基于联盟链的多链式区块链共识性能研究
发布时间：2021-11-12 09:08
互联网在给人们带来便利的同时也潜藏着安全隐患。近年来隐私泄露、保密信息泄密、网络欺诈等网络安全问题频频发生,一定程度上阻挠了互联网经济的发展。以比特币为代表的区块链（blockchain）技术,因其具有去中心化、防篡改、可溯源等特性,它的出现给解决现有网络系统在信息安全上遇到的问题带来了新的曙光。在区块链的实际商业化应用中,考虑到权限管理和数据安全性等因素,弱中心化的联盟链体系愈发受到重视。然而现有单链式区块链在联盟链环境中存在共识算法数据吞吐量较低及资源开销较大等问题,同时单链结构难以支持多样化数字资产的并发处理,留下了隐私数据容易泄露的隐患。针对上述问题,本文基于联盟链环境,结合共识算法及区块链结构,展开了针对联盟链环境的多链式区块链共识性能的研究。针对联盟链环境对共识算法高数据吞吐量及低资源开销的需求,本文在动态授权拜占庭容错算法的基础上引入了简化共识机制及代表节点集合转换机制,精简视图转换过程并优化了区块数据动态恢复流程,提出适用于联盟链环境的主动动态授权拜占庭容错算法,并对该算法的数据吞吐量与时间延迟情况进行了实验分析,检测了在部分节点失效情况下的共识情况以及数据恢复情况。实...
【文章来源】：东华理工大学江西省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.3 研究的意义
1.4 论文创新点
1.5 研究课题来源
1.6 本文组织结构
第2章 区块链技术
2.1 区块链核心技术
2.2 区块链数据结构
2.3 区块链安全技术
2.3.1 加密哈希函数
2.3.2 非对称加密算法
2.3.3 数字签名技术
2.4 区块链的分类
2.5 区块链共识算法概述
2.6 区块链多链结构
2.7 本章小结
第3章 区块链共识算法分析
3.1 区块链共识算法
3.1.1 工作量证明机制(PoW)
3.1.2 股权证明机制(PoS)
3.1.3 实用拜占庭容错算法(PBFT)
3.2 动态授权拜占庭容错算法(DDBFT)
3.2.1 DDBFT算法简介
3.2.2 三段共识降级分析
3.2.3 代表节点计分升降级机制
3.2.4 DDBFT算法的不足
3.3 联盟链共识算法的需求分析
3.3.1 共识算法对比分析
3.3.2 联盟链环境特征及需求
3.4 本章小结
第4章 动态授权拜占庭容错算法改进
4.1 算法改进思路
4.2 算法设计与实现
4.2.1 简化共识流程
4.2.2 视图转换机制
4.2.3 节点集合转换机制
4.2.4 节点动态增删与数据恢复
4.3 算法实验与对比分析
4.3.1 实验环境
4.3.2 数据吞吐量实验
4.3.3 时间延迟实验
4.3.4 节点容错实验
4.3.5 数据动态恢复实验
4.4 本章小结
第5章 基于IDBFT算法的多链结构构建
5.1 多链结构改进分析
5.1.1 现有区块链结构在联盟链环境下的不足
5.1.2 联盟链对多链结构的需求
5.2 CBC/DBC多链结构
5.2.1 CBC/DBC多链结构的构成
5.2.2 区块数据结构
5.2.3 区块锚定方法
5.2.4 共识算法配置
5.3 CBC/DBC多链结构实验与对比分析
5.3.1 负载性能分析
5.3.2 共识性能实验与对比分析
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 未来展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于投票机制的拜占庭容错共识算法[J]. 王海勇,郭凯璇,潘启青. 计算机应用. 2019(06)
[2]区块链实用拜占庭容错共识算法的改进[J]. 甘俊,李强,陈子豪,张超. 计算机应用. 2019(07)
[3]基于区块链的云制造平台系统架构模型[J]. 杜兰,陈琳琳,戴丽丽,张丽,沈雅婷. 信息技术与网络安全. 2019(01)
[4]基于区块链的物联网安全技术研究[J]. 黄泽源,孔勇平,张会炎. 移动通信. 2018(12)
[5]ECC加密算法分析及应用研究[J]. 赵梦婷,李斌勇,李文皓,阎泽诚,高家奇,齐佳昕,廖怀凯. 网络安全技术与应用. 2018(12)
[6]区块链共识机制发展与安全性[J]. 王李笑阳,秦波,乔鑫. 中兴通讯技术. 2018(06)
[7]虚拟加密货币与区块链共识机制[J]. 孙一蓬. 电脑知识与技术. 2018(32)
[8]基于区块链的可监管数字货币模型[J]. 张健毅,王志强,徐治理,欧阳雅菲,杨涛. 计算机研究与发展. 2018(10)
[9]CHB-Consensus:一种基于一致性哈希算法的区块链共识机制研究[J]. 于雷,赵晓芳,金岩,胡斌. 高技术通讯. 2018(Z1)
[10]基于区块链技术的物联网信息共享安全机制[J]. 葛琳,季新生,江涛,江逸茗. 计算机应用. 2019(02)
博士论文
[1]椭圆曲线密码学若干算法研究[D]. 于伟.中国科学技术大学 2013
硕士论文
[1]基于神经网络的网络安全态势评估与预测技术研究[D]. 罗昭.西北大学 2018
[2]基于椭圆曲线的一种改进的数字签名技术及其应用[D]. 左艺蒙.北京化工大学 2018
[3]基于云计算的物流区块链共识算法研究及应用[D]. 周杰.广西师范学院 2018
[4]基于改进维吉尼亚算法的双链式区块链研究[D]. 王柯柯.江西理工大学 2018
