基于信誉机制的改进PBFT共识算法 被引量：3

1

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于一致性哈希和随机选取的PBFT算法改进 被引量：2

2

作者 翟社平 霍媛媛 +1 位作者 杨锐 聂浩楠 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2024年第12期294-302,共9页

针对实用拜占庭容错算法PBFT存在的系统动态性不足以及主节点选取随意导致的共识效率较低、系统稳健性较差等问题,提出一种基于一致性哈希和随机选取的CRPBFT共识算法。采用一致性哈希对节点进行分组,在分组的基础上增加节点动态变化机... 针对实用拜占庭容错算法PBFT存在的系统动态性不足以及主节点选取随意导致的共识效率较低、系统稳健性较差等问题,提出一种基于一致性哈希和随机选取的CRPBFT共识算法。采用一致性哈希对节点进行分组,在分组的基础上增加节点动态变化机制,为系统提供动态的网络结构。根据节点在共识中的表现动态计算各节点的信誉值,同时定义主节点候选列表、普通节点和恶意节点这三种节点信誉层次,从高信誉值的主节点候选列表中使用可验证随机函数选取可靠且身份难以被恶意预测的主节点,并将符合信誉值要求的节点组成较稳定的共识集群。实验结果表明CRPBFT算法较PBFT算法中共识节点集群的可靠程度更高,在共识时延、吞吐量以及系统稳健性方面的性能优于PBFT算法。 展开更多

关键词 区块链 信誉机制 可验证随机函数 实用拜占庭容错算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于节点动态评分机制的分组共识算法 被引量：3

3

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

面向物联网的区块链共识算法综述

4

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

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

5

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

面向供应链数据安全共享的区块链共识算法设计 被引量：6

6

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

实用拜占庭容错算法的改进研究 被引量：13

7

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种抗合谋攻击的区块链私钥管理方案 被引量：7

8

作者 周健 屈冉 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期23-28,共6页

针对区块链上用户私钥丢失后的安全恢复问题,提出一种基于门限秘密共享的私钥分布式管理方案。将用户私钥结合秘密口令构成秘密,通过门限密钥机制将秘密分割为多份秘密碎片,同时利用实用拜占庭容错算法将秘密碎片分配给网络中的诚实节... 针对区块链上用户私钥丢失后的安全恢复问题,提出一种基于门限秘密共享的私钥分布式管理方案。将用户私钥结合秘密口令构成秘密,通过门限密钥机制将秘密分割为多份秘密碎片,同时利用实用拜占庭容错算法将秘密碎片分配给网络中的诚实节点保管。当用户丢失私钥后,只要收集超过门限阈值份额的秘密碎片并结合秘密口令就可恢复私钥。分析结果表明,该方案具有抗合谋攻击、抗单点失效和匿名性等特性,并且可在保障用户私钥安全存储与动态管理的前提下,实现用户私钥丢失后的恢复功能。 展开更多

关键词 区块链 私钥管理 门限密钥 实用拜占庭容错算法 密钥恢复

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于能源区块链的虚拟电厂两阶段鲁棒优化调度 被引量：23

9

作者 任建文 张青青 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2020年第8期23-30,共8页

随着可再生能源电力接入比重逐渐增大,电力系统的构架、控制方式、运行模式等开始发生改变,将区块链技术引入能源互联网系统中,形成能源区块链网络,有利于解决信息安全等问题。将区块链引入虚拟电厂(VPP)的调度运行机制中,针对新能源参... 随着可再生能源电力接入比重逐渐增大,电力系统的构架、控制方式、运行模式等开始发生改变,将区块链技术引入能源互联网系统中,形成能源区块链网络,有利于解决信息安全等问题。将区块链引入虚拟电厂(VPP)的调度运行机制中,针对新能源参与的电力系统模型,提出适用于VPP的实用拜占庭容错算法共识机制以实现区块链下半中心化的两阶段鲁棒优化调度模型,保留了VPP控制中心的导向作用。阶段1对预调度方案进行求解;阶段2利用区块链技术获取历史数据,建立数据驱动的风电出力不确定集合用于求解调控方案,该约束集合可排除部分极端场景,降低了模型的保守度。优化过程中利用区块链共识机制的验证作用,摒弃了被恶意节点篡改的信息,增强了系统的容错能力。通过算例仿真验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 能源区块链网络 虚拟电厂 实用拜占庭容错算法 共识机制 数据驱动 鲁棒优化 两阶段调度

