區(qū)塊鏈技術(shù)為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提供了一種透明、不可更改、去中心化的方法。但隨著數(shù)據(jù)量不斷增加,比特幣區(qū)塊鏈系統(tǒng)需要大量的存儲(chǔ)空間。分析了比特幣區(qū)塊的結(jié)構(gòu),針對(duì)比特幣交易中的部分字段,提出相應(yīng)的編碼方案來(lái)減小比特幣區(qū)塊體積。實(shí)驗(yàn)表明,所提方案可使區(qū)塊鏈體積減小18.13%。 

【文章來(lái)源】：網(wǎng)絡(luò)與信息安全學(xué)報(bào). 2021,7(01)

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

比特幣交易結(jié)構(gòu)

交易輸出中比特幣數(shù)量占8 byte。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中包含1 298 644 580個(gè)比特幣數(shù)量。從圖2可以看出，比特幣數(shù)量集中在106聰。根據(jù)式(1)，計(jì)算得到熵為20.72 bit。編碼方案根據(jù)第1 byte(<0x FD,=0x FD,=0x FE,=0x FF）可將編碼方案分為1 byte,3 byte,5 byte,9 byte。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，3.29%的比特幣數(shù)量用1 byte表示，14.64%的用3 byte表示，80.86%的用5 byte表示，1.21%的用9 byte表示。3.2.6 鎖定時(shí)間

首先，將算法1應(yīng)用于區(qū)塊鏈文件blk00004測(cè)量壓縮時(shí)延，該文件包含6 395個(gè)區(qū)塊，1 675 996筆交易。算法1中INQ功能通過(guò)構(gòu)建本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)完成。該實(shí)驗(yàn)在配置為2.2 GHz Intel Xeon Gold 5120T中央處理器以及32 GB2400 MHz DDR4內(nèi)存的服務(wù)器上完成。文件blk00004的初始大小為131 041 k B，壓縮后大小為108 146 k B，相應(yīng)的壓縮率為82.53%，壓縮時(shí)間為140 s。之后，將算法1應(yīng)用于獲取的完整比特幣區(qū)塊鏈，包含609 973個(gè)區(qū)塊，487 589 740筆交易。圖3表示壓縮率隨壓縮的區(qū)塊個(gè)數(shù)的變化。當(dāng)壓縮的區(qū)塊個(gè)數(shù)較小時(shí)，壓縮率不穩(wěn)定，隨著區(qū)塊個(gè)數(shù)逐漸增大，壓縮率趨近于81.87%，表明該壓縮方案可減小比特幣區(qū)塊鏈體積18.13%。圖4表示壓縮率與區(qū)塊中包含交易筆數(shù)的關(guān)系。當(dāng)一個(gè)區(qū)塊只包含一筆交易時(shí)，該交易為coinbase交易，無(wú)法壓縮。由于區(qū)塊頭僅占據(jù)80 byte，當(dāng)單個(gè)區(qū)塊中包含的交易筆數(shù)逐漸增大時(shí)，它對(duì)壓縮率的影響可以忽略。如圖4所示，大多數(shù)區(qū)塊的壓縮率接近81%。圖4 壓縮率隨交易數(shù)量變化

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于區(qū)塊鏈的智能合約壓縮存儲(chǔ)方法[J]. 王守道,蔣玉明,胡大裟.  現(xiàn)代計(jì)算機(jī)(專業(yè)版). 2019(09)
[2]區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究綜述[J]. 章峰,史博軒,蔣文保.  網(wǎng)絡(luò)與信息安全學(xué)報(bào). 2018(04)
[3]區(qū)塊鏈技術(shù)綜述[J]. 沈鑫,裴慶祺,劉雪峰.  網(wǎng)絡(luò)與信息安全學(xué)報(bào). 2016(11)



本文編號(hào)：3481167