【摘 要】
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Gossip算法是一种分布式网络系统中的重要算法,因此许多基于半分布式网络的区块链项目都采用Gossip算法来进行节点之间的数据同步。虽然Gossip算法具有简单、高效、容错性强
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Gossip算法是一种分布式网络系统中的重要算法,因此许多基于半分布式网络的区块链项目都采用Gossip算法来进行节点之间的数据同步。虽然Gossip算法具有简单、高效、容错性强等特点,但是在实际的区块链网络中,原始的Gossip算法是以固定的概率选择目标节点传播消息的,因此在数据同步的过程中会产生大量的冗余消息,同时数据同步的效率也会受到影响。本文以传统Gossip算法已有的相关研究为基础,针对半分布式区块链网络中消息的传播模型,设计了两种改进的Gossip算法。本文的主要工作如下:(1)提出了一种改进的HNA-Gossip算法,该算法新增了一个历史节点列表结构,该列表用来存放散播过程中已收到消息的历史节点,并将其加入到发送消息中,随着散播的进行不断更新。从而达到了避免向列表中的节点发送重复消息的情况,降低了消息的冗余程度,同时提高了数据同步的效率。(2)针对HNA-Gossip算法在传播分支路径较多的情况下表现较差的问题,提出了一种改进的HMS-Gossip算法,该算法在HNA-Gossip算法的基础上增加了基于状态消息的广播机制。每个分支路径中的节点在接收到消息后,通过主动向其他节点广播状态消息来指示其已接受消息的状态,从而达到了避免向分支路径节点发送重复消息的情况,进一步提高了算法的性能。(3)分别在Hyperledger Fabric和Anaconda平台上做了仿真实验。实验结果均显示改进的两种Gossip算法的性能都要高于原始Gossip算法,其中HMS-Gossip算法更优,证明了算法的可行性和有效性。
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