隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的不斷發(fā)展,其被應(yīng)用到越來越多的商業(yè)環(huán)境中,例如可追溯系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)和醫(yī)療等。在公有區(qū)塊鏈中每個(gè)全節(jié)點(diǎn)都存儲一個(gè)全局賬本,并且節(jié)點(diǎn)存儲的數(shù)據(jù)會隨著時(shí)間的不斷積累而一直增加。另外,最近很多研究也開始關(guān)注區(qū)塊鏈的交易吞吐量,區(qū)塊鏈系統(tǒng)的交易吞吐量的提升,勢必會導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)存儲開銷的快速增長。而且,越來越多應(yīng)用數(shù)據(jù)上鏈的需求也為區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)增長提供了基礎(chǔ)。因此,如何減少區(qū)塊鏈中節(jié)點(diǎn)的存儲開銷是一個(gè)非常重要的問題。目前,減少區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)存儲開銷的方案主要有兩種方式。1.改變現(xiàn)有的區(qū)塊鏈系統(tǒng)架構(gòu)。2.刪除舊數(shù)據(jù)。改變現(xiàn)有區(qū)塊鏈系統(tǒng)架構(gòu),將需要大多數(shù)節(jié)點(diǎn)的同意,這將面臨系統(tǒng)硬分叉等安全風(fēng)險(xiǎn)。刪除舊數(shù)據(jù)就是對區(qū)塊鏈的歷史數(shù)據(jù)采取直接刪除方式,這樣就造成了數(shù)據(jù)的丟失,也將失去區(qū)塊鏈的可追溯特性。因此,如何在不重構(gòu)現(xiàn)有區(qū)塊鏈和不損失其可追溯性的前提下減少節(jié)點(diǎn)的存儲開銷是一個(gè)值得研究的問題。為了減少區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)的存儲開銷,本文提出了一種基于覆蓋網(wǎng)分組和編碼的方案,利用覆蓋網(wǎng)的特性避免了重構(gòu)現(xiàn)有的區(qū)塊鏈系統(tǒng),將加入覆蓋網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分組管理并利用編碼方案使組內(nèi)節(jié)點(diǎn)只存儲一部分?jǐn)?shù)據(jù)達(dá)到減少節(jié)點(diǎn)存儲的目的,同時(shí)... 

【文章來源】：廣西師范大學(xué)廣西壯族自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：52 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

區(qū)塊結(jié)構(gòu)圖

廣西師范大學(xué)碩士學(xué)位論文12圖3.1總體方案模型簡要描述方案過程如下：第0步（原始狀態(tài)下）。在公有區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都存儲一個(gè)全局的賬本數(shù)據(jù)。第1步。區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)自愿選擇加入本方案的覆蓋網(wǎng)絡(luò)，為了便于節(jié)點(diǎn)的管理，將節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分組管理。第2步。加入分組內(nèi)的節(jié)點(diǎn)依照網(wǎng)絡(luò)編碼方案將區(qū)塊數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編碼。第3步。編碼后的數(shù)據(jù)片段將在每個(gè)組中分散存儲，每個(gè)節(jié)點(diǎn)僅存儲一部分編碼片段從而達(dá)到減少存儲的目的。在如比特幣的公有區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都存儲一個(gè)完整的賬本數(shù)據(jù)（全部區(qū)塊數(shù)據(jù)）。在本方案中，僅對舊的賬本數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理。例如在比特幣中，需要累積生成6個(gè)新的區(qū)塊后交易數(shù)據(jù)才被確認(rèn)。也就是說在累積生成6個(gè)新的區(qū)塊之前，交易數(shù)據(jù)有可能被改變。由于被確認(rèn)過的交易數(shù)據(jù)區(qū)塊，將幾乎不可能被更改。因此，在本方案對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，僅對累積生成6個(gè)區(qū)塊確認(rèn)之后的區(qū)塊數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。由于在比特幣系統(tǒng)中都存儲了一個(gè)UTXO的副本用于交易數(shù)據(jù)的驗(yàn)證，因此對舊的歷史賬本數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理并不會影響新交易的驗(yàn)證。3.2方案模型分析3.2.1問題分析及解決思路如方案模型概述，本方案在避免重構(gòu)系統(tǒng)和不丟失系統(tǒng)可追溯性前提減少節(jié)點(diǎn)的存儲開銷。因此，本方案需要在不重構(gòu)系統(tǒng)、不丟失系統(tǒng)可追溯的思路下進(jìn)行節(jié)點(diǎn)存儲的減少。

組成員IP列表。并向組內(nèi)值班節(jié)點(diǎn)發(fā)送該節(jié)點(diǎn)斷開鏈接的信號，值班節(jié)點(diǎn)進(jìn)行詢問驗(yàn)證，如果證實(shí)節(jié)點(diǎn)故意斷開鏈接，將向組內(nèi)節(jié)點(diǎn)廣播此情況，組內(nèi)其他節(jié)點(diǎn)將分別詢問驗(yàn)證。一般不提供不向?qū)Φ裙?jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)僅存儲少量的數(shù)據(jù)或者不存儲數(shù)據(jù)，當(dāng)對等節(jié)點(diǎn)向其詢問獲取數(shù)據(jù)時(shí)，其將會被其他節(jié)點(diǎn)識別出其惡意行為。2.識別虛假數(shù)據(jù)。值班節(jié)點(diǎn)在編碼后，將對編碼的片段進(jìn)行哈希，形成一個(gè)Merkle樹結(jié)構(gòu)的哈希值，并將其廣播給組中的所有節(jié)點(diǎn)。當(dāng)需要解碼時(shí)，節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)Merkle樹對得到的編碼片段進(jìn)行驗(yàn)證，可以快速識別出污染源。如圖4.1所示，生成八個(gè)編碼片段的Merkle哈希樹的示意圖。圖4.1編碼片段生成Merkle哈希樹的示意圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]互聯(lián)網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)時(shí)延與物理距離關(guān)聯(lián)性分析[J]. 焦程波,鄭輝,黃宇.  電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(05)



本文編號：3247651