支持拜占庭容错的分布式物联网访问控制机制 被引量：1

1

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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区块链共识机制与改进算法研究进展 被引量：1

2

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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面向物联网的改进拜占庭容错共识算法 被引量：1

3

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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区块链共识算法综述

4

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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检测型的联盟区块链共识算法d-PBFT 被引量：6

5

作者 刘宇 朱朝阳 +2 位作者 李金泽 劳源基 覃团发 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2021年第3期756-762,共7页

联盟区块链通常都会采用严格的身份准入机制,但然而该机制不能完全保证联盟网络中不会混入拜占庭恶意节点,也不能担保现有的联盟成员节点一定不会被第三方敌手劫持利用。针对这类问题,提出了一种能够监控节点状态的检测型实用拜占庭容错... 联盟区块链通常都会采用严格的身份准入机制,但然而该机制不能完全保证联盟网络中不会混入拜占庭恶意节点,也不能担保现有的联盟成员节点一定不会被第三方敌手劫持利用。针对这类问题,提出了一种能够监控节点状态的检测型实用拜占庭容错(d-PBFT)共识算法。首先,选举主节点并校验主节点的其状态,以保证选举出来的主节点从未有过作恶历史;然后,经历"预准备—准备—提交"的共识三阶段过程,尝试来完成客户端提交的共识请求;最后,会根据三阶段完成的情况对主节点的状态进行评估,将有故障或作恶行为的主节点标记出来,并将作恶的主节点加入到隔离区等待处理。该算法在容忍一定数量拜占庭节点的基础上还能随时监控各个节点的状态,并对恶意节点能够进行隔离,从而降低恶意节点对整个联盟系统的不良影响。实验结果表明,采用d-PBFT算法的网络拥有较高的吞吐量和较低的共识时延,并且在联盟网络中有拜占庭节点的情况下相较原实用拜占庭容错(PBFT)算法的共识生成量提升了26.1%。d-PBFT算法不仅提高了联盟网络的健壮性,还进一步提升了网络的吞吐量。 展开更多

关键词 联盟区块链 拜占庭错误 节点监控 检测型实用拜占庭容错共识算法 吞吐量

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基于信誉机制的改进PBFT共识算法 被引量：4

6

作者 李俊吉 张佳琦 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2024年第6期1628-1634,共7页

针对实用拜占庭容错共识算法(practical Byzantine fault tolerant,PBFT)通信开销大和缺乏奖惩机制的问题,提出一种基于信誉机制的改进PBFT共识算法RPBFT(reputed practical Byzantine fault tolerance)。首先,引入信誉机制对节点评分,... 针对实用拜占庭容错共识算法(practical Byzantine fault tolerant,PBFT)通信开销大和缺乏奖惩机制的问题,提出一种基于信誉机制的改进PBFT共识算法RPBFT(reputed practical Byzantine fault tolerance)。首先,引入信誉机制对节点评分,将参与共识的节点分为收集器节点和普通共识节点,并对恶意节点进行惩罚。其次,收集器节点负责收集普通共识节点的投票消息,避免普通共识节点之间的通信,从而降低通信开销。最后,当普通共识节点中的拜占庭节点均无恶意行为时,通过增加收集所需的投票数量,减少一次投票收集过程,实现快速共识。实验结果表明,RPBFT能够有效地发现恶意节点并对其作出惩罚,同时具有更低的通信开销、平均共识时延以及更高的共识吞吐量。当节点总数为37时,与SBFT相比,RPBFT将平均共识时延降低25.2%以上,并将共识吞吐量提高39%以上。 展开更多

关键词 共识算法 信誉机制 实用拜占庭容错

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RG-BFT:基于随机分组的拜占庭容错算法 被引量：2

7

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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CS-Raft:适用于联盟链的拜占庭容错共识算法 被引量：1

8

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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基于节点动态评分机制的分组共识算法 被引量：5

9

作者 沈学利 李欣儒 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2024年第4期989-994,共6页

针对实用拜占庭容错(practical Byzantine fault tolerance,PBFT)共识算法三阶段流程通信开销大,主节点随机选取且缺乏奖惩机制等问题,提出基于节点动态评分机制的分组共识算法(dynamic scoring practical Byzantine fault tolerance,DS... 针对实用拜占庭容错(practical Byzantine fault tolerance,PBFT)共识算法三阶段流程通信开销大,主节点随机选取且缺乏奖惩机制等问题,提出基于节点动态评分机制的分组共识算法(dynamic scoring practical Byzantine fault tolerance,DS-PBFT)。首先,优化一致性协议,简化三阶段通信流程从而提高共识效率;其次,提出节点评分分组机制,通过节点在共识过程中的历史行为进行评分,并分为共识组和候选组,降低恶意节点参与共识过程的可能性;最后,提出动态过程选择参与共识的节点,优化视图切换协议和垃圾回收机制,减少参与共识的节点数量,从根本上提高共识效率。用Docker容器模拟多个节点的仿真实验表明,在网络稳定、可信节点较多的联盟链中,提出的DS-PBFT共识算法在共识时延、吞吐量、容错性和通信复杂度等方面比PBFT共识算法及其他改进算法相比具有更好的性能,能够快速达成共识,提高共识效率。 展开更多

