【摘 要】
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分片是目前最有效的区块链扩容方案。其中,状态分片最具应用前景。理论上,分片技术在不降低去中心化的基础上实现了区块链的扩容。但区块链分片时通常将事务按照一定的规则分配至已有状态所在的分片,且系统中节点被随机分配,各分片处理能力差距较大,存在单个分片交易过载的问题。此外,在状态分片中重新分配节点受到无状态验证的局限,节点不能在分片间随意调度。目前应用状态分片技术的区块链项目中,尚未专门讨论状态分片后可
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分片是目前最有效的区块链扩容方案。其中,状态分片最具应用前景。理论上,分片技术在不降低去中心化的基础上实现了区块链的扩容。但区块链分片时通常将事务按照一定的规则分配至已有状态所在的分片,且系统中节点被随机分配,各分片处理能力差距较大,存在单个分片交易过载的问题。此外,在状态分片中重新分配节点受到无状态验证的局限,节点不能在分片间随意调度。目前应用状态分片技术的区块链项目中,尚未专门讨论状态分片后可能带来的交易过载的处理问题。针对区块链状态分片中的交易过载问题,本文提出了状态分片约束下交易过载的多轮验证处理方案。对分片内的交易进行多轮次验证,在每轮验证完成后根据节点的通信能力和节点共识表现进行综合积分,根据交易负载计算模型计算分片内的交易负载,利用节点竞选策略有效组织节点进行交易验证,在提升分片规模和有效性的基础上,充分发挥高性能节点的优势,使得过载交易在后续轮次得到及时的验证。本文在实验室环境下开展模拟实验。首先通过实验确定了本文方案的分片规模和交易验证轮数。然后将本文方案与未进行交易过载处理的多轮PBFT验证（Multi-round of PBFT verification,MRPV）方案以及OmniLedger方案进行交易验证率、系统吞吐量、平均出块时间以及单个分片的过载处理效果对比实验。实验表明,本文方案可以有效处理分片内交易过载,提高交易验证率,提升系统的交易吞吐量（Transaction Per Second,TPS）,在稳定运行的同时缩短平均出块时间,为今后分片技术的研究工作提供有益的参考价值。
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