基于超图和MuSig2聚合签名的联盟链主从多链共识机制

针对多链式区块链采用主链最终共识机制,导致主链负载大,制约从链性能等问题,论文提出一种基于超图和MuSig2聚合签名的联盟链主从多链共识机制.首先根据超图理论,构建以横贯超图为主链,子超图为从链的联盟链主从多链架构;然后借鉴分治思想,结合“背书-排序-验证”的共识方式,构建分层分类共识机制,通过分类处理交易降低主链负载压力;最后构建基于MuSig2聚合签名的联盟链多方背书签名方法,提升背书签名的验证效率.性能分析表明:基于MuSig2聚合签名的联盟链多方背书签名安全可靠,基于超图和MuSig2聚合签名的分层分类共识机制具有强一致性和线性时间复杂度.实验结果表明:基于MuSig2聚合签名的多方背书方法的总效率是椭圆曲线数字签名算法(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm,ECDSA)的1.55倍,分层分类共识机制能够提升12.5%的共识效率.该机制具有较高性能,可满足企业多样化业务需求.

联盟链共识机制研究综述

【目的】分析拜占庭问题的应用,梳理联盟链共识机制的相关研究。【文献范围】以Consensus Mechanisms和共识机制为检索词,分别检索WoS、ResearchGate、arXiv以及中国知网,人工筛选联盟链共识机制相关的文献,最终选取74篇相关文献。【方法】梳理区块链共识机制及其分类方法,回顾拜占庭问题在分布式领域的应用,研究强共识的共识机制和授权共识机制。【结果】总结拜占庭问题、布鲁尔定理、拜占庭系统和拜占庭容错机制的发展过程以及内在联系;提出联盟链共识机制的基本流程和评价标准;基于安全性和时延性将联盟链共识机制分为4类。【局限】理论上可用于联盟链的共识机制较多,本文未全部展开介绍。【结论】联盟链共识机制的研究推进了区块链的落地实践,从容错能力、通信时延、转换效率等维度改进共识机制是联盟链共识机制未来的研究方向。