近年來,隨著以比特幣為代表的數(shù)字貨幣在全球內(nèi)的普及與發(fā)展,區(qū)塊鏈技術(shù)作為其關(guān)鍵底層技術(shù)和核心支撐結(jié)構(gòu)也越來越受各國政府和互聯(lián)網(wǎng)金融等各領(lǐng)域的關(guān)注。共識算法作為區(qū)塊鏈技術(shù)的引擎與核心,決定了系統(tǒng)是否能達成分布式共識,同時對系統(tǒng)的吞吐量、交易的確認時間等諸多性能方面都具有非常重要的影響。通過總結(jié)相關(guān)資料,發(fā)現(xiàn)發(fā)展共識機制的隨機模型等基礎(chǔ)理論對于區(qū)塊鏈的性能分析和優(yōu)化極為重要。在此背景下,論文對共識機制進行了深入地研究,主要研究內(nèi)容如下:首先,概述了區(qū)塊鏈及其底層技術(shù)原理,介紹了常用的四種共識機制的原理步驟及優(yōu)缺點,并在聯(lián)盟鏈的場景需求下,結(jié)合DPoS共識機制,針對PBFT機制中步驟復雜提出一種改進的拜占庭容錯共識機制,提供了活性和安全性的容錯性證明,通過簡化共識步驟、減少額外開銷提高共識效率;其次,建立拜占庭容錯共識機制改進下的M/M/1排隊模型,對共識過程進行分析,并利用擬生滅過程和矩陣幾何解計算排隊系統(tǒng)的平穩(wěn)概率向量與穩(wěn)態(tài)隊長分布;然后,將共識過程中的投票過程由指數(shù)分布推廣到更符合實際背景的PH分布,構(gòu)建了拜占庭容錯共識機制改進下的馬氏過程,建立為M/PH/1排隊模型,計算其穩(wěn)態(tài)隊長分... 

【文章來源】：燕山大學河北省

【文章頁數(shù)】：50 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１典型的ｇ塊鏈架構(gòu)吞意圖??

圖２－２兩種網(wǎng)絡(luò)梁構(gòu)暖＿＿意＿??

則用戶１??將自己要傳輸?shù)脑枷⒄膬?nèi)容進行哈希函數(shù)計算，得到消息的摘要，然后用自??已的私鑰對摘要進行加密簽名，之后同時將原始消息正文內(nèi)容和數(shù)字簽名都發(fā)送給??用戶２。用戶２在收到正文內(nèi)容和數(shù)字簽名之后，使用用戶１的公鑰來解密簽名，得??到哈希值，通過哈希值得到消息摘要６然后與收到的原始消息內(nèi)容進行摘要的結(jié)果??進行比對。如果比對結(jié)果一致，說明該消息確實是用戶１發(fā)送的，因為其他用戶無??法擁有用戶１的私鑰，而且也可以說明原始消款正文的內(nèi)容沒有被篡改過，因為消??息摘要結(jié)果一致。圖２－３顯．示了數(shù)字簽名技術(shù)的簽名流程和驗證過程。???用戶１??口合希函???????數(shù)計顧￣?私鑰加密?原始ｆｅ＿息?發(fā)＿送??原始倍息?＞?消息摘要??＞?＋??＞用戶２??｜?｜?｜數(shù)字簽名??甩戶２?哈希＿??Ｉ?數(shù)計黧??原始信息?）消息摘要??１??｜公鑰解密??數(shù)字簽名?＞?消息摘要?１??圖２－３數(shù)字簽名流程與驗證過程??２．１．３拜占庭將軍冋題??Ｌａｍｐｏｒｔ等人指出拜占庭系統(tǒng)源自拜占庭將軍問題，描述了在：Ｓ不信任的網(wǎng)絡(luò)??中，通信各方達成共識的困難性［４２］。拜占庭將軍的經(jīng)典描述是：在古代，拜點庭將??軍們分別帶領(lǐng)他們的部隊圍困一座敵人的城市，每位將軍均有撤退和進攻兩種行動??策略，將莩們需要在兩種方案中選擇一種達成致，才可以協(xié)心打敗敵人或者最大??限度地避免傷亡。拜占庭軍隊由小部隊組成，每個部隊由將軍指揮，將軍通過指揮??官計劃一系列行動，將軍們之間距離很遠，他們溝通的方式只有通過信使傳遞信件。??一些將軍是故意阻止忠誠的將軍達成共識計劃的叛徒。在作出最終行動策

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于投票機制的拜占庭容錯共識算法[J]. 王海勇,郭凱璇,潘啟青.  計算機應用. 2019(06)
[2]一種適用于聯(lián)盟鏈的共識機制[J]. 曹兆磊.  網(wǎng)絡(luò)空間安全. 2019(01)
[3]一種隨機并聯(lián)的區(qū)塊鏈安全共識算法[J]. 杜江天.  網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應用. 2018(11)
[4]區(qū)塊鏈綜述:技術(shù)與挑戰(zhàn)[J]. 王錫亮,劉學楓,趙淦森,王欣明,周子衡,莫澤楓.  無線電通信技術(shù). 2018(06)
[5]一種基于層次化聚類學習的區(qū)塊鏈共識方法[J]. 尚新,趙鵬.  信息技術(shù)與信息化. 2018(09)
[6]區(qū)塊鏈P2P網(wǎng)絡(luò)協(xié)議演進過程[J]. 武岳,李軍祥.  計算機應用研究. 2019(10)
[7]基于Gossip協(xié)議的拜占庭共識算法[J]. 張仕將,柴晶,陳澤華,賀海武.  計算機科學. 2018(02)
[8]區(qū)塊鏈技術(shù):架構(gòu)及進展[J]. 邵奇峰,金澈清,張召,錢衛(wèi)寧,周傲英.  計算機學報. 2018(05)
[9]比特幣區(qū)塊鏈擴容技術(shù)研究[J]. 喻輝,張宗洋,劉建偉.  計算機研究與發(fā)展. 2017(10)
[10]一種改進PBFT算法作為以太坊共識機制的研究與實現(xiàn)[J]. 黃秋波,安慶文,蘇厚勤.  計算機應用與軟件. 2017(10)

博士論文
[1]可實用的拜占庭容錯系統(tǒng)理論研究[D]. 王秀群.浙江大學 2007

碩士論文
[1]基于實用拜占庭共識算法（PBFT）的區(qū)塊鏈模型的評估與改進[D]. 戴鵬.北京郵電大學 2019
[2]基于改進PBFT算法的區(qū)塊鏈溯源系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 楊綠林.北京郵電大學 2019
[3]基于M/PH/1模型的交通事故對交通流的影響分析[D]. 郭議鎂.西安理工大學 2019
[4]基于拜占庭容錯機制的區(qū)塊鏈共識算法研究與應用[D]. 李劍鋒.鄭州大學 2018
[5]帶有主動恢復的拜占庭容錯算法在區(qū)塊鏈中的應用[D]. 趙振龍.浙江大學 2018
[6]基于動態(tài)授權(quán)的拜占庭容錯共識算法的區(qū)塊鏈性能改進研究[D]. 劉肖飛.浙江大學 2017
[7]可變環(huán)境下的M/M/1排隊系統(tǒng)研究[D]. 王海濤.四川師范大學 2011
[8]N-策略M/M/1和M/PH/1工作休假排隊[D]. 楊順利.燕山大學 2008



本文編號：3249692