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基于角色管理的实用拜占庭容错共识算法 被引量：3
1
作者 李腾 程哲 +1 位作者 贾东立 贾耀清 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2022年第2期237-243,共7页
针对目前存在的应用于联盟链的实用拜占庭容错(PBFT)共识算法扩展性差、能耗高、效率低和主节点选取方式简单的问题,提出一种基于角色管理的拜占庭容错(RPBFT)共识算法。首先,将系统中的节点划分为管理者、候选者和普通节点3类具有不同... 针对目前存在的应用于联盟链的实用拜占庭容错(PBFT)共识算法扩展性差、能耗高、效率低和主节点选取方式简单的问题,提出一种基于角色管理的拜占庭容错(RPBFT)共识算法。首先,将系统中的节点划分为管理者、候选者和普通节点3类具有不同职责的角色节点。其次,候选节点具有投票权,投票选举相应的候选节点为管理者;普通节点在满足条件后可以转化为候选节点。最后,通过奖励机制管理不同类型的角色节点之间的转化;不同角色节点的数量能够在网络节点总数发生变化时动态调整,使得算法可以适应动态网络。通过实验得出RPBFT共识算法具有高可靠性、低时延、低能耗和较好的扩展性。 展开更多
关键词 区块链 拜占庭容错 角色管理 共识算法 数据块
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基于Raft算法改进的实用拜占庭容错共识算法 被引量：14
2
作者 王谨东 李强 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2023年第1期122-129,共8页
针对应用于联盟链的实用拜占庭容错(PBFT)共识算法可扩展性不足、通信开销大等问题,提出了一种基于Raft算法改进的实用拜占庭容错共识算法K-RPBFT。首先,将区块链分片,使用K-medoids聚类算法将所有节点划分为多个节点簇,每个节点簇构成... 针对应用于联盟链的实用拜占庭容错(PBFT)共识算法可扩展性不足、通信开销大等问题,提出了一种基于Raft算法改进的实用拜占庭容错共识算法K-RPBFT。首先,将区块链分片,使用K-medoids聚类算法将所有节点划分为多个节点簇,每个节点簇构成一个分片,从而将全局共识改进为分层次的多中心共识;然后,每个分片的聚类中心节点之间使用PBFT算法进行共识,而在分片内部使用基于监督节点改进的Raft算法进行共识。K-RPBFT算法的片内监督机制赋予了Raft算法一定的拜占庭容错能力,并提升了算法的安全性。实验分析表明,相较于PBFT算法,K-RPBFT算法在具备拜占庭容错能力的同时能够大幅降低共识的通信开销与共识时延,提升共识效率与吞吐量,并且具有良好的可扩展性与动态性,使联盟链能够应用于更广泛的场景中。 展开更多
关键词 区块链 共识算法 实用拜占庭容错 Raft算法 K中心点聚类算法
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基于树形拓扑网络的实用拜占庭容错共识算法 被引量：14
3
作者 包振山 王凯旋 张文博 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期34-50,共17页
实用拜占庭容错算法在节点数量较多的广域网环境下存在性能瓶颈.为提高该算法的可扩展性,基于树形拓扑网络将全网范围共识拆分为若干子网范围共识;同时引入信誉模型以降低错误节点在共识过程中的影响力,提高系统的安全性、容错性与可靠... 实用拜占庭容错算法在节点数量较多的广域网环境下存在性能瓶颈.为提高该算法的可扩展性,基于树形拓扑网络将全网范围共识拆分为若干子网范围共识;同时引入信誉模型以降低错误节点在共识过程中的影响力,提高系统的安全性、容错性与可靠性.实验结果表明:所提算法的性能明显优于原有算法,表现出良好的可扩展性,可用于大规模许可链系统. 展开更多
关键词 许可链 共识算法 实用拜占庭容错 树形拓扑网络 信誉模型
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面向物联网的改进拜占庭容错共识算法 被引量：1
4
