Fabric中PBFT共识机制的分析与改进

发布时间：2024-06-08 04:11

　　区块链技术凭借去中心化的优势解决了传统模式中不可信的问题。区块链中各个节点数据的一致性必须依靠共识机制来维护,但是共识机制方案的不完善严重影响了区块链的性能。本文主要针对Fabric0.6中所用的PBFT共识机制存在的问题进行研究分析,并提出解决方案。通过对PBFT共识机制进行分析,发现主要有两个问题。一是出块节点按照顺序选择,这种选择方式让那些硬件性能低和在共识中表现差的节点有均等机会被选择为出块节点,因此在错误节点比较多的情况下容易导致出块节点频繁更换,降低系统的出块效率。二是通信量大,在PBFT共识过程中需要向全网广播,通信量达到O(n2),限制了系统的扩展性。本文提出一种改进的实用拜占庭容错算法IPBFT共识机制来解决以上两个问题。针对出块节点按顺序选择,本文方案中设计一个可靠性评估策略,将性能良好并且在共识中表现优异的节点放入到出块节点的备选队列,然后出块节点只在这个可靠队列里选择。这样能够保证可靠度高的节点来担任出块节点,降低发生出块节点更换的频率,使得系统更加稳定的运行。针对PBFT共识机制通信量大的问题,IPBFT共识机制不采取全网广播,而是在共识过程的PREPARE和...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．２去中心化记账方式??Ｆｉｇ．?２．２?Ｄｅｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ?ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ??

互联网体系。从技术方面来分析，区块链技术??就是Ｐ２Ｐ、共识机制、密码学等技术的结合。区块链是Ｐ２Ｐ的网络连接模式，通过密码??学确保区块链数据的安全性，并通过共识机制确保区块链数据的一致性。利用Ｐ２Ｐ网络??的优势，区块链是一种基于Ｐ２Ｐ网络实现的分布式记账技术。区块链中没有中....

图２．３中心化记账方式??Ｆｉｇ．?２．３?Ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ?ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ??

?大连海事大学硕士学位论文???ｒ￣＝ｉ?ｒ￣ｒ－??ｒ５Ｐｎ?ｘ??｜?ｖ??Ｙ?，?｜?１」??—Ｉ??图２．３中心化记账方式??Ｆｉｇ．?２．３?Ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ?ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ??２．１．３?Ｍｅｒｋｌｅ?树??在区块链中，每个区块会存储若千交易，那么这些交易....

图２．４?Ｍｅｒｋｌｅ树的结构示意图??Ｆｉｇ．?２．４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｍｅｒｋｌｅ?ｔｒｅｅ??

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图４．３节点加入备选队列??Ｆｉｇ．?４．３?Ｎｏｄｅ?ｊｏｉｎｓ?ｔｈｅ?ｃａｎｄｉｄａｔｅ?ｑｕｅｕｅ??节点加入可靠性队列的步骤如下：??步骤１：先计算节点的基础评分

?大连海事大学硕士学位论文???样有机会来担任出块节点。造成的后果会使共识速度慢，或者共识无效引起频繁的视图??切换，从而造成通信量的浪费以及降低了区块的生成效率。??结合本文４．２节的节点可靠性评估策略，给予区块链网络中的节点一个综合可靠性??评估值，从而将符合要求的节点都放入....

本文编号：3991432