基于静态分组的区块生成算法的研究

发布时间：2024-06-29 08:04

　　区块链技术因为具有去中心化、不可篡改和可溯源的特点得到不少商业机构的青睐。然而现阶段区块链技术较低的TPS(每秒事务处理量)表现不能满足商业应用大规模、高并发的性能要求。如何提高区块链的TPS成为了区块链领域的研究热点。本文的主要研究内容包括以下两点:1)我们对基于工作量证明的区块生成算法的TPS进行建模,研究了在不同网络规模中区块大小对TPS的影响。然后,在最大化TPS指标的前提下,我们根据提出的模型计算不同规模网络中的最优区块大小。然后我们使用比特币中的标准参数(同步区块的连接数量、生成区块的期望时间间隔等)和前人研究中的统计数据(同步区块的往返延时)构建仿真实验。根据实验结果,区块体积为1MB至15MB时,模型TPS与实验TPS的平均差为12.76tps,标准差为14.58tps。模型TPS与实验TPS的平均相对误差为16.01%。模型计算得到的最优区块大小与仿真结果的最优区块大小的平均差为1.55MB,标准差为0.74MB,平均相对误差为14.25%。考虑到实际中比特币没有满功率运行,我们对特币实际的TPS进行换算得到最大TPS(MTPS)并与模型数值和实验结果进行对比。对比结...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究目的和意义
    1.2 区块生成算法的性能问题
    1.3 研究现状
    1.4 本文研究内容
    1.5 本文组织结构
    1.6 使用符号说明
第2章 相关背景介绍
    2.1 区块生成算法的定义
    2.2 基于PoW的区块生成算法工作流程
    2.3 ELASTICO算法工作流程
    2.4 本章小结
第3章 基于POW的区块生成算法的TPS建模与研究
    3.1 模型前提与假设
    3.2 基于PoW的区块生成算法的TPS模型推导
        3.2.1 系统生成区块总数的推导
        3.2.2 系统生成水平区块数量的推导
        3.2.3 同步区块的时延的推导
        3.2.4 模型整合
    3.3 仿真实验
        3.3.1 仿真实验框架
        3.3.2 网络层仿真
        3.3.3 传输层仿真
        3.3.4 应用层仿真
        3.3.5 仿真实验参数设计
        3.3.6 仿真实验结果与分析
    3.4 本章小结
第4章 基于ELASTICO的改进算法SSBG
    4.1 SSBG算法流程
        4.1.1 分组内部生成区块
        4.1.2 分组间同步区块
        4.1.3 一致性检测
    4.2 SSBG算法的性能分析
        4.2.1 SSBG算法TPS分析
        4.2.2 SSBG算法消息复杂度分析
    4.3 仿真实验设计
        4.3.1 网络拓扑结构的改动
        4.3.2 仿真节点的改动
    4.4 仿真实验结果与场景分析
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
参考文献
致谢
研究生期间研究成果



本文编号：3997406