作者 谢勇 孙传恒 +1 位作者 罗娜 邢斌 《计算机工程与设计》 北大核心 2025年第2期360-367,共8页
为更好提升区块链和物联网的融合度,提出一种基于信任和主节点选取的拜占庭容错容错共识算法(trusted and primary node election Byzantine fault tolerance,TBFT)。对实用拜占庭容错(practical Byzantine fault tolerance,PBFT)算法... 为更好提升区块链和物联网的融合度,提出一种基于信任和主节点选取的拜占庭容错容错共识算法(trusted and primary node election Byzantine fault tolerance,TBFT)。对实用拜占庭容错(practical Byzantine fault tolerance,PBFT)算法进行改进,优先选择快速节点作为主节点;加入直接信任模型实现拜占庭节点、宕机节点的剔除机制,优化一致性协议和视图切换协议。实验及分析结果表明,当网络中的诚实节点数量为34个、宕机和拜占庭节点共16个时,该算法相比PBFT,共识时延下降72%,吞吐量高约37%,系统安全性和稳定性得到了提升。 展开更多
关键词 区块链 共识算法 信任模型 快速节点 物联网 拜占庭容错 仿真实验
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面向工业物联网的区块链高效拜占庭容错共识算法 被引量：2
5
作者 李凤岐 宋晴晴 +4 位作者 徐辉 杜学峰 高嘉隆 佟宁 王德广 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期165-177,共13页
鉴于工业物联网多样性终端存在作恶风险,为满足共识过程中对高效率和安全可容错的需求,提出了基于信誉积分与双层动态的实用拜占庭容错(CD-PBFT)高效共识算法。信誉积分模型确保良好节点参与共识,移除故障节点;双层架构实现交易验证和... 鉴于工业物联网多样性终端存在作恶风险,为满足共识过程中对高效率和安全可容错的需求,提出了基于信誉积分与双层动态的实用拜占庭容错(CD-PBFT)高效共识算法。信誉积分模型确保良好节点参与共识,移除故障节点;双层架构实现交易验证和读写操作的并行;自适应主节点算法随机选取信誉值高节点作为主节点并确保其安全性。实验结果表明,CD-PBFT在保持安全性与活性的基础上,相较于PBFT,网络交易时延平均降低34.8%,吞吐量平均提高25.2%,实现了对效率与安全容错性的双重要求。 展开更多
关键词 工业物联网 信誉积分模型 双层动态 实用拜占庭容错 共识算法
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CS-Raft:适用于联盟链的拜占庭容错共识算法 被引量：1
6
作者 翟社平 聂浩楠 +1 位作者 陆娴婧 杨锐 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2024年第4期995-1000,共6页
针对目前联盟链共识算法的性能不足,提出了一种基于信用评分的可拜占庭容错联盟链共识算法CS-Raft。首先,为所有节点赋予信用评分属性,节点的信用评分根据节点的共识行为、活跃度、加入集群时间等指标进行更新,信用评分越高代表节点可... 针对目前联盟链共识算法的性能不足,提出了一种基于信用评分的可拜占庭容错联盟链共识算法CS-Raft。首先,为所有节点赋予信用评分属性,节点的信用评分根据节点的共识行为、活跃度、加入集群时间等指标进行更新,信用评分越高代表节点可信度越高;其次,根据节点信用评分选取监督节点,监督节点具有检验权,可以参与领导人选举,监督节点的设置可以有效抵抗拜占庭恶意节点的攻击;最后,改善了领导人选举中选票分裂问题,对领导人选举的速度进行提升。经实验分析,CS-Raft算法相较于PBFT算法在实现拜占庭容错的同时,有效地减少了共识时间延迟、提高了系统吞吐量,并加快了其领导人选举速度。 展开更多
关键词 联盟链 拜占庭容错 共识算法 信用评分
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基于实用拜占庭容错算法的多能源交互主体共识机制 被引量：19
7
作者 王德文 王莉鑫 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期41-49,共9页
