基于文件存储证明的共识算法及其应用

发布时间：2021-07-20 22:56

　　随着互联网技术的快速发展以及信息时代的来临,数据的价值开始被重视,安全高效的处理和存储数据变得越来越重要,而区块链具有的去中心化、防篡改、永久存储等特点正好与此需求不谋而合,区块链分布式的存储可以有效避免传统存储中单个中心节点故障导致系统崩溃的风险,安全加密算法可以进一步保证数据的真实可靠性。现如今,越来越多的人开始关注以及研究区块链。作为区块链的核心和难点,共识算法就是在去中心化的原则上安全、高效的使得各个互不信任的参与者节点达成一致的过程,共识算法为区块链和众多现实社会中复杂应用场景的结合带来了无限的可能性,为以后区块链应用的落地提供了理论基础,其也是区块链安全运行下去的关键所在。不过每个共识算法都有其优缺点,通过分析各种共识算法的优缺点,尝试结合各种具体需求和特定的应用场景设计共识算法去解决现实社会问题显得尤为重要,针对共识算法的性能评价目标去改进和优化算法也是未来区块链共识算法研究的热点之一。本文针对文件存储领域,提出了一种新颖的基于文件存储证明的共识算法。其假设的场景为在分布式存储条件下同一文件会随机进行多点存储,验证者需要在没有文件信息的情况下对文件是否被存储节点真实存储进... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：49 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

区块结构图

第2章区块链相关技术理论9图2.2默克尔树结构由图可知，默克尔树的构造过程首先对交易数据取哈希值，如果默克尔树中交易数为奇数，则把默克尔树的最后一个交易数据复制一份构成偶数，然后从下往上，两两哈希，递归得到一个根节点哈希值，即默克尔根哈希值。默克尔树主要作用是进行数据完整性验证处理，只需要比较两个默克尔根哈希值，因为任何一个数据的变化，都会导致根节点哈希值的变化，所以只要根节点哈希相同，则所有子节点的数据都相同。除此之外默克尔树还可以快速定位错误以及验证部分数据是否在原始数据中。3非对称加密算法及数字签名非对称加密算法[40]是相对于对称加密算法而言的，通俗点来说，如果加密过程和解密[41]过程使用的是相同的密钥且密钥只有一个，即为对称加密算法；如果加密过程和解密过程使用的是两个不同的密钥，则为非对称加密算法。非对称加密算法是一种基于密钥的保密方法，目的是保障计算机不安全信道上的通信安全。其两个不同的密钥分别是公开密钥（简称公钥）和私有密钥（简称私钥），公钥和私钥永远是成对出现的，一个公钥对应着一个私钥。非对称加密算法最常用的

第2章区块链相关技术理论11图2.3工作量证明流程图由图可知，首先矿工收集网络中的交易通过Merkle树生成默克尔根哈希值，其次把默克尔根哈希值与其他部分组装成区块头一起作为算法的输入，然后对输入参数区块头进行两次SHA256哈希运算，把得到的结果与网络中预设的难度目标作比较，一般难度目标是指值哈希值前N个数都为0，0的个数取决于网络中的难度值，难度值规定了矿工完成任务以及生成一个新的区块所需要的平均时间，在比特币区块链当中，生成新区块的时间一般控制为10分钟，如果结果大于难度目标，则变更随机数重复以上的动作，如果结果小于难度目标，说明符合当前条件，表示工作量证明完成。当节点找到随机数完成工作量证明以后，向全网广播，由其他节点进行验证。矿工成功竞争到记账权的时候，会给予矿工相应的奖励，初始的时候，给予矿工50个比特币的奖励，每四年奖励减半一次，目前奖励是12.5个比特币，按照目前比特币平均10分钟产生一个区块的速率，每四年


本文编号：3293765