隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展以及信息時(shí)代的來臨,數(shù)據(jù)的價(jià)值開始被重視,安全高效的處理和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)變得越來越重要,而區(qū)塊鏈具有的去中心化、防篡改、永久存儲(chǔ)等特點(diǎn)正好與此需求不謀而合,區(qū)塊鏈分布式的存儲(chǔ)可以有效避免傳統(tǒng)存儲(chǔ)中單個(gè)中心節(jié)點(diǎn)故障導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰的風(fēng)險(xiǎn),安全加密算法可以進(jìn)一步保證數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠性�，F(xiàn)如今,越來越多的人開始關(guān)注以及研究區(qū)塊鏈。作為區(qū)塊鏈的核心和難點(diǎn),共識(shí)算法就是在去中心化的原則上安全、高效的使得各個(gè)互不信任的參與者節(jié)點(diǎn)達(dá)成一致的過程,共識(shí)算法為區(qū)塊鏈和眾多現(xiàn)實(shí)社會(huì)中復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景的結(jié)合帶來了無限的可能性,為以后區(qū)塊鏈應(yīng)用的落地提供了理論基礎(chǔ),其也是區(qū)塊鏈安全運(yùn)行下去的關(guān)鍵所在。不過每個(gè)共識(shí)算法都有其優(yōu)缺點(diǎn),通過分析各種共識(shí)算法的優(yōu)缺點(diǎn),嘗試結(jié)合各種具體需求和特定的應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)共識(shí)算法去解決現(xiàn)實(shí)社會(huì)問題顯得尤為重要,針對(duì)共識(shí)算法的性能評(píng)價(jià)目標(biāo)去改進(jìn)和優(yōu)化算法也是未來區(qū)塊鏈共識(shí)算法研究的熱點(diǎn)之一。本文針對(duì)文件存儲(chǔ)領(lǐng)域,提出了一種新穎的基于文件存儲(chǔ)證明的共識(shí)算法。其假設(shè)的場(chǎng)景為在分布式存儲(chǔ)條件下同一文件會(huì)隨機(jī)進(jìn)行多點(diǎn)存儲(chǔ),驗(yàn)證者需要在沒有文件信息的情況下對(duì)文件是否被存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)真實(shí)存儲(chǔ)進(jìn)... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：49 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

區(qū)塊結(jié)構(gòu)圖

第2章區(qū)塊鏈相關(guān)技術(shù)理論9圖2.2默克爾樹結(jié)構(gòu)由圖可知，默克爾樹的構(gòu)造過程首先對(duì)交易數(shù)據(jù)取哈希值，如果默克爾樹中交易數(shù)為奇數(shù)，則把默克爾樹的最后一個(gè)交易數(shù)據(jù)復(fù)制一份構(gòu)成偶數(shù)，然后從下往上，兩兩哈希，遞歸得到一個(gè)根節(jié)點(diǎn)哈希值，即默克爾根哈希值。默克爾樹主要作用是進(jìn)行數(shù)據(jù)完整性驗(yàn)證處理，只需要比較兩個(gè)默克爾根哈希值，因?yàn)槿魏我粋�(gè)數(shù)據(jù)的變化，都會(huì)導(dǎo)致根節(jié)點(diǎn)哈希值的變化，所以只要根節(jié)點(diǎn)哈希相同，則所有子節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)都相同。除此之外默克爾樹還可以快速定位錯(cuò)誤以及驗(yàn)證部分?jǐn)?shù)據(jù)是否在原始數(shù)據(jù)中。3非對(duì)稱加密算法及數(shù)字簽名非對(duì)稱加密算法[40]是相對(duì)于對(duì)稱加密算法而言的，通俗點(diǎn)來說，如果加密過程和解密[41]過程使用的是相同的密鑰且密鑰只有一個(gè)，即為對(duì)稱加密算法；如果加密過程和解密過程使用的是兩個(gè)不同的密鑰，則為非對(duì)稱加密算法。非對(duì)稱加密算法是一種基于密鑰的保密方法，目的是保障計(jì)算機(jī)不安全信道上的通信安全。其兩個(gè)不同的密鑰分別是公開密鑰（簡稱公鑰）和私有密鑰（簡稱私鑰），公鑰和私鑰永遠(yuǎn)是成對(duì)出現(xiàn)的，一個(gè)公鑰對(duì)應(yīng)著一個(gè)私鑰。非對(duì)稱加密算法最常用的

第2章區(qū)塊鏈相關(guān)技術(shù)理論11圖2.3工作量證明流程圖由圖可知，首先礦工收集網(wǎng)絡(luò)中的交易通過Merkle樹生成默克爾根哈希值，其次把默克爾根哈希值與其他部分組裝成區(qū)塊頭一起作為算法的輸入，然后對(duì)輸入?yún)?shù)區(qū)塊頭進(jìn)行兩次SHA256哈希運(yùn)算，把得到的結(jié)果與網(wǎng)絡(luò)中預(yù)設(shè)的難度目標(biāo)作比較，一般難度目標(biāo)是指值哈希值前N個(gè)數(shù)都為0，0的個(gè)數(shù)取決于網(wǎng)絡(luò)中的難度值，難度值規(guī)定了礦工完成任務(wù)以及生成一個(gè)新的區(qū)塊所需要的平均時(shí)間，在比特幣區(qū)塊鏈當(dāng)中，生成新區(qū)塊的時(shí)間一般控制為10分鐘，如果結(jié)果大于難度目標(biāo)，則變更隨機(jī)數(shù)重復(fù)以上的動(dòng)作，如果結(jié)果小于難度目標(biāo)，說明符合當(dāng)前條件，表示工作量證明完成。當(dāng)節(jié)點(diǎn)找到隨機(jī)數(shù)完成工作量證明以后，向全網(wǎng)廣播，由其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證。礦工成功競(jìng)爭(zhēng)到記賬權(quán)的時(shí)候，會(huì)給予礦工相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)，初始的時(shí)候，給予礦工50個(gè)比特幣的獎(jiǎng)勵(lì)，每四年獎(jiǎng)勵(lì)減半一次，目前獎(jiǎng)勵(lì)是12.5個(gè)比特幣，按照目前比特幣平均10分鐘產(chǎn)生一個(gè)區(qū)塊的速率，每四年


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