关键词 区块链 共识算法 实用拜占庭容错算法 节点动态评分 分组共识

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面向物联网的区块链共识算法综述 被引量：2

10

作者 牛科迪 李敏 +1 位作者 姚中原 斯雪明 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2024年第12期3678-3687,共10页

目前大多数共识算法都需要较高的计算能力或特定的通信环境,不适合用于资源受限的物联网(IoT)。针对传统的区块链中的共识算法应用到IoT时的局限性,综述了面向IoT的区块链共识算法。首先,从基于实用拜占庭容错算法(PBFT)的改进共识算法... 目前大多数共识算法都需要较高的计算能力或特定的通信环境,不适合用于资源受限的物联网(IoT)。针对传统的区块链中的共识算法应用到IoT时的局限性,综述了面向IoT的区块链共识算法。首先,从基于实用拜占庭容错算法(PBFT)的改进共识算法、基于其他共识算法的改进算法和适用IoT的新型区块链共识算法这3个类别的方向介绍和总结归纳面向IoT的共识算法;其次,建立共识算法的基本评价指标体系,并从去中心化、可扩展性、安全性、延迟和能耗等5个方面对比共识算法;最后,分析面向IoT的共识算法面临的挑战与未来研究方向。基本评价指标体系分析表明,新型共识算法比基于传统共识算法进行改进的共识算法更适配IoT,为面向IoT的区块链共识算法研究提供了参考。 展开更多

关键词 区块链 共识算法 物联网 实用拜占庭容错算法 基本评价指标体系

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基于路径存储表的Hashgraph共识算法优化与实现

11

作者 刘寅昊 蒋文保 +1 位作者 孙林昆 王勇攀 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期166-178,共13页

Hashgraph是一种数据采用有向无环图(DAG)结构的区块链共识算法,Hashgraph引入了虚拟投票的概念,允许节点在无额外通信开销的情况下并发出块,实现异步场景下的拜占庭容错。然而,Hashgraph提出的虚拟投票算法存在算法时间复杂度较高、共... Hashgraph是一种数据采用有向无环图(DAG)结构的区块链共识算法,Hashgraph引入了虚拟投票的概念,允许节点在无额外通信开销的情况下并发出块,实现异步场景下的拜占庭容错。然而,Hashgraph提出的虚拟投票算法存在算法时间复杂度较高、共识运行逻辑过于复杂等问题。为此,提出一种基于路径存储表的Hashgraph优化方案。首先,提出一种基于顶点可达表的见证人判定方法,通过存储路径的方式实时记录生成事件与历史事件的可达关系,在轮次划分阶段,通过查询顶点事件的可达信息取代回溯算法,降低见证人判断算法的时间复杂度;其次,针对顶点可达表无法跨轮次判断事件关系的问题,提出一种基于历史可达表的知名见证人判定方法,历史可达表将存储见证人与历史事件之间的可达关系,通过查询历史可达表解决知名见证人判定阶段需要反复回溯视图的问题;最后,根据顶点可达表和历史可达表改进Hashgraph中复杂的共识计算,提升算法效率,加快事件确认速度。实验结果表明,所提优化方案与Hashgraph原共识算法相比,算法运行效率提升65.76%,在吞吐量方面平均提升41.27%。 展开更多

关键词 区块链 共识算法 有向无环图 Hashgraph协议 拜占庭容错

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面向物联网系统的改进PBFT共识机制

12

作者 顾鑫 戴欢 +2 位作者 唐毅 孙立 索梓翔 《计算机工程与设计》 北大核心 2024年第3期649-655,共7页

针对复杂网络环境中,基于传统PBFT共识算法的物联网系统存在恶意伪装设备和共识响应延迟高的问题,提出一种基于位置和时间的可信双层PBFT共识机制(credible-location-and-time-based Byzantine fault tolerant algorithm, CBFT)。根据... 针对复杂网络环境中,基于传统PBFT共识算法的物联网系统存在恶意伪装设备和共识响应延迟高的问题,提出一种基于位置和时间的可信双层PBFT共识机制(credible-location-and-time-based Byzantine fault tolerant algorithm, CBFT)。根据边缘服务器的位置信息对设备进行分组,使用GeoHash(geographical hash, GeoHash)协议创建设备的位置定时器,根据定时器的可信时间遴选出诚信设备;基于边缘服务器的信用值生成两层网络,并行开展共识,分解共识任务;引入基于Token的信用评价机制,激励边缘服务器规范共识行为。实验结果表明,改进的共识机制能够有效筛选出恶意设备,降低共识耗时并提高系统吞吐量。 展开更多

