区块链中基于C4.5决策树的PBFT共识算法性能优化研究

发布时间：2024-04-03 01:27

　　针对传统中心化数据管理模式下,数据完全由“可信的”第三方管理,易出现数据造假、被篡改等安全问题。利用区块链的多中心化、可追溯性、不易篡改等原生特性,实现数据的可信管理。但是,在实际的区块链系统应用过程中,发现基于PBFT共识算法的联盟链并不能很好地满足于应用场景的性能需求。因此,以联盟链Hyperledger Fabric开源平台为背景,研究PBFT共识算法性能具有重要的意义和价值。本文将探讨PBFT共识算法在区块链中的实现方式,并以此为基础采用适合于产业应用需求的算法优化策略。本文工作主要有以下四点:(1)首先,以Hyperledger Fabric为例,深入学习区块链概念及数据结构;其次,对区块链体系架构进行深入探讨,并引出智能合约运行沙盒环境Docker容器相关概念;最后,重点研究了PBFT共识算法的原理和不足,并将其与其他区块链共识算法进行对比研究。(2)针对Hyperledger Fabric区块链基于PBFT共识算法在联盟链场景中所存在的非诚实节点担任主节点问题,本文提出采用模型分类准确率较高的C4.5决策树来对区块链网络中的共识节点进行信任度评估,以降低非诚实节点担任主节...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
    1.4 本文组织结构
第二章 区块链相关研究综述
    2.1 区块链概述与结构
        2.1.1 区块链的定义
        2.1.2 区块链的类别
        2.1.3 区块链的数据结构
    2.2 HYPERLEDGER简介
        2.2.1 Hyperledger的功能与应用
        2.2.2 Hyperledger的优势
        2.2.3 Hyperledger生态圈
    2.3 HYPERLEDGER FABRIC体系架构
        2.3.1 应用层
        2.3.2 数据层
        2.3.3 共识层
        2.3.4 智能合约层
        2.3.5 网络层
    2.4 本章小结
第三章 问题分析及共识算法研究
    3.1 问题分析
        3.1.1 一致性问题
        3.1.2 拜占庭将军问题
    3.2 分布式一致性算法
        3.2.1 PoW与PoS共识算法
        3.2.2 Paxos与Raft共识算法
        3.2.3 PBFT共识算法
    3.3 本章小结
第四章 PBFT共识算法优化策略研究
    4.1 问题描述
        4.1.1 共识算法比较
        4.1.2 PBFT共识算法存在的不足
    4.2 机器学习分类算法的选择
        4.2.1 分类算法
        4.2.2 C4.5决策树算法
    4.3 联盟链共识环境
    4.4 基于C4.5决策树的PBFT优化策略研究
        4.4.1 整体思想
        4.4.2 算法设计
        4.4.3 算法总体描述
    4.5 算法时间复杂度及优化效果分析
        4.5.1 算法时间复杂度分析
        4.5.2 算法优化效果分析
    4.6 本章小结
第五章 测试与分析
    5.1 实验环境
    5.2 性能测试与分析
        5.2.1 时延
        5.2.2 吞吐量
        5.2.3 容错性
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间完成的科研成果
致谢



本文编号：3946504