【摘 要】
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区块链技术提供了一种在不受信任的网络中传输信息和价值的途径,主要包括密码学、智能合约以及共识算法三个部分,其中共识算法是建立区块链信任特征的基础。相较于公链和私链而言,联盟链在实际运用场景中最适合且应用广泛。PBFT算法作为联盟链中热度最高的算法,凭借具有容错性,效果好的特点在联盟链中得到广泛运用。但是PBFT算法也有其自身的局限性,比如系统灵活性差,节点不能自由加入和退出;三阶段广播过程消耗带宽
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区块链技术提供了一种在不受信任的网络中传输信息和价值的途径,主要包括密码学、智能合约以及共识算法三个部分,其中共识算法是建立区块链信任特征的基础。相较于公链和私链而言,联盟链在实际运用场景中最适合且应用广泛。PBFT算法作为联盟链中热度最高的算法,凭借具有容错性,效果好的特点在联盟链中得到广泛运用。但是PBFT算法也有其自身的局限性,比如系统灵活性差,节点不能自由加入和退出;三阶段广播过程消耗带宽,易造成网络拥堵;主节点选取随意,具有安全隐患。针对上述问题,本文提出一种基于改进C4.5的优化PBFT算法即（C-PBFT）。该算法首先设计了加权平均信息增益评判标准对C4.5算法在属性分类过程中条件属性的影响进行改进;其次利用改进的C4.5算法将全网节点进行信任等级分类并构建成双层共识模型;然后在双层共识模型的基础上引入票权值的概念对主节点选取模块优化;最后依据优化的PBFT算法实现了基于联盟链的专利交易系统。本文的主要工作内容如下:1.C4.5算法在生成决策树时使用信息增益来选择属性,然而C4.5算法没有考虑条件属性之间的相互影响。结合区块链共识机制的具体应用场景,当根据节点属性值对信任级别进行分类时,节点条件属性会相互影响,分类准确率会下降。为了提高节点信任分类的准确性,引入了加权平均信息增益这一评判标准对C4.5算法进行改进。2.通过改进的C4.5算法对全系统共识节点进行信任等级分类,分类后的节点组建成双层共识模型。双层共识模型能够减少通信次数,避免造成网络拥堵,提高共识效率。3.为了避免拜占庭节点成为主节点的可能,我们在主共识组中选取主节点时候引入票权值的概念。票权值可以有效降低拜占庭节点出现的可能性。最后通过论证,C4.5算法可以明显提高共识效率和系统的可信度。4.设计并实现了基于联盟链的专利交易系统。系统网络组成结构是由登记部门、公证部门以及专利部门共同组成,将专利原始信息,交易信息所有记录全部上传至区块链。交易者可以在该系统查看作品的全部交易流程,并可以通过该记录进行司法维权。通过实验表明C-PBFT算法能够更好的应用于实际生活场景。
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