H-Algorand：基于多块输出的公有链共识机制

发布时间：2021-03-24 12:54

　　面向全网公开且无用户授权机制的公有链目前得到了业界的普遍重视,其中具有良好扩展性、低分叉概率的Algorand机制在公有链中被广泛使用,但Algorand机制存在区块共识效率低、不满足高频交易场景的问题。针对这些问题,首先提出一种多块Algorand（MB-Algorand）机制来提高区块共识效率;其次将Algorand机制与MB-Algorand机制配合使用得到混合Algorand（H-Algorand）机制,该机制兼顾了区块共识效率与安全性两方面的性能。仿真结果表明,在委员会遭受分布式拒绝服务（DDoS）攻击的情况下,H-Algorand机制以一定的安全性能为代价,换取了区块链网络共识效率的显著提升。当一个区块共识失败的概率在1%时,所提机制使区块链网络共识效率在提升了37. 87%的同时,安全性能仅损失4. 9%。 

【文章来源】：计算机应用. 2020,40(07)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

Algorand机制“出块-共识”时序图

为了提高区块链网络出块效率，本文提出MB-Algorand机制。本机制借鉴EOS共识机制，在执行步骤三和步骤四时，使得领导者出块和委员会共识并行处理，从而有效提高区块链网络整体出块效率，其共识时序如图2所示。在MB-Algorand机制第i届委员会期间，当领导者提议第一个区块i1之后，委员会开始对区块i1进行共识。由于区块i2为同一个领导者提出，该领导者必然确定自己出的每一个块都是可信的。因此，领导者不需要等待委员会的共识时间，便开始提议第二个区块i2，直到领导者提议至目标出块数第N个区块iN为止。MB-Algorand机制实现了共识与出块的并行处理，从而可以有效提高共识效率。

其运行机制如图3所示，第i届委员会执行一个块数为N的出块周期，设n为当前区块编号，[i,n]为第i届委员会共识的编号为n的区块。首先判断网络状态是否符合运行MB-Algorand机制的安全标准：若不符合，则使用Algorand机制完成共识，即N个待共识区块将由第i届至第i+j,j∈[0,N)届领导者与委员会逐个提议并共识；若符合，则启动MB-Algorand机制，即N个区块都由i届领导者与i届委员会进行共识。在运行MB-Algorand机制时，如果第i届领导者提议的某个区块在第i届委员会中共识失败（失败的原因在下一章进行讨论），则失败的这一轮共识一个空白区块，提交上链。以空白块为起点，N个区块中剩余N-n个待共识区块，转为Algorand机制，即由i+j,j∈[1,N-n]届领导者与i+j,j∈[1,N-n]届委员会进行共识。4 H-Algorand机制的性能分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]公有链技术及其应用价值[J]. 韦安垒.  互联网经济. 2018(07)
[2]基于异构区块链的多能系统交易体系及关键技术[J]. 李彬,曹望璋,张洁,陈宋宋,杨斌,孙毅,祁兵.  电力系统自动化. 2018(04)



本文编号：3097759