基于双RSA累加器的无状态交易验证方案

为了缓解区块链中不断膨胀的状态数据给节点带来的存储压力,针对以比特币为代表的UTXO模型区块链,提出基于双RSA累加器的无状态交易验证方案.该方案利用固定大小的密码学承诺取代状态数据,在保证节点能够独立验证交易的基础上,大幅降低本地存储.基于RSA累加器的特性,利用2次高效的添加操作替换了复杂的删除操作,以较少的通信开销为代价,大幅降低系统的计算开销,保证交易验证的效率.实验结果表明,该方案相比于传统的区块链拥有较高的节点存储压缩率,相比于其他无状态方案拥有固定的额外通信开销及较高的交易验证效率.

分片负载的多轮均衡化验证方案

分片技术是区块链扩容的链上核心解决方案。针对区块链分片随机分配交易机制产生的区块链分片间负载不均衡问题,提出了一种基于节点验证能力评级的区块链分片负载的多轮均衡化验证方案。首先,根据选定的节点评级模型,对节点验证交易的能力进行评级;其次,将分片内的交易验证分为多轮,在每轮验证后,根据各分片未验证交易数对剩余负载进行判断;最后,根据各分片剩余负载,分配验证能力较高的节点到负载较大的分片进行下一轮验证。通过实验验证,本文提出的多轮均衡化验证方案,可以有效提高高负载分片的交易验证率,促进分片间负载的均衡化,优化分片的区块链链上扩容。

基于并行验证的IBFT共识算法电商物流信息管理系统中的应用研究

为了提升共识过程中节点验证效率,提出一种基于并行验证的改进IBFT共识算法。一方面在传统拜占庭共识中引入并行验证策略,通过任务分解和同步线程,实现节点的高效并行验证;另一方面与IBFT共识算法结合,通过投票机制、恢复机制、并行验证和共识参数调整等机制保障共识过程中交易验证的高效率、安全性和高容错率,进而提升系统性能。结果表明,在固定发送事务大小为2 kB的情况下,随着交易发送率提高,所提改进IBFT共识算法的事务吞吐和事务延迟性上都始终保持较好的性能,尤其在当交易发送率超过1 600 Tx/s后,算法的事务吞吐量反超Raft共识算法,在三种算法中表现最佳,更适合处理规模较大的事务。在固定交易发送率为1 600 Tx/s的情况下,所提改进IBFT共识算法无论是在处理较大事务还是较小事务时,都具有较好的事务吞吐与延时性能,相较于未改进IBFT共识算法与Raft共识算法整体更优越,证明所提并行验证改进方法的有效性。

一种P2P文件共享网络高精度自适应声誉机制

P2P文件共享网络的信任评价机制正面临着各种恶意攻击,例如聚集反馈、合谋欺骗和虚假交易,严重影响了整个系统的性能.为了保护P2P文件共享网络,提出了一种高精度自适应声誉机制,简称AARep机制(accurate and adaptive reputation mechanism).经过分析发现,在信任评价系统中,除了对交易的评价,相关的交易信息也起着重要的作用.其贡献在于:1)通过以下手段,增加了信任值计算的精度:引入交易衰减函数,根据交易次序区分交易的重要程度;过滤掉具有低相似度的可疑节点;利用置信因子来反映观测值的可靠性;2)为了使置信因子起效,提出了一种简单的交易验证协议.实验结果表明,AARep能够显著消除或者减少各种攻击的威胁,提高系统性能.

基于P2P网络的Bitcoin虚拟货币分析

Bitcoin是一种基于P2P网络的匿名数字货币,论文从网络虚拟货币的发展现状出发,从技术层面详细分析Bitcoin形成相关技术原理及其交易过程和验证机制,肯定了其历史性和革命性。同时分析Bitcoin存在的各方面问题,探究其在网络虚拟货币统一方面的重要借鉴意义。

上海科技大学张良峰课题组在区块链安全研究方面取得重要进展

规模不断增长是区块链的重要特点。这一特点使交易验证、区块验证、初始同步等操作带来的资源消耗不断攀升,严重制约着整个系统的可扩展性。为确认交易的有效性,当前大多数区块链系统要求验证节点维持一个规模可观的验证状态。例如,以太坊所需验证状态大小已超过30GB,并随着每天数以十万计增长的账户数量持续膨胀。验证状态规模大、持续膨胀等问题带来众多消极影响,例如新节点加入系统的过程缓慢,交易验证过程所需的状态读写耗时长,甚至导致拒绝服务攻击。