为充分利用可再生能源,实现局部消纳,多能源系统需要紧密融合与协同运行,形成有机整体。分析了能源供应侧、传输侧及需求侧三个层面多能源系统优化目标,指出了多能源系统协同优化中存在难以鉴别多元数据真伪及多能源主体信誉等问题。提... 为充分利用可再生能源,实现局部消纳,多能源系统需要紧密融合与协同运行,形成有机整体。分析了能源供应侧、传输侧及需求侧三个层面多能源系统优化目标,指出了多能源系统协同优化中存在难以鉴别多元数据真伪及多能源主体信誉等问题。提出了一种基于实用拜占庭容错(PBFT)算法的多能源交互主体共识方法,分别针对能源监管主体下和能源对等主体下的能源区块链网络,使多能源主体在不诚实和互不信任的情况下,均可达成有效共识。设计模拟了一个由多能源主体构成的区块链网络,实验测试结果表明,上述方法可保证多能源主体间的有效共识,多能源主体处理单请求的平均共识时间随着主体数量的增多而增加。另外,对共识吞吐量的测试结果表明,能源对等主体下的共识吞吐量大于能源监管主体下的共识吞吐量。 展开更多
关键词 多能源系统 协同优化 实用拜占庭容错 共识机制 区块链
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实用拜占庭容错算法的改进研究 被引量：13
8
作者 唐宏 刘双 +2 位作者 酒英豪 贺雨萌 朱珊 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2022年第9期144-150,共7页
针对实用拜占庭容错算法(PBFT)存在的通信复杂度高、主节点选取简单、对拜占庭节点缺乏惩罚机制的不足,提出了一种基于节点可靠性评估的改进拜占庭容错算法(reliability-based Byzantine fault tolerant algorithm,RB-PBFT),引入节点基... 针对实用拜占庭容错算法(PBFT)存在的通信复杂度高、主节点选取简单、对拜占庭节点缺乏惩罚机制的不足,提出了一种基于节点可靠性评估的改进拜占庭容错算法(reliability-based Byzantine fault tolerant algorithm,RB-PBFT),引入节点基础配置评分机制及信誉评分机制,得到各节点的可靠性评分,评估节点的可靠性并将各节点标记为诚实、故障、恶意三种不同信任状态。根据节点的可靠性评分选取主节点并组建共识群组参与共识,以减少参与共识过程的节点数目,降低通信复杂度,提高系统效率。根据节点的不同信任状态设置节点管控机制,对节点进行分类处理,解决缺乏恶意节点惩罚机制的问题。实验表明,RB-PBFT算法较于PBFT算法,在算法通信复杂度、安全性、公平性及容错性等方面均有一定提升。 展开更多
关键词 区块链 实用拜占庭容错共识算法 信誉模型 可靠性评估 信任状态
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支持拜占庭容错的分布式物联网访问控制机制 被引量：1
9
作者 柴蓉 艾莉萍 +1 位作者 杨泞渝 梁承超 《通信学报》 北大核心 2025年第4期174-186,共13页
随着物联网的广泛应用,物联网设备承载的数据量迅速增长,数据访问需求显著增加。然而,物联网应用场景复杂多样、设备异构高混杂以及数据高度敏感等特性,给数据的高效管理与安全访问带来了严峻挑战。针对存在拜占庭节点的物联网场景,研... 随着物联网的广泛应用,物联网设备承载的数据量迅速增长,数据访问需求显著增加。然而,物联网应用场景复杂多样、设备异构高混杂以及数据高度敏感等特性,给数据的高效管理与安全访问带来了严峻挑战。针对存在拜占庭节点的物联网场景,研究物联网访问控制技术,提出了一种分层区块链网络架构,包括一个主集群及多个子集群。综合考虑物联网设备的算力及通信速率,定义节点性能度量以确定主集群节点,并基于系统吞吐量优化确定节点关联策略。基于所构建的分层区块链网络架构,设计数据访问控制智能合约,精确刻画访问控制策略的定义、更新、部署和撤销函数。为实现数据访问控制的高效可靠共识,综合考虑系统共识性能与复杂度,提出了一种改进的Paxos-Hotstuff分层共识算法,由主集群节点执行改进式Paxos算法,子集群节点执行Hotstuff算法。仿真结果验证了所提算法的有效性。 展开更多
关键词 物联网 访问控制 区块链 共识算法 拜占庭容错 智能合约
