基于时间同步的高吞吐量区块链的设计与实现

发布时间：2022-02-10 18:10

　　随着对区块链技术研究的深入,区块链技术面临的一些问题也逐渐暴露,例如交易吞吐量过低,区块链容量消耗过大等,其中对区块链技术发展制约最严重的就是交易吞吐量过低的问题。著名的比特币平均吞吐量仅为7笔交易每秒,而以太坊的吞吐量也仅有15笔交易每秒。现有的解决交易吞吐量的方法包括对区块结构进行改造、链下交易和减少共识节点等方法。但是对区块结构的改造并不能很好的解决问题,同时又衍生出了一些新的安全以及验证交易量等问题;链下交易和减少共识节点虽然能够解决问题,但是这两种方法的中心化策略又会使区块链失去其高度去中心化的特性。同时现有区块链对节点的时间戳误差的容忍度过高,使得交易不能够根据真实发生时间来定序,造成了区块链失去了在即时应用上的发展前景。本文希望设计出一种新的共识算法,同时提升区块链的交易吞吐量和对交易按照真实发生时间定序两个问题。本文从节点时间戳入手,设计了一种时间证明共识算法（Po T）。该算法分为两个部分,第一部分是对全网的节点时间进行同步,第二部分是利用同步过时间的全网节点设计并完成节点共识算法。节点时间同步部分利用实验测试了不同节点规模下的算法耗时,证明了本文设计的节点时间同步算... 

【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】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

区块链的基础架构模型

第二章理论基础概述9图2-2比特币数据结构示意图由图2-2我们可以看到，比特币的区块数据包括区块头，交易计数器，交易列表三个部分，其中区块头包含着该区块的一些基本信息，而交易计数器和交易列表这两部分用来保存区块中的交易。对于区块头这一结构的细节，图2-3有着一个更加详细的展示。图2-3比特币区块头结构细节示意图由图2-3我们可以看到，区块头中包含了前一区块的哈希值（PreHash），墨克树的根哈希值(RootHash)，时间戳（TimeStamp），挖矿难度值（nBits）以及nonce值，其中两个连续的区块之间通过PreHash值来进行连接，这种数据结构是区块链数据具有不易篡改性的基矗当攻击者想要去篡改一个区块的交易内容从而实现获利的时候，他修改的不仅仅是这条交易内容，整个区块的哈希值也随之改变，由于PreHash的存在，使得下一个区块中的信息跟前一区块信息不能对应，其他人很

第二章理论基础概述9图2-2比特币数据结构示意图由图2-2我们可以看到，比特币的区块数据包括区块头，交易计数器，交易列表三个部分，其中区块头包含着该区块的一些基本信息，而交易计数器和交易列表这两部分用来保存区块中的交易。对于区块头这一结构的细节，图2-3有着一个更加详细的展示。图2-3比特币区块头结构细节示意图由图2-3我们可以看到，区块头中包含了前一区块的哈希值（PreHash），墨克树的根哈希值(RootHash)，时间戳（TimeStamp），挖矿难度值（nBits）以及nonce值，其中两个连续的区块之间通过PreHash值来进行连接，这种数据结构是区块链数据具有不易篡改性的基矗当攻击者想要去篡改一个区块的交易内容从而实现获利的时候，他修改的不仅仅是这条交易内容，整个区块的哈希值也随之改变，由于PreHash的存在，使得下一个区块中的信息跟前一区块信息不能对应，其他人很

【参考文献】：
期刊论文
[1]区块链吞吐率提升研究[J]. 潘业达,陈恭亮,郭乃网.  通信技术. 2019(01)
[2]区块链的产业现状、存在问题和政策建议[J]. 梅海涛,刘洁.  电信科学. 2016(11)

硕士论文
[1]基于区块链技术的溯源系统[D]. 刘家稷.电子科技大学 2019



本文编号：3619293