比特币区块链的数据压缩

发布时间：2021-11-07 04:31

　　区块链技术为数据存储提供了一种透明、不可更改、去中心化的方法。但随着数据量不断增加,比特币区块链系统需要大量的存储空间。分析了比特币区块的结构,针对比特币交易中的部分字段,提出相应的编码方案来减小比特币区块体积。实验表明,所提方案可使区块链体积减小18.13%。 

【文章来源】：网络与信息安全学报. 2021,7(01)

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

比特币交易结构

交易输出中比特币数量占8 byte。统计数据中包含1 298 644 580个比特币数量。从图2可以看出，比特币数量集中在106聪。根据式(1)，计算得到熵为20.72 bit。编码方案根据第1 byte(<0x FD,=0x FD,=0x FE,=0x FF）可将编码方案分为1 byte,3 byte,5 byte,9 byte。经过统计，3.29%的比特币数量用1 byte表示，14.64%的用3 byte表示，80.86%的用5 byte表示，1.21%的用9 byte表示。3.2.6 锁定时间

首先，将算法1应用于区块链文件blk00004测量压缩时延，该文件包含6 395个区块，1 675 996笔交易。算法1中INQ功能通过构建本地数据库完成。该实验在配置为2.2 GHz Intel Xeon Gold 5120T中央处理器以及32 GB2400 MHz DDR4内存的服务器上完成。文件blk00004的初始大小为131 041 k B，压缩后大小为108 146 k B，相应的压缩率为82.53%，压缩时间为140 s。之后，将算法1应用于获取的完整比特币区块链，包含609 973个区块，487 589 740笔交易。图3表示压缩率随压缩的区块个数的变化。当压缩的区块个数较小时，压缩率不稳定，随着区块个数逐渐增大，压缩率趋近于81.87%，表明该压缩方案可减小比特币区块链体积18.13%。图4表示压缩率与区块中包含交易笔数的关系。当一个区块只包含一笔交易时，该交易为coinbase交易，无法压缩。由于区块头仅占据80 byte，当单个区块中包含的交易笔数逐渐增大时，它对压缩率的影响可以忽略。如图4所示，大多数区块的压缩率接近81%。图4 压缩率随交易数量变化

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于区块链的智能合约压缩存储方法[J]. 王守道,蒋玉明,胡大裟.  现代计算机(专业版). 2019(09)
[2]区块链关键技术及应用研究综述[J]. 章峰,史博轩,蒋文保.  网络与信息安全学报. 2018(04)
[3]区块链技术综述[J]. 沈鑫,裴庆祺,刘雪峰.  网络与信息安全学报. 2016(11)



本文编号：3481167