物监测研究。由于无线通信的性质，在各自飞行区部署的无人机和安装在动物体内的物联网智能设备之间的通信，以及无人机和各自地面站服务器（GSS）之间的通信，容易受到各种被动和主动攻击。为了缓解这些问题，我们提出了一种基于公共区块链的访问控制实现，用于野生动物监控。同时应用访问控制和区块链不仅可以保护各种攻击，还可以保持不变性、透明性和分散性。接下来，我们模拟区块链部分的拟议安全框架，以测量在区块链中添加不同数量的区块以及每个区块的不同交易数量所需的总计算时间。最后，通过一个实际的实验台验证了该框架的可行性。

Code is the (F)Law: Demystifying and Mitigating Blockchain Inconsistency Attacks Caused by Software Bugs.

北京大学。Code is the (F)Law:消除和缓解由软件缺陷引起的区块链不一致性攻击

摘要：区块链承诺为交易提供防篡改介质，从而支持包括加密货币在内的许多应用。作为一个建立在共识基础上的系统，区块链的正确性在很大程度上取决于其节点之间状态的一致性。但区块链的共识协议只保证交易序列的一致性，而不是节点的内部状态。相反，节点必须重播并执行所有事务，以独立维护其本地状态。在执行事务时，任何不同的执行结果都可能导致节点不同步，从而与其他节点隔离。

在对区块链中的交易执行过程进行系统建模后，我们提出了一种新的攻击INCITE，它可以使不同的节点处于不同的状态。具体而言，攻击者可以调用易受攻击的智能合约的模糊事务，利用智能合约中的软件漏洞将执行该事务的节点引导到不同的状态。与导致短期不一致的攻击（如分叉攻击）不同，煽动可以导致区块链中的节点陷入长期不一致状态，从而进一步对链造成巨大损害（例如，双重支出攻击和驱逐采矿权）。我们在5个流行区块链中发现了7个0天漏洞，这些漏洞可能会导致这种攻击。我们还提出了一个防御解决方案来缓解这种威胁。实验表明，该方法有效且重量轻。

INCITE Attacks （煽动攻击）：一致性协议只能保证块序列的完整性，而不能保证一致的执行和状态一致性。在本文中，我们提出了煽动攻击，即攻击者构造一个不明确的事务并将其广播到网络，在不同的节点上导致智能合约的不同执行结果，从而将受害者节点误导到恶意构造的状态。然后，攻击者可以进一步利用损坏的状态进行攻击，例如阻碍受害者节点与网络中的其他节点形成共识，迫使受害者节点在区块链的无效视图上浪费计算能力，将网络分割成多个部分或另一次攻击的构建块（排除挖掘能力、双重支出攻击等，请参见第IV-C节）。此外，可以通过利用低威胁的“trivial”漏洞（例如，缓冲区外读取、未初始化变量）或不同平台中的一些微小实现差异来构建模糊事务。为了评估煽动攻击的影响，我们审计了几个现有的知名区块链项目（EOS[5]、NEO[6]和ONT[7]），发现了7个day0漏洞，这些漏洞可以实现煽动攻击（第四节-A）。

主要贡献：

  • 我们提出并系统地研究了一种新的攻击，即煽动攻击，这种攻击可以将区块链驱动到长期不一致的状态，并对这些攻击进行了建模，分析了这些攻击的根本原因。

  • 我们发现了一种利用区块链系统实现双倍支出的新方法，该系统存在以前认为不可用的漏洞

  • 我们在5个热门区块链项目中发现了7个zero-day漏洞，并证明了煽动攻击的可行性。

  • 我们提出了一种防御方案来缓解煽动攻击，并对其性能和安全性进行了评估

Counter-Collusion Smart Contracts for Watchtowers in Payment Channel Networks.

摘要：支付渠道网络（PCN）旨在通过结算链外交易来提高加密货币的可扩展性。然而，PCN引入了一个不受欢迎的假设，即渠道参与者必须保持在线，并与区块链同步，以防欺诈。为了缓解这一问题，引入了望塔，以便雇佣方可以雇佣Watchtower来监控渠道是否存在欺诈行为。然而，Watchtower可能会从与作弊对手的勾结中获利，并且无法完成这项工作。现有的解决方案要么侧重于繁重的加密技术，要么需要大量的辅助资料。在这项工作中，我们通过经济方法利用智能合同来对抗PCN中的Watchtower串通。这会在了Watchtower和交易对手之间带来不信任，因此理性的各方不会相互勾结或欺骗。我们对这些合同进行了详细分析，并严格证明这些合同能够有效地以最少的链上运营对抗共谋。特别是，Watchtower只需要锁定一小部分抵押品，这将激励望塔和用户的参与。我们还提供了合同的稳定实施，并在以太坊上执行这些合同，以证明合同的可扩展性和效率。

  • 据我们所知，我们是第一个从游戏剧场的角度研究PCNs中的了望台共谋问题的人，在这种情况下，了望台可以通过与被监控渠道的对手协调而不执行监控工作来获利。

  • 为了解决这个共谋问题，我们设计了三个智能合约，望塔合约、共谋合约和背叛合约，用于雇佣方将频道监控工作外包给望塔的场景。

  • 我们提供了智能合约的详细分析。具体地说，我们严格证明了存在一个唯一的序列均衡，即理性各方永远不会串通或欺骗所有三个契约的存在，即使它们被允许。因此，理性的各方永远不会执行共谋或背叛合同，并且参与最小的链上操作。此外，望塔合同可使用PCN协议进行编译，不需要链上操作。

  • 我们提供智能合约的概念验证实施，并在以太坊上执行。这表明，即使合同碰巧执行，财务成本也非常低。

TODO：怎么利用的 博弈。

Smart Contract-enabled LightChain Test Network.

Demo

摘要：LightChain是第一个基于分布式哈希表（DHT）的区块链，具有对数渐进操作复杂性，并且是一个分布式存储层，在损坏的节点多数权力下保持其完整性。然而，在最初的LightChain实现中，运行基于智能合约的事务是一个缺失的功能。在这篇演示文章中，我们介绍了LightChain开源智能合约测试网络的软件架构。

LightChain原文连接：[1904.00375] LightChain: A DHT-based Blockchain for Resource Constrained Environments (arxiv.org)

关键词：Blockchain, Distributed Hash Table, EthereumVirtual Machine, Smart Contract, Solidity.