基于聯(lián)盟鏈的多鏈?zhǔn)絽^(qū)塊鏈共識(shí)性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-12 09:08
互聯(lián)網(wǎng)在給人們帶來便利的同時(shí)也潛藏著安全隱患。近年來隱私泄露、保密信息泄密、網(wǎng)絡(luò)欺詐等網(wǎng)絡(luò)安全問題頻頻發(fā)生,一定程度上阻撓了互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。以比特幣為代表的區(qū)塊鏈(blockchain)技術(shù),因其具有去中心化、防篡改、可溯源等特性,它的出現(xiàn)給解決現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在信息安全上遇到的問題帶來了新的曙光。在區(qū)塊鏈的實(shí)際商業(yè)化應(yīng)用中,考慮到權(quán)限管理和數(shù)據(jù)安全性等因素,弱中心化的聯(lián)盟鏈體系愈發(fā)受到重視。然而現(xiàn)有單鏈?zhǔn)絽^(qū)塊鏈在聯(lián)盟鏈環(huán)境中存在共識(shí)算法數(shù)據(jù)吞吐量較低及資源開銷較大等問題,同時(shí)單鏈結(jié)構(gòu)難以支持多樣化數(shù)字資產(chǎn)的并發(fā)處理,留下了隱私數(shù)據(jù)容易泄露的隱患。針對(duì)上述問題,本文基于聯(lián)盟鏈環(huán)境,結(jié)合共識(shí)算法及區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu),展開了針對(duì)聯(lián)盟鏈環(huán)境的多鏈?zhǔn)絽^(qū)塊鏈共識(shí)性能的研究。針對(duì)聯(lián)盟鏈環(huán)境對(duì)共識(shí)算法高數(shù)據(jù)吞吐量及低資源開銷的需求,本文在動(dòng)態(tài)授權(quán)拜占庭容錯(cuò)算法的基礎(chǔ)上引入了簡(jiǎn)化共識(shí)機(jī)制及代表節(jié)點(diǎn)集合轉(zhuǎn)換機(jī)制,精簡(jiǎn)視圖轉(zhuǎn)換過程并優(yōu)化了區(qū)塊數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)恢復(fù)流程,提出適用于聯(lián)盟鏈環(huán)境的主動(dòng)動(dòng)態(tài)授權(quán)拜占庭容錯(cuò)算法,并對(duì)該算法的數(shù)據(jù)吞吐量與時(shí)間延遲情況進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析,檢測(cè)了在部分節(jié)點(diǎn)失效情況下的共識(shí)情況以及數(shù)據(jù)恢復(fù)情況。實(shí)...
【文章來源】:東華理工大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 研究的意義
1.4 論文創(chuàng)新點(diǎn)
1.5 研究課題來源
1.6 本文組織結(jié)構(gòu)
第2章 區(qū)塊鏈技術(shù)
2.1 區(qū)塊鏈核心技術(shù)
2.2 區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
2.3 區(qū)塊鏈安全技術(shù)
2.3.1 加密哈希函數(shù)
2.3.2 非對(duì)稱加密算法
2.3.3 數(shù)字簽名技術(shù)
2.4 區(qū)塊鏈的分類
2.5 區(qū)塊鏈共識(shí)算法概述
2.6 區(qū)塊鏈多鏈結(jié)構(gòu)
2.7 本章小結(jié)
第3章 區(qū)塊鏈共識(shí)算法分析
3.1 區(qū)塊鏈共識(shí)算法
3.1.1 工作量證明機(jī)制(PoW)
3.1.2 股權(quán)證明機(jī)制(PoS)
3.1.3 實(shí)用拜占庭容錯(cuò)算法(PBFT)
3.2 動(dòng)態(tài)授權(quán)拜占庭容錯(cuò)算法(DDBFT)
3.2.1 DDBFT算法簡(jiǎn)介
3.2.2 三段共識(shí)降級(jí)分析
3.2.3 代表節(jié)點(diǎn)計(jì)分升降級(jí)機(jī)制
3.2.4 DDBFT算法的不足
3.3 聯(lián)盟鏈共識(shí)算法的需求分析
3.3.1 共識(shí)算法對(duì)比分析
3.3.2 聯(lián)盟鏈環(huán)境特征及需求
3.4 本章小結(jié)
第4章 動(dòng)態(tài)授權(quán)拜占庭容錯(cuò)算法改進(jìn)
4.1 算法改進(jìn)思路
4.2 算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.2.1 簡(jiǎn)化共識(shí)流程
4.2.2 視圖轉(zhuǎn)換機(jī)制
4.2.3 節(jié)點(diǎn)集合轉(zhuǎn)換機(jī)制
4.2.4 節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)增刪與數(shù)據(jù)恢復(fù)
4.3 算法實(shí)驗(yàn)與對(duì)比分析
