HLF区块链交易时延动态优化方法研究

Hyperledger Fabric(HLF)性能优化是区块链研究的热点问题,但当前工作对低负载生产环境中的交易时延关注不足,成为影响联盟链落地应用的重要因素。针对这一问题,提出了面向HLF的交易时延动态自适应优化方法:综合考虑交易到达率与交易大小维度,对HLF(v2.2)进行全面的性能评估,并给出了一组静态推荐配置参数;基于性能评估数据,使用XGBoost建立HLF性能模型,获得应用负载、网络配置、交易时延间的映射关系;对非饱和动态负载与突发注入攻击等场景进行模拟,获得贴近生产环境的应用负载输入;基于贝叶斯优化算法,对HLF进行动态自适应配置参数优化,有效降低HLF交易处理时延。通过实验,验证了优化方法的有效性,在多组随机动态负载输入中取得了平均53%、最高97%的交易时延优化效果。

联盟链环境下物联网轻量级网关研究

区块链的分布式和去中心化特性能够有效应对传统物联网架构所面临的设备安全和数据安全挑战。网关作为区块链与物联网融合的关键节点,在融合应用中面临算力、存储资源受限的实际困难,亟需可用的轻量级设计与实现方案。针对这一问题,设计并实现了一种基于联盟链的轻量级区块链-物联网网关原型。首先,基于长安链SPV(Simplified Payment Verification)框架,在网关中实现了关键数据的上链存证与交易数据的过滤精简;其次,从感知设备的行为模式、感知数据两方面进行模式提取与异常识别,保证设备的接入安全和运行安全;最后,针对网关轻节点所存储的区块链默克尔树,提出了一种剪枝算法,加速本组织相关交易数据的验证过程。实验结果表明,设计的轻量级网关具备设备身份可信认证和运行时异常行为检测的可行性,与其它方法相比,默克尔树剪枝优化算法能够大幅度降低交易验证时延。