关键词 PBFT共识算法 物联网 可信双层拜占庭容错算法 边缘服务器 位置定时器 信用评价机制 共识行为

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区块链共识算法研究综述 被引量：61

13

作者 郑敏 王虹 +1 位作者 刘洪 谭冲 《信息网络安全》 CSCD 北大核心 2019年第7期8-24,共17页

共识算法是区块链技术发展的关键,影响着区块链的交易处理能力、可扩展性和安全性,同时也是近年来分布式系统研究的热点。文章对区块链共识算法的最新进展和未来研究方向进行了分析和总结。首先概述了区块链框架,梳理了 30年来分布式系... 共识算法是区块链技术发展的关键,影响着区块链的交易处理能力、可扩展性和安全性,同时也是近年来分布式系统研究的热点。文章对区块链共识算法的最新进展和未来研究方向进行了分析和总结。首先概述了区块链框架,梳理了 30年来分布式系统与一致性算法的重要结论和发展脉络,详细总结了现在主流的区块链共识算法并分析比较其性能。在此基础上,文章提出了一种共识算法的通用模型和分类方法,并对新的具有代表性进展的区块链共识算法进行分析和总结,最后对共识算法的研究方向进行展望,以期为未来的共识算法研究和创新提供参考。 展开更多

关键词 区块链 共识算法 分布式系统 拜占庭容错 联盟链

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区块链共识算法的发展现状与展望 被引量：291

14

作者 袁勇 倪晓春 +1 位作者 曾帅 王飞跃 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第11期2011-2022,共12页

共识算法是区块链技术的核心要素,也是近年来分布式系统研究的热点.本文系统性地梳理和讨论了区块链发展过程中的32种重要共识算法,介绍了传统分布式一致性算法以及分布式共识领域的里程碑式的重要研究和结论,提出了区块链共识算法的一... 共识算法是区块链技术的核心要素,也是近年来分布式系统研究的热点.本文系统性地梳理和讨论了区块链发展过程中的32种重要共识算法,介绍了传统分布式一致性算法以及分布式共识领域的里程碑式的重要研究和结论,提出了区块链共识算法的一种基础模型和分类方法,并总结了现有共识算法的发展脉络和若干性能指标,以期为未来共识算法的创新和区块链技术的发展提供参考. 展开更多

关键词 区块链 共识算法 分布式系统 拜占庭容错 P2P网络

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基于树形结构构造的联盟链主从多链共识算法 被引量：11

15

作者 张文芳 孙海锋 +5 位作者 张晏端 唐荣骏 王小敏 马征 李暄 黄路非 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期257-266,共10页

区块链构建了一种价值互联的去中心化网络,是继互联网之后的最具革命性和颠覆性的创新技术.但现有区块链存在性能低下,隐私保护不足,单层链式结构难以支持多种场景下数字资产的分类并发处理,单链共识算法难以实现多链乃至全局的一致性... 区块链构建了一种价值互联的去中心化网络,是继互联网之后的最具革命性和颠覆性的创新技术.但现有区块链存在性能低下,隐私保护不足,单层链式结构难以支持多种场景下数字资产的分类并发处理,单链共识算法难以实现多链乃至全局的一致性等问题.为解决上述问题,本文基于树形结构设计一种适用于联盟链场景的主从多链架构,可实现不同数字资产的分类、并发处理和达到数据隔离的隐私需求.针对该树形主从多链架构,进一步提出一个基于门限签名的改进拜占庭容错共识算法,可解决多样化数字资产分类并发处理带来的一致性问题.性能分析和仿真结果表明:所提方案在实现隐私数据隔离保护的同时,兼具高并发交易性能,通信复杂度由O(n^(2))降为O(n),可满足企业多样化业务需求. 展开更多