4.3.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
4.3.2 數(shù)據(jù)吞吐量實(shí)驗(yàn)
4.3.3 時(shí)間延遲實(shí)驗(yàn)
4.3.4 節(jié)點(diǎn)容錯(cuò)實(shí)驗(yàn)
4.3.5 數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)恢復(fù)實(shí)驗(yàn)
4.4 本章小結(jié)
第5章 基于IDBFT算法的多鏈結(jié)構(gòu)構(gòu)建
5.1 多鏈結(jié)構(gòu)改進(jìn)分析
5.1.1 現(xiàn)有區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)在聯(lián)盟鏈環(huán)境下的不足
5.1.2 聯(lián)盟鏈對(duì)多鏈結(jié)構(gòu)的需求
5.2 CBC/DBC多鏈結(jié)構(gòu)
5.2.1 CBC/DBC多鏈結(jié)構(gòu)的構(gòu)成
5.2.2 區(qū)塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
5.2.3 區(qū)塊錨定方法
5.2.4 共識(shí)算法配置
5.3 CBC/DBC多鏈結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)與對(duì)比分析
5.3.1 負(fù)載性能分析
5.3.2 共識(shí)性能實(shí)驗(yàn)與對(duì)比分析
5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 工作總結(jié)
6.2 未來展望
致謝
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于投票機(jī)制的拜占庭容錯(cuò)共識(shí)算法[J]. 王海勇,郭凱璇,潘啟青. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2019(06)
[2]區(qū)塊鏈實(shí)用拜占庭容錯(cuò)共識(shí)算法的改進(jìn)[J]. 甘俊,李強(qiáng),陳子豪,張超. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2019(07)
[3]基于區(qū)塊鏈的云制造平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)模型[J]. 杜蘭,陳琳琳,戴麗麗,張麗,沈雅婷. 信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全. 2019(01)
[4]基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)研究[J]. 黃澤源,孔勇平,張會(huì)炎. 移動(dòng)通信. 2018(12)
[5]ECC加密算法分析及應(yīng)用研究[J]. 趙夢(mèng)婷,李斌勇,李文皓,閻澤誠(chéng),高家奇,齊佳昕,廖懷凱. 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用. 2018(12)
[6]區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制發(fā)展與安全性[J]. 王李笑陽,秦波,喬鑫. 中興通訊技術(shù). 2018(06)
[7]虛擬加密貨幣與區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制[J]. 孫一蓬. 電腦知識(shí)與技術(shù). 2018(32)
[8]基于區(qū)塊鏈的可監(jiān)管數(shù)字貨幣模型[J]. 張健毅,王志強(qiáng),徐治理,歐陽雅菲,楊濤. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2018(10)
[9]CHB-Consensus:一種基于一致性哈希算法的區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制研究[J]. 于雷,趙曉芳,金巖,胡斌. 高技術(shù)通訊. 2018(Z1)
[10]基于區(qū)塊鏈技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)信息共享安全機(jī)制[J]. 葛琳,季新生,江濤,江逸茗. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2019(02)
博士論文
[1]橢圓曲線密碼學(xué)若干算法研究[D]. 于偉.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
碩士論文
[1]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)評(píng)估與預(yù)測(cè)技術(shù)研究[D]. 羅昭.西北大學(xué) 2018
[2]基于橢圓曲線的一種改進(jìn)的數(shù)字簽名技術(shù)及其應(yīng)用[D]. 左藝蒙.北京化工大學(xué) 2018
