区块链作为一种新兴技术,因其具备可溯源、防篡改、去中心化的特性,在金融、医疗、征信等领域得到了广泛专注。相对于其他区块链系统而言,超级账本的模块化设计支持可插拔的共识模块,用户可以根据需要选择共识算法。Raft共识作为一种高效分布式共识算法,可以与超级账本完美契合,极大地提升Hyperledger Fabric区块链的交易效率,尤其适用于数据上链效率要求较高的应用场景。然而,Raft共识仅支持崩溃容错,在安全性上稍显不足。此外,在大数据时代,数据作为有价值的企业资产,往往存在易丢失、易篡改、易伪造等安全问题,因此,数据访问的可审计、可溯源成为保证数据库安全的重要手段。因此,论文研究了Raft共识优化机制,并基于Hyperledger Fabric区块链,构建了安全高效的数据库访问日志上链方案,具体完成了以下工作:首先,为提升Raft中Leader节点选举的公平性及安全性,利用Raft共识机制中其自身日志应用的迟滞差值变化和迟滞差值的方差齐性检验,构建基于迟滞差值的信誉值模型,并提出一种基于信誉值的安全Raft共识机制,通过记录Raft排序节点每个任期迟滞差值的变化来反映排序节点Log日志写入的效率以及节点的工作状态,利用节点的信誉值来限制恶意节点当选为Leader的概率,从而提高Raft共识机制的安全性。其次,基于安全Raft共识机制设计了数据库访问日志上链的应用方案,提出一种基于R-P的数据库访问日志上链方法。该方法构建基于信誉值的议会制模型,在每次Leader选举完成后将信誉值大于等于历届Leader平均信誉值的节点纳入议会成员列表中,由Leader节点担任当前任期议会议长。并进一步提出了基于R-P的交易负载均衡策略,该策略在Raft节点较多时,降低了Raft日志复制过程中Leader节点的负载,提升了Raft达成共识机制的效率,从而进一步提升数据库访问日志上链的效率。最后,为验证论文提出的公式机制的安全性及数据库日志上链方法的有效性,搭建了实际的Hyperledger Fabric私有链,对论文提出的数据库日志上链方法性能、恶意节点的影响、信誉值模型、激励机制等进行了验证分析。论文工作表明,基于信誉值的安全Raft共识机制能够在保证Raft排序模块Leader选举效率的前提下,提升排序模块Leader选举的安全性以及公平性;基于R-P的数据库访问日志上链方法能够在保证排序模块Leader选举安全性以及公平性的前提下,进一步提升数据库访问日志上链的效率。