[5]基于拜占庭容错机制的区块链共识算法研究与应用[D]. 李剑锋.郑州大学 2018
[6]区块链中的身份识别和访问控制技术研究[D]. 张青禾.北京交通大学 2018
[7]基于区块链的银行信息互联平台设计与实现[D]. 杨渊.北京交通大学 2018
[8]主从多链模型下的区块链共识性能研究[D]. 徐宇芹.山东大学 2018
[9]区块链隐私保护关键技术研究[D]. 苑超.战略支援部队信息工程大学 2018
[10]带有主动恢复的拜占庭容错算法在区块链中的应用[D]. 赵振龙.浙江大学 2018
本文编号：3490599
【文章来源】：东华理工大学江西省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.3 研究的意义
1.4 论文创新点
1.5 研究课题来源
1.6 本文组织结构
第2章 区块链技术
2.1 区块链核心技术
2.2 区块链数据结构
2.3 区块链安全技术
2.3.1 加密哈希函数
2.3.2 非对称加密算法
2.3.3 数字签名技术
2.4 区块链的分类
2.5 区块链共识算法概述
2.6 区块链多链结构
2.7 本章小结
第3章 区块链共识算法分析
3.1 区块链共识算法
3.1.1 工作量证明机制(PoW)
3.1.2 股权证明机制(PoS)
3.1.3 实用拜占庭容错算法(PBFT)
3.2 动态授权拜占庭容错算法(DDBFT)
3.2.1 DDBFT算法简介
3.2.2 三段共识降级分析
3.2.3 代表节点计分升降级机制
3.2.4 DDBFT算法的不足
3.3 联盟链共识算法的需求分析
3.3.1 共识算法对比分析
3.3.2 联盟链环境特征及需求
3.4 本章小结
第4章 动态授权拜占庭容错算法改进
4.1 算法改进思路
4.2 算法设计与实现
4.2.1 简化共识流程
4.2.2 视图转换机制
4.2.3 节点集合转换机制
4.2.4 节点动态增删与数据恢复
4.3 算法实验与对比分析
4.3.1 实验环境
4.3.2 数据吞吐量实验
4.3.3 时间延迟实验
4.3.4 节点容错实验
4.3.5 数据动态恢复实验
4.4 本章小结
第5章 基于IDBFT算法的多链结构构建
5.1 多链结构改进分析
5.1.1 现有区块链结构在联盟链环境下的不足
5.1.2 联盟链对多链结构的需求
5.2 CBC/DBC多链结构
5.2.1 CBC/DBC多链结构的构成
5.2.2 区块数据结构
5.2.3 区块锚定方法
5.2.4 共识算法配置
5.3 CBC/DBC多链结构实验与对比分析
5.3.1 负载性能分析
5.3.2 共识性能实验与对比分析
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 未来展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于投票机制的拜占庭容错共识算法[J]. 王海勇,郭凯璇,潘启青. 计算机应用. 2019(06)
[2]区块链实用拜占庭容错共识算法的改进[J]. 甘俊,李强,陈子豪,张超. 计算机应用. 2019(07)
[3]基于区块链的云制造平台系统架构模型[J]. 杜兰,陈琳琳,戴丽丽,张丽,沈雅婷. 信息技术与网络安全. 2019(01)
[4]基于区块链的物联网安全技术研究[J]. 黄泽源,孔勇平,张会炎. 移动通信. 2018(12)
[5]ECC加密算法分析及应用研究[J]. 赵梦婷,李斌勇,李文皓,阎泽诚,高家奇,齐佳昕,廖怀凯. 网络安全技术与应用. 2018(12)
[6]区块链共识机制发展与安全性[J]. 王李笑阳,秦波,乔鑫. 中兴通讯技术. 2018(06)
[7]虚拟加密货币与区块链共识机制[J]. 孙一蓬. 电脑知识与技术. 2018(32)
[8]基于区块链的可监管数字货币模型[J]. 张健毅,王志强,徐治理,欧阳雅菲,杨涛. 计算机研究与发展. 2018(10)
[9]CHB-Consensus:一种基于一致性哈希算法的区块链共识机制研究[J]. 于雷,赵晓芳,金岩,胡斌. 高技术通讯. 2018(Z1)
[10]基于区块链技术的物联网信息共享安全机制[J]. 葛琳,季新生,江涛,江逸茗. 计算机应用. 2019(02)
博士论文
[1]椭圆曲线密码学若干算法研究[D]. 于伟.中国科学技术大学 2013
硕士论文
[1]基于神经网络的网络安全态势评估与预测技术研究[D]. 罗昭.西北大学 2018
[2]基于椭圆曲线的一种改进的数字签名技术及其应用[D]. 左艺蒙.北京化工大学 2018
[3]基于云计算的物流区块链共识算法研究及应用[D]. 周杰.广西师范学院 2018
[4]基于改进维吉尼亚算法的双链式区块链研究[D]. 王柯柯.江西理工大学 2018
[5]基于拜占庭容错机制的区块链共识算法研究与应用[D]. 李剑锋.郑州大学 2018
[6]区块链中的身份识别和访问控制技术研究[D]. 张青禾.北京交通大学 2018
[7]基于区块链的银行信息互联平台设计与实现[D]. 杨渊.北京交通大学 2018
[8]主从多链模型下的区块链共识性能研究[D]. 徐宇芹.山东大学 2018
[9]区块链隐私保护关键技术研究[D]. 苑超.战略支援部队信息工程大学 2018
[10]带有主动恢复的拜占庭容错算法在区块链中的应用[D]. 赵振龙.浙江大学 2018
本文编号：3490599
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