关键词 联盟链 主从多链 树形结构 拜占庭容错共识算法

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区块链共识算法及应用研究 被引量：40

16

作者 王群 李馥娟 +3 位作者 倪雪莉 夏玲玲 王振力 梁广俊 《计算机科学与探索》 CSCD 北大核心 2022年第6期1214-1242,共29页

作为区块链核心技术的共识算法,为区块链的去中心化、开放自治、信息不可篡改、匿名溯源等功能的实现提供了机制支撑和保障,实现了分布式系统中强一致性和最终一致性的高效达成。以比特币出现为时间节点,将共识算法分为之前的经典分布... 作为区块链核心技术的共识算法,为区块链的去中心化、开放自治、信息不可篡改、匿名溯源等功能的实现提供了机制支撑和保障,实现了分布式系统中强一致性和最终一致性的高效达成。以比特币出现为时间节点,将共识算法分为之前的经典分布式共识算法和之后的区块链共识算法,在此基础上根据算法的实现原理对共识算法又进一步分类,并选择其中的典型算法,重点从去中心化、可扩展性、安全性、一致性等方面进行了讨论。首先,提出了区块链共识算法的一般模型,给出了共识算法的基本定义。其次,在介绍经典分布式共识算法特点的同时,研究了两军问题、拜占庭将军问题、FLP不可能性定理、CAP定理和Paxos等分布式一致性算法及其改进,分析了算法的执行流程和功能特征。再次,对于区块链共识算法,根据实现原理和应用场景的不同,将其分为PoW共识算法、PoS共识算法、PoW+PoS混合共识算法和PoW/PoS+BFT/PBFT混合共识算法,在每一类中选择了具有代表性的算法后分别给出了算法流程,并结合具体应用场景进行了深入分析。最后,指出了区块链共识算法在性能与可扩展性、激励机制、安全与隐私、并行处理等方面的研究热点和发展方向。 展开更多

关键词 区块链 共识算法 分布式系统 拜占庭容错

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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

17

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

18

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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一种面向区块链的优化PBFT共识算法 被引量：39

19

作者 方维维 王子岳 +2 位作者 宋慧丽 王云鹏 丁毅 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期58-64,共7页

区块链技术具有去中心化,数据不可篡改和数据透明等特点,使得该技术的应用领域不断扩展,但目前应用于区块链系统的共识算法存在着资源浪费和共识效率较低等问题,限制了区块链技术的发展.针对此问题,基于实用拜占庭容错算法(Practical By... 区块链技术具有去中心化,数据不可篡改和数据透明等特点,使得该技术的应用领域不断扩展,但目前应用于区块链系统的共识算法存在着资源浪费和共识效率较低等问题,限制了区块链技术的发展.针对此问题,基于实用拜占庭容错算法(Practical Byzantine Fault Tolerance,PBFT),算法的基本思想,提出了一种优化的共识算法.该算法引入积分机制,根据节点积分挑选参与共识的节点,以降低网络中的通信开销;在不存在拜占庭节点的情况下,优化PBFT算法的一致性协议;引入升降级机制,动态更新参与共识的节点集合,以保证算法在大部分时间内都执行优化一致性协议.实验结果表明:与PBFT算法相比,本文提出的共识算法将共识过程的时间复杂度从O(N^2)下降到O(N),有效降低了网络中的通信开销,平均时延从55ms降到37ms,平均吞吐量从342TPS提升到677TPS. 展开更多

关键词 区块链 共识算法 PBFT 拜占庭错误

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面向供应链数据安全共享的区块链共识算法设计 被引量：7

20

作者 殷磊 孔宪光 +2 位作者 刘洪杰 张迎冰 刘树全 《信息安全研究》 2022年第6期605-612,共8页

传统供应链管理系统采用的中心化数据存储模式存在单点故障、数据隐私泄露、系统内部操作不透明等问题,严重制约了企业之间的信息流通和数据共享.而区块链具有分布式、公开、透明和不可篡改的特性,可以为实现分布式的数据安全共享系统... 传统供应链管理系统采用的中心化数据存储模式存在单点故障、数据隐私泄露、系统内部操作不透明等问题,严重制约了企业之间的信息流通和数据共享.而区块链具有分布式、公开、透明和不可篡改的特性,可以为实现分布式的数据安全共享系统提供可靠的底层服务.因此提出基于区块链的供应链数据安全共享模型,以分布式的区块链网络为核心,构建去中心化的数据安全共享服务.同时针对区块链中使用的实用拜占庭容错(PBFT)算法具有共识时延高、吞吐量和性能低、不支持节点动态管理等问题,结合供应链联盟链的特点,引入了一种简化的一致性协议及新的节点管理机制,在降低算法通信复杂度的同时,实现了节点的动态管理. 展开更多

关键词 供应链 区块链 数据共享模型 共识算法 实用拜占庭容错算法

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