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基于Raft的多主节点拜占庭容错共识机制 被引量：2
10
作者 李莉 李昊泽 李涛 《广西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期121-130,共10页
为了解决联盟链中实用拜占庭容错(PBFT)共识机制在区块链网络中节点数量增多的情况下,通信复杂度高、共识效率低下等问题,本文提出一种基于Raft的多主节点拜占庭容错共识机制IMRBFT。IMRBFT通过Maglev一致性哈希算法对区块链网络节点均... 为了解决联盟链中实用拜占庭容错(PBFT)共识机制在区块链网络中节点数量增多的情况下,通信复杂度高、共识效率低下等问题,本文提出一种基于Raft的多主节点拜占庭容错共识机制IMRBFT。IMRBFT通过Maglev一致性哈希算法对区块链网络节点均匀分组,将这个共识流程分成组外共识和组内共识2部分。组内先选出领导者节点,通过信用机制将节点分为3个等级:可信节点、普通节点和不可信节点。与投票机制共同降低恶意节点成为领导者节点的概率,并与其他组的领导者节点组成委员会,委员会再经过组外信用值机制选出信用值最高的多个主节点进行组外PBFT共识。组内共识在Raft共识的基础上引入监管节点与中继节点,进一步提升安全性与共识效率,减少恶意节点的作恶行为。实验结果表明:IMRBFT的通信开销为线性增长,通信量为PBFT的41.6%,吞吐量为PBFT的4.2倍,共识延时降低76.4%。随着节点增多,优化更加明显,完全满足大型区块链网络的通信复杂度小、吞吐量高、共识延时短、安全性与共识效率高的要求。 展开更多
关键词 区块链 共识机制 节点分组 信用机制 拜占庭容错 Raft算法
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区块链共识机制与改进算法研究进展
11
作者 高威 刘丽华 +1 位作者 和斌涛 邓方安 《计算机应用》 北大核心 2025年第9期2848-2864,共17页
共识机制是区块链技术的核心,共识算法则是实现这一机制的具体技术手段,它确保区块链数据库的一致性和正确性,对区块链的安全性、可扩展性和吞吐量等系统性能至关重要。因此,首先从区块链技术的底层存储的角度,将共识算法分为链式和图... 共识机制是区块链技术的核心,共识算法则是实现这一机制的具体技术手段,它确保区块链数据库的一致性和正确性,对区块链的安全性、可扩展性和吞吐量等系统性能至关重要。因此,首先从区块链技术的底层存储的角度,将共识算法分为链式和图式两类,并分类综述不同类型的共识算法的工作原理、优化策略和典型代表性算法;其次,针对区块链的复杂应用背景,分别全面梳理链式结构和图式结构共识算法的主流改进算法,给出共识算法的发展主线,特别是在安全性方面进行深入的比较,指出它们存在的优缺点和可能面临的安全风险;最后,从安全性、可扩展性、公平性和激励策略等多个维度,深入讨论当前区块链共识算法面临的挑战,并展望它们的发展趋势,为研究者提供理论参考。 展开更多
关键词 区块链 共识算法 分布式系统 拜占庭容错 链式存储结构 图式存储结构
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基于可验证随机函数和BLS签名的拜占庭容错共识算法 被引量：3
12
作者 白尚旺 马晓倩 +2 位作者 高改梅 刘春霞 党伟超 《广西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第3期194-201,共8页
实用拜占庭容错(PBFT)算法可以容忍网络存在不超过节点总数三分之一的拜占庭节点,常被作为联盟链的共识算法。针对PBFT存在主节点选取规则简单、通信复杂度较高等问题,提出一种基于可验证随机函数(VRF)和BLS签名的拜占庭容错(VBBFT)共... 实用拜占庭容错(PBFT)算法可以容忍网络存在不超过节点总数三分之一的拜占庭节点,常被作为联盟链的共识算法。针对PBFT存在主节点选取规则简单、通信复杂度较高等问题,提出一种基于可验证随机函数(VRF)和BLS签名的拜占庭容错(VBBFT)共识算法。在VBBFT共识算法,VRF在共识节点中选取主节点,主节点作为消息收集和发送的协调者,并将节点间的信息交互过程转化为BLS签名过程,降低了节点间的通信复杂度,并保证了节点间的信息交互是安全的。仿真实验结果表明,VBBFT共识算法与PBFT算法相比,交易吞吐率提高了62.3%,时延降低了12%。 展开更多
