隨著21世紀(jì)虛擬貨幣的問世,區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋�去中心化的分布式數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)庫由一系列使用密碼學(xué)方法生成的數(shù)據(jù)區(qū)塊組成,這些數(shù)據(jù)區(qū)塊包含有在一定時間內(nèi)不能被篡改的數(shù)據(jù)信息。區(qū)塊鏈所用到的技術(shù)包括分布式系統(tǒng)、共識算法、密碼學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和編譯原理。以太坊作為區(qū)塊鏈技術(shù)的實現(xiàn),提供了一個開源的擁有智能合約機(jī)制的公共區(qū)塊鏈平臺,具有去中心化、透明可信任的特點(diǎn),其應(yīng)用也逐漸從最初的金融行業(yè)發(fā)展到各行各業(yè)。近年來,以太坊共識算法的相關(guān)研究與半導(dǎo)體行業(yè)的不斷發(fā)展,異構(gòu)計算已被提出利用不同計算類型的計算資源相互協(xié)調(diào)工作從而實現(xiàn)最短的時間完成計算任務(wù),正逐漸成為解決提升以太坊共識算法計算速度方案的熱點(diǎn)話題。本文通過對以太坊共識算法基本原理的研究,設(shè)計一種基于Xilinx ZCU106平臺的SoC FPGA異構(gòu)系統(tǒng)。本文主要包括以下工作內(nèi)容。(1)以太坊共識算法的分析。研究以太坊共識算法的背景、意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,對以太坊共識算法中的generate Cache算法、generate Dataset算法和hashimoto算法以及工作量證明函數(shù)SHA-3做了詳細(xì)的分析并對整體流程做軟件仿真與...

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 區(qū)塊鏈概述
        1.1.2 以太坊共識算法
        1.1.3 SoC FPGA異構(gòu)計算系統(tǒng)
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.2.1 區(qū)塊鏈共識算法的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 以太坊共識算法SHA-3算法的研究現(xiàn)狀
    1.3 研究的主要內(nèi)容
    1.4 論文的結(jié)構(gòu)安排
第2章 以太坊相關(guān)技術(shù)研究
    2.1 以太坊的相關(guān)概念
        2.1.1 以太坊的系統(tǒng)架構(gòu)
        2.1.2 區(qū)塊
    2.2 以太坊共識算法基本流程
    2.3 以太坊共識算法軟件實現(xiàn)架構(gòu)
        2.3.1 generate Cache算法
        2.3.2 generate Dataset算法
        2.3.3 hashimoto算法
    2.4 SHA-3算法
        2.4.1 海綿結(jié)構(gòu)
        2.4.2 SHA-3迭代函數(shù)f
    2.5 本章小結(jié)
第3章 以太坊共識算法的異構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
    3.1 軟硬件平臺介紹
        3.1.1 軟件平臺介紹
        3.1.2 硬件平臺介紹
    3.2 SoC FPGA異構(gòu)系統(tǒng)實現(xiàn)的整體框架
        3.2.1 SoC FPGA異構(gòu)系統(tǒng)的頂層模塊設(shè)計
        3.2.2 Block Design模塊搭建
        3.2.3 AXI4-Lite協(xié)議
        3.2.4 寄存器配置
        3.2.5 DDR4配置
        3.2.6 流水線原理
    3.3 SHA-3算法模塊設(shè)計
        3.3.1 Keccak-512 算法的核心架構(gòu)
        3.3.2 Keccak-512 算法模塊功能框圖及信號列表
        3.3.3 Keccak-512 算法功能仿真
    3.4 generate Cache算法模塊設(shè)計
        3.4.1 generate Cache算法模塊功能框圖及信號列表
        3.4.2 generate Cache算法功能仿真
    3.5 generate Dataset算法模塊設(shè)計
        3.5.1 generate Dataset算法模塊功能框圖及信號列表
        3.5.2 generate Dataset算法功能仿真
    3.6 hashimoto算法模塊設(shè)計
        3.6.1 hashimoto算法模塊功能框圖及信號列表
        3.6.2 hashimoto算法功能仿真
    3.7 本章小結(jié)
第4章 以太坊共識算法的性能分析及數(shù)據(jù)驗證
    4.1 以太坊共識算法的異構(gòu)系統(tǒng)測試平臺搭建
    4.2 以太坊共識算法的異構(gòu)系統(tǒng)測試平臺搭建
    4.3 以太坊共識算法的異構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果驗證及速度測試
    4.4 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 課題總結(jié)
    5.2 課題展望
參考文獻(xiàn)
附錄 A Block Design
附錄 B Xilinx SDK測試代碼
致謝
個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果



本文編號：3781987