基于区块链的映射技术研究
发布时间：2021-01-12 11:13
随着互联网的发展,域名系统已经成为了互联网的基础设施。域名系统是一种特殊的名称系统,名称系统本质上是一种映射技术,其维护一种名称域到值域的映射关系,其主要功能是为其他应用提供名称服务。而名称服务的本质就是将同一个实体下不同的描述符进行转换,方便不同层次的系统应用来进行使用。去中心化的名称系统在解决中心化带来的安全性以及滥用权力两个方面的问题的同时更符合互联网的精神。基于区块链的名称系统有较强的去中心化的特性,但是由于区块链系统中所有的节点需要存储完全一致的账本,导致使用区块链技术设计名称系统时,存在存储效率不高的问题。因此,针对区块链技术引入的存储效率问题,本文开展了如下工作:首先,针对现有去中心化名称系统的缺陷以及区块链技术引入的存储效率问题,在研究典型名称系统存储原理和区块链链下扩容机制的基础上,本文提出了一种新的名称系统数据存储模式。该模式将短的映射关系直接存在区块链上,将长的映射关系的元数据存储在区块链上而完整的映射关系存储在链下。该方法优化了这类名称系统的存储效率。其次,在存储模式的链下存储中存在单点失效的问题。为了提升链下存储的容错性,本文引入了链下存储备份机制,并根据区块...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
名称系统中名称与值的映射关系
电子科技大学硕士学位论文早期的研究中P2P网络结构是P2P研究中重点，为了叙述上的方便，以下使用P2P网络统一替代P2P系统或者P2P技术。P2P网络的发展可以从设计思想、体系结构和出现时间等方面划分为三代。第一代则是C/S和P2P两种模式混合形成的，简称混合P2P。第二代是无结构的P2P，其主要特点是网络的形式松散无固定格式。第三代则是结构化的P2P，其与第二代则正好相反，有着严格而准确的网络结构的定义。Napster[8]作为第一代P2P技术的代表，打破了C/S模式的瓶颈，让用户可以一定程度上直接与用户进行文件分享。其网络的本质就是共享，Napster的拓扑如图1-2(a)所示，图中圆圈所示为Napster的服务器集群，每个服务器上存储了一部分用户共享文件的信息，整个服务器集群提供统一的网络接口使得每个用户使用起来感觉是访问同一个服务器。每个用户链接到其中的某个服务器，并将其愿意与其他用户共享的信息以及自己的位置做成一条记录加入到原有的记录表中。当其他用户想要获得一个文件时线发送查询报文Q给服务器，服务器通过受到查询后与其他服务器协同处理完成后回复与所有该文件相关的记录R，而后用户通过记录R直接与存储该文件的用户建立链接进行下载文件。此外为了确保网络的正常运作Napster还提供了监控系统中每个用户的状态等功能并且能够及时更新掉线断连用户状态以及用户在线率等信息，这些信息也会被纳入到记录R中。(a)(b)图1-2典型P2P网络拓扑。(a)Napster网络拓扑；(b)Gnutella网络拓扑Napster成功的削减了服务器的负担，服务器更像是一个基本目录在这个系统中。然而Napster还是暴露了很多的问题：首先理想状况下，整个系统中每个用户在使用服务也就是下载文件的同时也4
电子科技大学硕士学位论文第二章基于区块链的名称模型本章主要阐述了以下四个方面的内容：1.区块链技术与名称系统结合带来存储上的挑战以及区块链上解决存储问题的现有的扩容机制；2.区块链上两个典型系统Namecoin和ENS的分析以及这二者应对存储挑战的具体措施；3.基于区块链的名称系统模型的提出以及相应的注册、查询、更新流程；4.模型的特性以及适用条件。2.1区块链技术带来的挑战为了在正常交易中额外存储名称系统的大小不确定的映射关系，加上区块链的本身结构以及特性，使用区块链技术来构建名称系统会面临存储挑战。因为区块链的每个节点都存储了完整的交易数据以及交易所构成的区块信息，所以使用区块链构建名称系统所面临的存储挑战将会体现在资源消耗，扩展性以及带宽等三个方面。图2-1比特币与以太坊全节点容量增长趋势所有的区块链在没有引入额外的技术解决方案的情况下都会面临着消耗巨大的存储资源问题。图2-1展示了比特币从2009年到2020年全节点存储所需容量增长的趋势，以及以太坊从2016至2020年全节点存储所需增长的趋势。上述图中的每一个点的取值时间均为当年的二月份。此外由于考虑最小的存储容量，所以使用以太坊的全节点容量而不是存档节点的容量。存档节点在全节点的基础上额12