关键词 实用拜占庭容错 可验证随机函数 联盟链 BLS签名 共识算法
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一种基于信用的拜占庭容错共识算法 被引量：6
13
作者 黄保华 屈锡 +1 位作者 郑慧颖 熊庭刚 《信息网络安全》 CSCD 北大核心 2022年第4期86-92,共7页
实用性拜占庭容错共识算法(PBFT)在联盟链中应用广泛,但存在时延高、吞吐量低和可扩展性差等问题。针对这些问题,文章提出一种基于信用的拜占庭容错共识算法(CBFT)。首先,增设候补节点集合,实现共识节点的动态加入和退出;其次,引入信用... 实用性拜占庭容错共识算法(PBFT)在联盟链中应用广泛,但存在时延高、吞吐量低和可扩展性差等问题。针对这些问题,文章提出一种基于信用的拜占庭容错共识算法(CBFT)。首先,增设候补节点集合,实现共识节点的动态加入和退出;其次,引入信用评估方案,根据共识节点在共识过程中的完成情况计算其信誉值,用信誉值评估节点的信用;最后,设计节点替换方案,当某个共识节点的信誉值低于设置的阈值时,用候补节点替换此节点,减少低信誉节点的共识参与率。仿真实验结果表明,与PBFT算法相比,CBFT算法共识时延更低,吞吐量和算法效率更高。 展开更多
关键词 共识算法 容错 拜占庭 信誉值
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基于投票机制的拜占庭容错共识算法 被引量：21
14
作者 王海勇 郭凯璇 潘启青 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2019年第6期1766-1771,共6页
针对现有的区块链中实用拜占庭容错(PBFT)共识算法、基于动态授权的拜占庭容错(DDBFT)共识算法、联盟拜占庭容错(CBFT)共识算法普遍存在能耗高、效率低、扩展性差等问题,通过引入投票机制,提出了基于投票机制的拜占庭容错(VPBFT)共识算... 针对现有的区块链中实用拜占庭容错(PBFT)共识算法、基于动态授权的拜占庭容错(DDBFT)共识算法、联盟拜占庭容错(CBFT)共识算法普遍存在能耗高、效率低、扩展性差等问题,通过引入投票机制,提出了基于投票机制的拜占庭容错(VPBFT)共识算法。首先,以PBFT算法为基础,将网络中的节点划分为四类具有不同职责的节点。其次,算法中的投票节点具有投票和评分权,监督生产节点诚实可靠地生产数据块;生产有效的数据块的生产节点优先进入下一轮,候选节点能够被选为生产节点,而普通节点则能够成为投票节点或候选节点。最后,不同类型的节点之间具有一定的数量关系,能够在不同类型节点的数目或网络中的节点总数发生变化时动态调整参数,从而使得算法适应动态网络。通过性能仿真分析可知,VPBFT算法相较于PBFT、 DDBFT、CBFT等共识算法,具有低能耗、低时延、高容错性和高动态性。 展开更多
关键词 区块链 拜占庭容错 投票机制 共识算法 数据块
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RG-BFT:基于随机分组的拜占庭容错算法 被引量：2
15
作者 宋宇哲 郑广海 张鑫 《计算机工程与设计》 北大核心 2024年第6期1661-1667,共7页
随着网络环境的复杂性和网络用户数量的不断增长,区块链的发展逐渐受到共识算法的效率、安全性和可靠性的制约。针对此类问题,提出一种基于随机分组的拜占庭容错算法(random grouping-based Byzantine fault tolerant algorithm, RG-BF... 随着网络环境的复杂性和网络用户数量的不断增长,区块链的发展逐渐受到共识算法的效率、安全性和可靠性的制约。针对此类问题,提出一种基于随机分组的拜占庭容错算法(random grouping-based Byzantine fault tolerant algorithm, RG-BFT),提高共识算法的效率和可靠性。使用随机选择算法与投票机制相配合,减少共识过程中的节点数量和消息数。此方案具有随机性和公正性,在保证系统活性的前提下,提高了达成共识的效率。实验结果表明,RG-BFT算法能实现较低的共识时延和通信开销及高交易吞吐量。 展开更多