[3]基于云計(jì)算的物流區(qū)塊鏈共識(shí)算法研究及應(yīng)用[D]. 周杰.廣西師范學(xué)院 2018
[4]基于改進(jìn)維吉尼亞算法的雙鏈?zhǔn)絽^(qū)塊鏈研究[D]. 王柯柯.江西理工大學(xué) 2018
[5]基于拜占庭容錯(cuò)機(jī)制的區(qū)塊鏈共識(shí)算法研究與應(yīng)用[D]. 李劍鋒.鄭州大學(xué) 2018
[6]區(qū)塊鏈中的身份識(shí)別和訪問控制技術(shù)研究[D]. 張青禾.北京交通大學(xué) 2018
[7]基于區(qū)塊鏈的銀行信息互聯(lián)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 楊淵.北京交通大學(xué) 2018
[8]主從多鏈模型下的區(qū)塊鏈共識(shí)性能研究[D]. 徐宇芹.山東大學(xué) 2018
[9]區(qū)塊鏈隱私保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 苑超.戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué) 2018
[10]帶有主動(dòng)恢復(fù)的拜占庭容錯(cuò)算法在區(qū)塊鏈中的應(yīng)用[D]. 趙振龍.浙江大學(xué) 2018
本文編號(hào):3490599
【文章來源】:東華理工大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 研究的意義
1.4 論文創(chuàng)新點(diǎn)
1.5 研究課題來源
1.6 本文組織結(jié)構(gòu)
第2章 區(qū)塊鏈技術(shù)
2.1 區(qū)塊鏈核心技術(shù)
2.2 區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
2.3 區(qū)塊鏈安全技術(shù)
2.3.1 加密哈希函數(shù)
2.3.2 非對(duì)稱加密算法
2.3.3 數(shù)字簽名技術(shù)
2.4 區(qū)塊鏈的分類
2.5 區(qū)塊鏈共識(shí)算法概述
2.6 區(qū)塊鏈多鏈結(jié)構(gòu)
2.7 本章小結(jié)
第3章 區(qū)塊鏈共識(shí)算法分析
3.1 區(qū)塊鏈共識(shí)算法
3.1.1 工作量證明機(jī)制(PoW)
3.1.2 股權(quán)證明機(jī)制(PoS)
3.1.3 實(shí)用拜占庭容錯(cuò)算法(PBFT)
3.2 動(dòng)態(tài)授權(quán)拜占庭容錯(cuò)算法(DDBFT)
3.2.1 DDBFT算法簡(jiǎn)介
3.2.2 三段共識(shí)降級(jí)分析
3.2.3 代表節(jié)點(diǎn)計(jì)分升降級(jí)機(jī)制
3.2.4 DDBFT算法的不足
3.3 聯(lián)盟鏈共識(shí)算法的需求分析
3.3.1 共識(shí)算法對(duì)比分析
3.3.2 聯(lián)盟鏈環(huán)境特征及需求
3.4 本章小結(jié)
第4章 動(dòng)態(tài)授權(quán)拜占庭容錯(cuò)算法改進(jìn)
4.1 算法改進(jìn)思路
4.2 算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.2.1 簡(jiǎn)化共識(shí)流程
4.2.2 視圖轉(zhuǎn)換機(jī)制
4.2.3 節(jié)點(diǎn)集合轉(zhuǎn)換機(jī)制
4.2.4 節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)增刪與數(shù)據(jù)恢復(fù)
4.3 算法實(shí)驗(yàn)與對(duì)比分析
4.3.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
4.3.2 數(shù)據(jù)吞吐量實(shí)驗(yàn)
4.3.3 時(shí)間延遲實(shí)驗(yàn)
4.3.4 節(jié)點(diǎn)容錯(cuò)實(shí)驗(yàn)
4.3.5 數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)恢復(fù)實(shí)驗(yàn)
4.4 本章小結(jié)
第5章 基于IDBFT算法的多鏈結(jié)構(gòu)構(gòu)建
5.1 多鏈結(jié)構(gòu)改進(jìn)分析
5.1.1 現(xiàn)有區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)在聯(lián)盟鏈環(huán)境下的不足
5.1.2 聯(lián)盟鏈對(duì)多鏈結(jié)構(gòu)的需求
5.2 CBC/DBC多鏈結(jié)構(gòu)
5.2.1 CBC/DBC多鏈結(jié)構(gòu)的構(gòu)成
5.2.2 區(qū)塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
5.2.3 區(qū)塊錨定方法
5.2.4 共識(shí)算法配置
5.3 CBC/DBC多鏈結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)與對(duì)比分析
5.3.1 負(fù)載性能分析
