区块链分片系统的异步共识设计要点探究

研究方法为建立分片系统模型和分片算法,明确系统的整体结构,将节点划分为底层异步共识组(Bottom Asynchronous Consensus Group,BACG)和上层异步共识组(Upper Asynchronous Consensus Group,UACG),利用波达计数(Borda Count,BC)法和实用拜占庭容错(Practical Byzantine Fault Tolerance,PBFT)算法完成共识。底层异步共识组用于选举超级节点、实现区块链出块,上层异步共识点用于区块验证和处理恶意节点。经仿真检验,该异步共识算法模型提高了共识效率。

Hipro-HoneyBadgerBFT:一种基于并行运行机制的高性能异步共识算法

在大数据时代,信息流通数量极速增长。区块链技术非常适用于数据共享系统。目前数据共享系统搭建在区块链网络中会出现一些性能方面的瓶颈。为此,在HoneyBadgerBFT共识算法的基础上,提出一种更加高效的异步拜占庭共识算法——Hipro-HoneyBadgerBFT。该算法在不牺牲安全性的前提下,可以降低系统的计算资源,提升算法的共识效率。实验结果表明:Hipro-HoneyBadgerBFT共识算法的时延约为HoneyBadgerBFT共识算法时延的1%,吞吐量提升了7倍,CPU利用率则减少了54.09%。

基于跳跃Hash和异步共识组的区块链动态分片模型

区块链系统的实现方案普遍存在性能和容量上的缺陷,使其无法取得更广泛的普及和应用。分片被视为最有可能解决区块链瓶颈的技术,然而目前主流的实现方案普遍存在牺牲去中心化或者安全性来提升性能的问题。基于现有分片技术的研究,文中提出了基于跳跃Hash和动态权重的分片构建算法,该算法满足高效性、公平性、自适应性等特点,网络分片效率对比以太坊提升了8%,分片数量动态增减时节点迁移的工作量对比以太坊降低了25%;同时引入了异步共识组机制,提升了分片的交易安全性,能够有效处理跨分片交易。理论分析和实验证明,基于跳跃Hash和异步共识组的区块链动态分片模型的最大交易性能可达5000笔每秒。

异步共识的区块链分片系统设计

为解决传统区块链系统中的扩展性问题,本文设计了区块链分片系统。系统采用B/S架构,核心模块包括交易管理模块、共识处理模块和网络管理模块。结果表明,与传统区块链系统相比,基于异步共识的分片系统在各项指标上均有提升,验证了分片技术在提高区块链性能中的有效性与潜在应用价值。

基于信任优化的共识算法的区块链知识共享研究实验测试及分析

针对当前区块链的相关共识算法在知识共享中面临网络延迟类型的应对困难,研究为提高区块链的安全性能与网络动态适应能力,在DAG和RapidChain的基础上提出了DAG-Dumbo算法以及ProRapidChain算法,并利用实验对其性能进行验证。实验结果表明,DAG-Dumbo算法的吞吐量比Dumbo算法提高了25%,而DAG-Dumbo算法在带宽达到3000 kbit/s后仍然有所提高。同时,DAG-Dumbo算法时延远低于Dumbo算法,最高不超过2 s。另外,当时间数目为5时,ProRapidChain的平均吞吐量为9×10^(4)(tx/s),远远超过RapidChain的平均吞吐量。并且ProRapidChain算法能够对所有的恶意节点进行有效的识别,而每一个委员会的正确节点数量稳定在88%。综合来看,DAG-Dumbo算法有效地提升了区块链中异步共识算法的效率,增强了异步网络环境的支持度。同时ProRapidChain算法也有效提升了区块链的安全性和适应能力。对实际的区块链知识共享具有重要意义。