【参考文献】：
硕士论文
[1]基于P2P技术的ONS解析机制的研究[D]. 张哲.郑州大学 2012
[2]基于Chord的物联网资源发现方法的研究[D]. 王自峰.华中科技大学 2012
[3]基于P2P的物联网信息发现服务的研究[D]. 刘冬冬.郑州大学 2011
本文编号：2972749
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
名称系统中名称与值的映射关系
电子科技大学硕士学位论文早期的研究中P2P网络结构是P2P研究中重点，为了叙述上的方便，以下使用P2P网络统一替代P2P系统或者P2P技术。P2P网络的发展可以从设计思想、体系结构和出现时间等方面划分为三代。第一代则是C/S和P2P两种模式混合形成的，简称混合P2P。第二代是无结构的P2P，其主要特点是网络的形式松散无固定格式。第三代则是结构化的P2P，其与第二代则正好相反，有着严格而准确的网络结构的定义。Napster[8]作为第一代P2P技术的代表，打破了C/S模式的瓶颈，让用户可以一定程度上直接与用户进行文件分享。其网络的本质就是共享，Napster的拓扑如图1-2(a)所示，图中圆圈所示为Napster的服务器集群，每个服务器上存储了一部分用户共享文件的信息，整个服务器集群提供统一的网络接口使得每个用户使用起来感觉是访问同一个服务器。每个用户链接到其中的某个服务器，并将其愿意与其他用户共享的信息以及自己的位置做成一条记录加入到原有的记录表中。当其他用户想要获得一个文件时线发送查询报文Q给服务器，服务器通过受到查询后与其他服务器协同处理完成后回复与所有该文件相关的记录R，而后用户通过记录R直接与存储该文件的用户建立链接进行下载文件。此外为了确保网络的正常运作Napster还提供了监控系统中每个用户的状态等功能并且能够及时更新掉线断连用户状态以及用户在线率等信息，这些信息也会被纳入到记录R中。(a)(b)图1-2典型P2P网络拓扑。(a)Napster网络拓扑；(b)Gnutella网络拓扑Napster成功的削减了服务器的负担，服务器更像是一个基本目录在这个系统中。然而Napster还是暴露了很多的问题：首先理想状况下，整个系统中每个用户在使用服务也就是下载文件的同时也4
电子科技大学硕士学位论文第二章基于区块链的名称模型本章主要阐述了以下四个方面的内容：1.区块链技术与名称系统结合带来存储上的挑战以及区块链上解决存储问题的现有的扩容机制；2.区块链上两个典型系统Namecoin和ENS的分析以及这二者应对存储挑战的具体措施；3.基于区块链的名称系统模型的提出以及相应的注册、查询、更新流程；4.模型的特性以及适用条件。2.1区块链技术带来的挑战为了在正常交易中额外存储名称系统的大小不确定的映射关系，加上区块链的本身结构以及特性，使用区块链技术来构建名称系统会面临存储挑战。因为区块链的每个节点都存储了完整的交易数据以及交易所构成的区块信息，所以使用区块链构建名称系统所面临的存储挑战将会体现在资源消耗，扩展性以及带宽等三个方面。图2-1比特币与以太坊全节点容量增长趋势所有的区块链在没有引入额外的技术解决方案的情况下都会面临着消耗巨大的存储资源问题。图2-1展示了比特币从2009年到2020年全节点存储所需容量增长的趋势，以及以太坊从2016至2020年全节点存储所需增长的趋势。上述图中的每一个点的取值时间均为当年的二月份。此外由于考虑最小的存储容量，所以使用以太坊的全节点容量而不是存档节点的容量。存档节点在全节点的基础上额12
【参考文献】：
硕士论文
[1]基于P2P技术的ONS解析机制的研究[D]. 张哲.郑州大学 2012
[2]基于Chord的物联网资源发现方法的研究[D]. 王自峰.华中科技大学 2012
[3]基于P2P的物联网信息发现服务的研究[D]. 刘冬冬.郑州大学 2011
本文编号：2972749
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