5.3.2 共識(shí)性能實(shí)驗(yàn)與對(duì)比分析
5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 工作總結(jié)
6.2 未來展望
致謝
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于投票機(jī)制的拜占庭容錯(cuò)共識(shí)算法[J]. 王海勇,郭凱璇,潘啟青. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2019(06)
[2]區(qū)塊鏈實(shí)用拜占庭容錯(cuò)共識(shí)算法的改進(jìn)[J]. 甘俊,李強(qiáng),陳子豪,張超. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2019(07)
[3]基于區(qū)塊鏈的云制造平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)模型[J]. 杜蘭,陳琳琳,戴麗麗,張麗,沈雅婷. 信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全. 2019(01)
[4]基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)研究[J]. 黃澤源,孔勇平,張會(huì)炎. 移動(dòng)通信. 2018(12)
[5]ECC加密算法分析及應(yīng)用研究[J]. 趙夢(mèng)婷,李斌勇,李文皓,閻澤誠(chéng),高家奇,齊佳昕,廖懷凱. 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用. 2018(12)
[6]區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制發(fā)展與安全性[J]. 王李笑陽,秦波,喬鑫. 中興通訊技術(shù). 2018(06)
[7]虛擬加密貨幣與區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制[J]. 孫一蓬. 電腦知識(shí)與技術(shù). 2018(32)
[8]基于區(qū)塊鏈的可監(jiān)管數(shù)字貨幣模型[J]. 張健毅,王志強(qiáng),徐治理,歐陽雅菲,楊濤. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2018(10)
[9]CHB-Consensus:一種基于一致性哈希算法的區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制研究[J]. 于雷,趙曉芳,金巖,胡斌. 高技術(shù)通訊. 2018(Z1)
[10]基于區(qū)塊鏈技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)信息共享安全機(jī)制[J]. 葛琳,季新生,江濤,江逸茗. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2019(02)
博士論文
[1]橢圓曲線密碼學(xué)若干算法研究[D]. 于偉.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
碩士論文
[1]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)評(píng)估與預(yù)測(cè)技術(shù)研究[D]. 羅昭.西北大學(xué) 2018
[2]基于橢圓曲線的一種改進(jìn)的數(shù)字簽名技術(shù)及其應(yīng)用[D]. 左藝蒙.北京化工大學(xué) 2018
[3]基于云計(jì)算的物流區(qū)塊鏈共識(shí)算法研究及應(yīng)用[D]. 周杰.廣西師范學(xué)院 2018
[4]基于改進(jìn)維吉尼亞算法的雙鏈?zhǔn)絽^(qū)塊鏈研究[D]. 王柯柯.江西理工大學(xué) 2018
[5]基于拜占庭容錯(cuò)機(jī)制的區(qū)塊鏈共識(shí)算法研究與應(yīng)用[D]. 李劍鋒.鄭州大學(xué) 2018
[6]區(qū)塊鏈中的身份識(shí)別和訪問控制技術(shù)研究[D]. 張青禾.北京交通大學(xué) 2018
[7]基于區(qū)塊鏈的銀行信息互聯(lián)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 楊淵.北京交通大學(xué) 2018
[8]主從多鏈模型下的區(qū)塊鏈共識(shí)性能研究[D]. 徐宇芹.山東大學(xué) 2018
[9]區(qū)塊鏈隱私保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 苑超.戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué) 2018
[10]帶有主動(dòng)恢復(fù)的拜占庭容錯(cuò)算法在區(qū)塊鏈中的應(yīng)用[D]. 趙振龍.浙江大學(xué) 2018
本文編號(hào):3490599
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