关键词 区块链 共识算法 拜占庭容错算法 投票机制 随机性 公正性 高效率
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分布式电能交易的智简拜占庭容错共识算法 被引量：2
16
作者 叶进 梁家华 +1 位作者 康嘉文 李晓欢 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第3期674-682,共9页
为了解决基于区块链的分布式电能交易中存在的共识效率低、资源开销大、交易失效率高等问题,提出了一种面向分布式电能交易的智简拜占庭容错共识算法(simplified Byzantine fault tolerant consensus, SBFC)。通过引入门限签名机制,共... 为了解决基于区块链的分布式电能交易中存在的共识效率低、资源开销大、交易失效率高等问题,提出了一种面向分布式电能交易的智简拜占庭容错共识算法(simplified Byzantine fault tolerant consensus, SBFC)。通过引入门限签名机制,共识节点只需和领导节点交互即可达成共识,从而将通信复杂度从O(n2)优化到了O(n),极大地减少了共识所需的通信量。同时设计了一种拜占庭节点过滤机制,通过设置委员会对共识消息进行四阶段的交叉校验,将检测发现的拜占庭节点加入黑名单,阻止其继续参与共识,从而在降低通信量的同时保证了共识的安全性。仿真结果表明,SBFC在大规模分布式电能交易场景下能够显著缩短共识时延。 展开更多
关键词 分布式电能交易 区块链 共识算法 拜占庭容错
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区块链共识算法综述
17
作者 周凯 陈福 +1 位作者 鲁添元 曹怀虎 《计算机科学》 北大核心 2025年第11期255-269,共15页
共识算法是区块链的核心支撑技术,本质上是分布式系统各节点就特定数据达成一致性的问题。目前,共识算法存在的最大瓶颈是通信复杂性带来的延迟和吞吐量对区块链性能产生的影响。据此,在系统综述共识技术发展脉络的基础上,分析了基于轮... 共识算法是区块链的核心支撑技术,本质上是分布式系统各节点就特定数据达成一致性的问题。目前,共识算法存在的最大瓶颈是通信复杂性带来的延迟和吞吐量对区块链性能产生的影响。据此,在系统综述共识技术发展脉络的基础上,分析了基于轮次(Basic-Round,BR)的DAG(Directed Acyclic Graph)分类标准,深入研究了BR-DAG共识算法的核心原理、共识过程,重点阐述了BR-DAG类共识算法降低网络通信延迟、提升共识收敛速度以及提高交易吞吐量的问题。进一步总结了BBCA-Chain等前沿共识算法的研究现状、存在的问题及发展趋势。此外,根据既定的分类标准,提出综合评价体系对各类共识算法在吞吐量、延迟等性能维度上进行对比分析。最后,讨论了目前共识算法面临的挑战,提出未来研究可以围绕BR-DAG和Rho-calculate构建基于消息交互传递的并发计算模型。通过形式化验证的方式,实现高吞吐量、低延迟并且稳健的共识算法。 展开更多
关键词 共识算法 区块链 拜占庭容错 BBCA-chain Rho-calculate
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基于实用拜占庭容错的改进的多主节点共识机制 被引量：6
18
作者 任秀丽 张雷 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2022年第5期1500-1507,共8页
