基于联盟链的多链式区块链共识性能研究

来源 :东华理工大学 | 被引量 : 17次 | 上传用户:bleachdou
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互联网在给人们带来便利的同时也潜藏着安全隐患。近年来隐私泄露、保密信息泄密、网络欺诈等网络安全问题频频发生,一定程度上阻挠了互联网经济的发展。以比特币为代表的区块链(blockchain)技术,因其具有去中心化、防篡改、可溯源等特性,它的出现给解决现有网络系统在信息安全上遇到的问题带来了新的曙光。在区块链的实际商业化应用中,考虑到权限管理和数据安全性等因素,弱中心化的联盟链体系愈发受到重视。然而现有单链式区块链在联盟链环境中存在共识算法数据吞吐量较低及资源开销较大等问题,同时单链结构难以支持多样化数字资产的并发处理,留下了隐私数据容易泄露的隐患。针对上述问题,本文基于联盟链环境,结合共识算法及区块链结构,展开了针对联盟链环境的多链式区块链共识性能的研究。针对联盟链环境对共识算法高数据吞吐量及低资源开销的需求,本文在动态授权拜占庭容错算法的基础上引入了简化共识机制及代表节点集合转换机制,精简视图转换过程并优化了区块数据动态恢复流程,提出适用于联盟链环境的主动动态授权拜占庭容错算法,并对该算法的数据吞吐量与时间延迟情况进行了实验分析,检测了在部分节点失效情况下的共识情况以及数据恢复情况。实验结果表明主动动态授权拜占庭容错算法在数据吞吐量提高的同时节点容错率从20%提升至33%,并且有效降低了数据恢复阶段高通信量对共识性能影响。针对联盟链环境对高隐私性数据并发处理的需求,本文提出一套基于主动动态授权拜占庭容错算法的多链结构,设置了相互独立的用户区块链与数据区块链,将区块链应用功能与隐私数据隔离,并通过哈希值锚定链接,增强了区块链数据的安全性、隐私性和可监管性。并通过实验证明引入主动动态授权拜占庭容错算法的多链结构在并发状态下数据吞吐量有明显改善,能够更加有效的满足联盟链环境的数据存储性能需求。最后对本文的工作进行了总结,分析了现有成果与其不足之处,对后续研究提出了方向。
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