面向物联网的区块链共识算法研究

发布时间：2022-01-10 09:57

　　由于具有去中心化、数据不可篡改等特性,区块链在各个领域得到了广泛的应用,物联网就是其中之一。但是,目前的区块链系统在时延等方面不能满足物联网应用场景的性能要求。对于一个区块链系统来说,时延等性能很大程度上依赖于所采用共识算法的性能。目前主要的共识算法有Po W、Po S、DPo S、Paxos、Raft、PBFT等。以Po W、Po S为代表的共识算法有着耗能高、效率低、依赖代币等缺点。传统的共识算法,如Paxos、Raft,没有考虑拜占庭容错。而PBFT算法存在主节点选取随意以及占用过多网络资源的问题。在对上述共识算法进行分析与研究后对PBFT算法进行改进,改进内容如下:1.针对节点数较少的情况,提出了基于评分排序机制的PBFT算法。算法在原PBFT算法的基础上加入了评分排序机制并改进了主节点选择算法,在每轮共识完成之后根据节点的行为对节点进行奖励或惩罚。节点被选为主节点的概率与节点的总评分的排序有关。实验结果表明,改进的算法减少了恶意节点被选为主节点的概率且增加了优质节点被选为主节点的概率,同时降低了共识时延。2.针对节点数较多的情况,提出了基于划分聚类的PBFT算法。算法在基于评... 

【文章来源】：重庆邮电大学重庆市

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

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重庆邮电大学硕士学位论文第2章区块链技术原理11在以上椭圆曲线的基础上定义一个Abel加法群：群中的元素为曲线上的点，单位元为无穷远处的点，相反数为该点关于X轴对称的点，定义加法运算规则PQR"0即PQR（点P、Q、R"在同一直线上且为椭圆曲线上的点，R为R"的相反数即关于X轴对称的点）。如图2.4所示：图2.4椭圆曲线加法当PQ即P与Q为同一点时根据运算规则可以得出PPR即为椭圆曲线乘法2PR。此时P与R"所在的直线与椭圆曲线相切，且P为切点。如图2.5所示：图2.5椭圆曲线乘法

重庆邮电大学硕士学位论文第2章区块链技术原理11在以上椭圆曲线的基础上定义一个Abel加法群：群中的元素为曲线上的点，单位元为无穷远处的点，相反数为该点关于X轴对称的点，定义加法运算规则PQR"0即PQR（点P、Q、R"在同一直线上且为椭圆曲线上的点，R为R"的相反数即关于X轴对称的点）。如图2.4所示：图2.4椭圆曲线加法当PQ即P与Q为同一点时根据运算规则可以得出PPR即为椭圆曲线乘法2PR。此时P与R"所在的直线与椭圆曲线相切，且P为切点。如图2.5所示：图2.5椭圆曲线乘法

【参考文献】：
期刊论文
[1]物联网中区块链技术的应用与挑战[J]. 何正源,段田田,张颖,张瀚文,孙毅.  应用科学学报. 2020(01)
[2]可应用于联盟链的拜占庭容错共识算法[J]. 王日宏,张立锋,徐泉清,周航.  计算机应用研究. 2020(11)
[3]POW区块链共识算法分析与展望[J]. 戴安博,陈恭亮.  通信技术. 2019(12)
[4]区块链：一种互联网创新应用模式[J]. 王新刚,田志远.  信息安全与通信保密. 2019(12)
[5]区块链技术在物联网领域的应用[J]. 王冬兰.  电子技术与软件工程. 2019(13)
[6]区块链共识算法的比较研究[J]. 陈玎乐.  软件. 2019(04)
[7]区块链:描绘物联网安全新愿景[J]. 徐恪,吴波,沈蒙.  中兴通讯技术. 2018(06)
[8]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)
[9]区块链数据隐私保护研究[J]. 王宗慧,张胜利,金石,王晖.  物联网学报. 2018(03)
[10]区块链技术:架构及进展[J]. 邵奇峰,金澈清,张召,钱卫宁,周傲英.  计算机学报. 2018(05)

硕士论文
[1]基于实用拜占庭共识算法（PBFT）的区块链模型的评估与改进[D]. 戴鹏.北京邮电大学 2019



本文编号：3580509