针对实用拜占庭容错(PBFT)共识协议通信复杂度高导致的共识效率低、单一主节点发生故障或存在拜占庭行为时会导致共识过程停止的问题,提出了改进的多主节点实用拜占庭容错(IMPBFT)共识机制。首先,通过节点的共识轮数、存在拜占庭行为的... 针对实用拜占庭容错(PBFT)共识协议通信复杂度高导致的共识效率低、单一主节点发生故障或存在拜占庭行为时会导致共识过程停止的问题,提出了改进的多主节点实用拜占庭容错(IMPBFT)共识机制。首先,通过节点的共识轮数、存在拜占庭行为的共识轮数以及节点被赋予的优先值,计算出节点的有效共识轮数,再依据有效共识轮数的大小选出多个主节点。其次,对原共识机制进行改进,使所有节点利用改进的机制进行共识。最后,引入流水线来实现IMPBFT共识的并发执行。在进行流水线操作时,不同轮共识的多阶段消息统一签名,并且不再使用固定周期来控制流水线。理论研究和实验结果表明,IMPBFT的多主节点结构相较单一主节点的共识结构更加安全稳定;与平方级通信量的PBFT和信用委托拜占庭容错(CDBFT)共识相比,IMPBFT将通信量降至线性级;在交易吞吐量、扩展性和交易时延方面,IMPBFT的性能要优于PBFT和CDBFT;使用“多阶段消息统一签名、无固定周期”流水线的IMPBFT,比未使用流水线的IMPBFT在交易吞吐量上提高了75.2%。 展开更多
关键词 区块链 联盟链 共识机制 实用拜占庭容错 流水线
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基于可跟踪环签名的拜占庭容错共识算法
19
作者 涂俊 贾东立 王津 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2023年第S01期733-739,共7页
针对联盟链的实用拜占庭容错(PBFT)共识算法在共识过程中节点间的隐私保护弱、网络结构静态、选取主节点不可靠和通信开销大的问题,提出一种基于可跟踪环签名的拜占庭容错共识算法(tracePBFT)。首先,随机将节点分为主域节点和副域节点... 针对联盟链的实用拜占庭容错(PBFT)共识算法在共识过程中节点间的隐私保护弱、网络结构静态、选取主节点不可靠和通信开销大的问题,提出一种基于可跟踪环签名的拜占庭容错共识算法(tracePBFT)。首先,随机将节点分为主域节点和副域节点并且赋予其不同的权量,选择权重高的主域节点为主节点;然后在准备阶段引入可追踪环签名对节点进行隐私保护,并且节点可以通过权重选择可靠节点,在确认阶段验证签名和跟踪拜占庭节点;最后适当惩罚拜占庭节点。这样选择的主节点更加可靠,减少因主节点出错而更换视图导致的通信开销。实验结果表明,相比传统的PBFT算法,tracePBFT算法在通信复杂度、安全性、吞吐量等方面均有一定的提高。 展开更多
关键词 联盟链 实用拜占庭容错共识算法 可跟踪环签名 主节点
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TSD-PBFT:基于信誉和标准差聚类的PBFT共识优化算法
20
作者 张丽 邓小鸿 +2 位作者 石亦燃 刘勇 刘力汇 《计算机应用研究》 北大核心 2025年第3期677-686,共10页
针对实用拜占庭容错共识算法中存在缺少对恶意节点的惩罚机制、通信开销大、主节点选取安全性不足等问题,提出了一种基于信誉和标准差聚类的PBFT共识优化算法TSD-PBFT,旨在提高共识效率和安全性。首先,建立节点动态和静态结合的信誉评... 针对实用拜占庭容错共识算法中存在缺少对恶意节点的惩罚机制、通信开销大、主节点选取安全性不足等问题,提出了一种基于信誉和标准差聚类的PBFT共识优化算法TSD-PBFT,旨在提高共识效率和安全性。首先,建立节点动态和静态结合的信誉评估模型,通过实时监测节点投票数和参与度来动态评估节点行为,并剔除恶意节点来提高整体共识效率和可靠性,同时通过周期性地重置高信誉值节点的评分,防止单一节点或小团体长期主导共识过程;其次,提出基于信誉和标准差的聚类算法,引入标准差逐步选取密度高且信誉良好的节点作为聚类中心,避免局部最优解;同时采用改进的K-medoids聚类算法将节点分组并形成两层,实现分层共识来降低共识过程的通信开销;最后,优化主节点选取方式,由聚类中心节点投票产生主节点,通过赋予信誉高且标准差低的节点更高的投票权重来降低恶意节点担任主节点的概率,提高主节点选取的安全性和公正性。实验仿真结果表明,在相同的网络设置和节点数量条件下,与PBFT相比,TSD-PBFT算法平均吞吐量提高了72.1%,平均时延降低了50.2%。与现在类似PBFT改进算法相比,TSD-PBFT也具有明显的性能优势,能更好的适用于大规模联盟链场景。 展开更多
关键词 区块链 共识机制 实用拜占庭容错 信誉机制 标准差聚类
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