EB-bft：区块链中可伸缩BFT共识协议的研究

发布时间：2022-08-09 17:47

　　目前区块链技术越来越多的应用到各领域的业务中,解决了处理业务中的信息孤岛和分散建设等问题,使得跨地区、跨组织、跨部门的业务能够实现信息共享与流转。但随着区块链系统内业务的增加,区块链的性能却成为限制业务吞吐量的瓶颈。在交易量变化幅度较大,且区块链网络中的节点性能参差不齐的场景中,如何提高区块链的吞吐量,降低交易延迟,已经成为重要的研究课题。此前,在分布式系统中关于通过批量处理来增加吞吐量的研究已有很多,虽然区块链也是分布式的,但是其与传统的分布式系统还是有本质的区别,所以关于分布式系统在提高吞吐量方面的研究不能照搬到区块链上,但仍有一些优秀的思想可以借鉴。区块链领域也有关于通过调整批量共识数量来增加吞吐量的相关研究,但是这些研究只局限于证明通过批量共识可以增加吞吐量,没有人提出根据区块链的当前物理资源状态如何动态调整批量共识数量的具体方案。本文在PBFT共识机制的基础上进行改进,提出一种运用于区块链系统中的可伸缩BFT共识协议。该协议可根据业务交易量和物理资源变化而动态改变参与共识节点数量和批量共识交易数量。首先,改变区块链中交易的数据结构,使其满足当前节点间相互传递物理资源的需求;然... 

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 问题与挑战
    1.3 本文的主要贡献
    1.4 论文的组织结构
第2章 相关研究
    2.1 分布式批处理系统的研究
    2.2 区块链中动态批处理优化研究
    2.3 PBFT算法原理概述
    2.4 研究现状总结
第3章 可伸缩BFT共识协议模型
    3.1 区块链交易过程概述
        3.1.1 以太坊区块链交易过程概述
        3.1.2 基于EB-BFT共识协议的区块链交易过程概述
    3.2 可伸缩BFT共识协议模型
        3.2.1 常见符号说明
        3.2.2 可伸缩BFT共识协议过程模型
        3.2.3 可伸缩BFT共识协议分层模型
    3.3 交易的数据结构模型
    3.4 本章小结
第4章 区块链资源使用量预测模型
    4.1 基于ARIMA预测待共识交易请求队列长度
        4.1.1 ARIMA模型概述
        4.1.2 建立ARIMA模型
    4.2 基于LSTM预测区块链吞吐量
        4.2.1 数据预处理
        4.2.2 建立LSTM模型
        4.2.3 预测关键参数广播
    4.3 实验评估
    4.4 本章小结
第5章 区块链资源动态调度算法
    5.1 动态伸缩共识节点数量
        5.1.1 识别短板节点
        5.1.2 动态伸缩共识节点数量
    5.2 动态伸缩批量共识交易数量
        5.2.1 根据区块链的CPU占用率动态伸缩批量共识交易数量
        5.2.2 根据网络资源动态伸缩批量共识交易数量
        5.2.3 综合考虑动态伸缩批量共识交易数量
    5.3 实验结果与评估
        5.3.1 动态伸缩共识节点数量对区块链性能的影响
        5.3.2 动态伸缩批量共识交易数量对区块链性能的影响
        5.3.3 网络资源对区块链性能的影响
    5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3673007