【摘 要】
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近年来,区块链在数字金融、信息共享等领域发展迅速,为传统行业带来了诸多变革。然而在传统区块链中,每个参与共识的全节点都必须存储完整的区块链数据,这使得存储资源有限的节点无法加入区块链,严重制约了区块链的广泛应用。因此区块链存储扩容成为了当前的研究热点之一。在现有的研究成果中,基于编码的链上方案是一类较优的方法,其可以在保障数据安全的前提下,有效降低区块链节点的存储压力,但仍存在恢复开销较大、跨节点
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近年来,区块链在数字金融、信息共享等领域发展迅速,为传统行业带来了诸多变革。然而在传统区块链中,每个参与共识的全节点都必须存储完整的区块链数据,这使得存储资源有限的节点无法加入区块链,严重制约了区块链的广泛应用。因此区块链存储扩容成为了当前的研究热点之一。在现有的研究成果中,基于编码的链上方案是一类较优的方法,其可以在保障数据安全的前提下,有效降低区块链节点的存储压力,但仍存在恢复开销较大、跨节点获取数据较慢的问题。针对恢复开销较大的问题,本文提出一种基于活跃度编码的区块链模型,使用受活跃度调整的编码存储方案（Coded Storage Scheme adjusted by Activity,CSSA）对区块链数据进行分类存储。首先根据区块在各个节点内部的使用频次,将数据分为活跃区块和非活跃区块两类;然后,对于活跃区块,模型采用全复制存储,使节点更可能从本地获取所需数据;对于非活跃区块,模型使用局部恢复码（Local Reconstruction Codes,LRC）进行编码存储,实现了与目前最优方案近似的存储开销,同时降低了区块的恢复开销。此外,在区块的活跃性质发生改变后,模型将重新调整区块的存储安排,以进一步降低节点的存储开销。针对跨节点获取数据较慢的问题,本文在上述工作的基础上,提出一种融合活跃度编码和节点分组的区块链模型。模型首先使用本文提出的基于改进社区发现的区块链节点分组方法,将区块链网络划分为内部的平均连接速度较大的分组。然后在每个分组内通过CSSA存储区块链数据,使各节点只需在速度较快的组内进行区块传输,从而降低了跨节点获取数据的平均时延。在模拟网络环境下的实验结果表明,本文提出的区块链模型在存储开销方面与目前最优方案处于同一水平,并且有效降低了区块的恢复开销,加快了跨节点获取数据的速度。
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