基于分级的PHANTOM交易一致排序协议研究

DAG(Directed Acyclic Graph)分布式账本是对比特币中存在的一些交易确认时间过长等问题的改进。DAG分布式账本具有交易速度快,吞吐量大等优点。DAG分布式账本的主要优点是交易效率高,交易不用打包,做轻量级的工作量证明(POW)就可以直接发布交易,但是DAG分布式账本中异步的发布交易带来了全局交易一致性排序的困难问题。PHANTOM协议是DAG分布式账本中的一种具体的协议。PHANTOM协议中交易的排序需要求解一个NP困难问题,因此不适合于实际应用。为了避免这种复杂的计算,高效的贪心算法GHOSTDAG协议是对PHANTOM协议的改进,不仅提高了吞吐量,而且增加了抵抗双花攻击的能力。GHOSTDAG协议使用连通度得分较高的链作为主链,再利用连通度得分对区块做线性排序,当连通度得分相同时,使用哈希函数打破僵局(tie-breaking),选择哈希值较小的排在前面。但是哈希函数是伪随机函数,因此这一排序不尽合理。本文提出了基于分级的PHANTOM区块一致排序协议,采用了区块分级的概念,解决了PHANTOM协议中区块排序不唯一性的问题,并且该协议排序速度更快,且排序更合理,吞吐量更大。模拟实验评估和分析表明:基于分级的PHANTOM交易一致排序协议方案的吞吐量为1300TPS,较之前的PHANTOM协议有显著的增加,并且新方案具有安全性和可扩展性。