2015年以來,區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)入了快速發(fā)展的時期,具有廣闊的應(yīng)用前景。一方面,中國區(qū)塊鏈信息安全和發(fā)展在一定程度上受制于目前主要采用的國際加密算法標(biāo)準(zhǔn)的不可控性。另一方面,以“比特幣”系統(tǒng)為代表的區(qū)塊鏈貨幣系統(tǒng)使用的UTXO模型在安全性、并發(fā)性等方面具有一定的優(yōu)勢,但在存儲和遍歷效率上也具有明顯的缺陷。本文探討了現(xiàn)有區(qū)塊鏈系統(tǒng)使用我國自主設(shè)計(jì)的國密系列加密算法的可行性,并提出了適用于不同區(qū)塊鏈的國密算法移植方法,以兩個目標(biāo)區(qū)塊鏈平臺為例實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了移植方法。然后基于UTXO模型的特點(diǎn)提出了三項(xiàng)優(yōu)化方法:一是“交易鏈”數(shù)據(jù)模型,能夠在不損害安全性的條件下使區(qū)塊鏈具有查詢一系列關(guān)聯(lián)交易的能力。二是優(yōu)化UTXO本地緩存集存儲的方法,采用合并小額度UTXO數(shù)據(jù)的策略達(dá)到減少UTXO數(shù)據(jù)數(shù)量的目的。三是優(yōu)化UTXO本地緩存集遍歷效率的方法,采用K-means聚類方法將賬戶按照交易需求分類,將UTXO本地緩存集分割為多個子集,從而縮小遍歷目標(biāo)集合,優(yōu)化數(shù)據(jù)遍歷效率。三項(xiàng)優(yōu)化方法經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明,區(qū)塊鏈可在不依賴第三方系統(tǒng)的條件下快速存取一系列相關(guān)交易,區(qū)塊鏈膨脹問題得到了一定的抑制,且不同交易需求的賬戶的U... 

【文章來源】：云南大學(xué)云南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究的主要內(nèi)容
    1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 相關(guān)技術(shù)
    2.1 區(qū)塊鏈概述
    2.2 國密算法概述
        2.2.1 密碼雜湊算法
        2.2.2 橢圓曲線加密算法
    2.3 基于國密算法的區(qū)塊鏈
        2.3.1 國密算法的可移植性
        2.3.2 國密算法的可應(yīng)用性
        2.3.3 國密算法移植的重難點(diǎn)
    2.4 UTXO模型與Account模型
        2.4.1 UTXO模型
        2.4.2 Account模型
        2.4.3 優(yōu)缺點(diǎn)對比
    2.5 K-means聚類算法
        2.5.1 基于交易需求優(yōu)化UTXOs的必要性討論
        2.5.2 K-means聚類算法概述
        2.5.3 優(yōu)缺點(diǎn)對比
    2.6 本章小結(jié)
第三章 區(qū)塊鏈國密算法移植
    3.1 移植方法的選擇
    3.2 國密算法移植過程
        3.2.1 基于密碼庫替換方法的簡單移植過程
        3.2.2 基于密碼庫修改方法的算法移植過程
        3.2.3 基于密碼庫修改方法的加密材料移植過程
    3.3 本章小結(jié)
第四章 UTXO模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與存儲優(yōu)化
    4.1 問題分析
        4.1.1 交易間的關(guān)聯(lián)性問題
        4.1.2 UTXOs數(shù)據(jù)集的膨脹問題
        4.1.3 UTXOs本地緩存集的遍歷效率問題
    4.2 交易數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        4.2.1 交易數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化——“交易鏈”模型
        4.2.2 “交易鏈”模型的分叉問題討論
        4.2.3 “交易鏈”模型的安全性問題討論
    4.3 對UTXO數(shù)據(jù)集大小的優(yōu)化
    4.4 對UTXO數(shù)據(jù)集遍歷效率的優(yōu)化
        4.4.1 數(shù)據(jù)集優(yōu)化
        4.4.2 遍歷過程的調(diào)整
    4.5 基于K-means聚類算法的交易需求分類
        4.5.1 模型定義
        4.5.2 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備與預(yù)處理
        4.5.3 聚類參數(shù)
    4.6 本章小結(jié)
第五章 實(shí)驗(yàn)與分析
    5.1 區(qū)塊鏈國密算法移植實(shí)驗(yàn)
        5.1.1 基于密碼庫替換方法的簡單移植實(shí)驗(yàn)
        5.1.2 基于密碼庫修改方法的移植過程
        5.1.3 國密算法移植實(shí)驗(yàn)運(yùn)行效率分析
        5.1.4 討論
    5.2 “交易鏈”模型實(shí)驗(yàn)
    5.3 對UTXO數(shù)據(jù)集大小的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)
        5.3.1 實(shí)驗(yàn)過程
        5.3.2 討論
    5.4 對UTXO數(shù)據(jù)集遍歷效率的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)
        5.4.1 實(shí)驗(yàn)過程
        5.4.2 討論
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 展望
附錄1 UTXO數(shù)據(jù)集大小優(yōu)化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間完成的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]區(qū)塊鏈技術(shù)研究綜述[J]. 黃俊飛,劉杰.  北京郵電大學(xué)學(xué)報. 2018(02)
[2]區(qū)塊鏈技術(shù):從數(shù)據(jù)智能到知識自動化[J]. 袁勇,周濤,周傲英,段永朝,王飛躍.  自動化學(xué)報. 2017(09)
[3]基于區(qū)塊鏈2.0的以太坊初探[J]. 李赫,孫繼飛,楊泳,汪松.  中國金融電腦. 2017(06)
[4]區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 馬瑩瑩,王哲.  福建電腦. 2017(06)
[5]區(qū)塊鏈技術(shù)共識算法綜述[J]. 王曉光.  信息與電腦(理論版). 2017(09)
[6]區(qū)塊鏈技術(shù)與應(yīng)用前瞻綜述[J]. 何蒲,于戈,張巖峰,鮑玉斌.  計(jì)算機(jī)科學(xué). 2017(04)
[7]SM2橢圓曲線公鑰密碼算法綜述[J]. 汪朝暉,張振峰.  信息安全研究. 2016(11)
[8]從“比特幣挖礦”看區(qū)塊鏈技術(shù)的共識機(jī)制[J]. 梁斌.  中國金融電腦. 2016(09)
[9]區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 袁勇,王飛躍.  自動化學(xué)報. 2016(04)
[10]拜占庭系統(tǒng)技術(shù)研究綜述[J]. 范捷,易樂天,舒繼武.  軟件學(xué)報. 2013(06)

碩士論文
[1]SM3密碼雜湊算法分析[D]. 申延召.東華大學(xué) 2013



本文編號：3536831