在线阅读 下载PDF 职称材料

联盟链中实用拜占庭容错算法的改进 被引量：9

10

作者 方燚飚 周创明 +3 位作者 李松 宋亚飞 高娜 刘唐 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2022年第3期135-142,共8页

针对实用拜占庭容错算法(PBFT)中存在的通信开销大、算法效率低等问题,结合联盟链特点,提出了一种改进的PBFT算法(score-PBFT,S-PBFT)。引入节点评分机制,将节点划分为共识节点、候选节点和预备节点三种类型,并根据节点行为对节点进行... 针对实用拜占庭容错算法(PBFT)中存在的通信开销大、算法效率低等问题,结合联盟链特点,提出了一种改进的PBFT算法(score-PBFT,S-PBFT)。引入节点评分机制,将节点划分为共识节点、候选节点和预备节点三种类型,并根据节点行为对节点进行动态调整,最大程度上保证共识节点的可靠性。改进了主节点的选举方式,以节点初始积分及其行为作为选举依据,来提高算法稳定性。优化一致性协议执行流程,减少共识过程参与节点数,降低算法复杂度,提高算法的效率。结果表明,相较于PBFT算法,S-PBFT算法在共识时延、通信开销、吞吐量和共识节点可靠性等方面均具有更好的性能。 展开更多

关键词 实用拜占庭容错算法 区块链 共识算法 联盟链

在线阅读 下载PDF 职称材料

检测型的联盟区块链共识算法d-PBFT 被引量：6

11

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

面向配电网分布式终端的安全接入认证方案设计 被引量：4

12

作者 朵春红 杨甜 +3 位作者 张铭泉 李保罡 李永倩 王桂兰 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期4778-4789,共12页

针对配电网现有认证技术中配电主站和公钥基础设施(publickeyinfrastructure,PKI)系统证书管理负担过重的问题,结合区块链和国密SM9算法,设计一种面向配电网终端的分布式认证方案。首先使用SM9解决密码体制中的公钥管理问题,由密钥生成... 针对配电网现有认证技术中配电主站和公钥基础设施(publickeyinfrastructure,PKI)系统证书管理负担过重的问题,结合区块链和国密SM9算法,设计一种面向配电网终端的分布式认证方案。首先使用SM9解决密码体制中的公钥管理问题,由密钥生成中心(keygeneratorcenter,KGC)为终端生成身份标识符和密钥,加密并验证终端的注册和接入请求信息;然后,针对中心化认证方式存在的第三方信任、单点故障等问题,以实用拜占庭容错算法为基础提出分布式终端共识算法(distributedterminal-practicalByzantinefault tolerance,DT-PBFT),对新入终端进行去中心化认证;为了解决上链数据的隐私泄漏,使用基于SM9的多KGC群签名算法保证节点匿名并生成区块永久存储;最后,对所提方案进行实验分析,所提方案从共识效率、通信时延和抗攻击性等性能方面得到明显提升,实现终端身份认证的同时保护了节点的隐私,满足配电网对安全性和高效性等多种需求。 展开更多

关键词 配电网 区块链 SM9 实用拜占庭容错算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于有向无环图的高效区块链共识算法 被引量：11

13

作者 王壹铭 初剑峰 +1 位作者 王永军 陈彦东 《吉林大学学报（理学版）》 CAS 北大核心 2020年第5期1167-1172,共6页

针对传统区块链共识算法存在效率低和大量资源浪费的问题,提出一种使用基于ID分类的有向无环图数据结构取代传统区块链链式数据结构的算法,解决了传统区块链项目无法在短时间内确认大量交易的问题.该算法使用基于ID分类的有向无环图数... 针对传统区块链共识算法存在效率低和大量资源浪费的问题,提出一种使用基于ID分类的有向无环图数据结构取代传统区块链链式数据结构的算法,解决了传统区块链项目无法在短时间内确认大量交易的问题.该算法使用基于ID分类的有向无环图数据结构能更简单地达成共识,适用于多用户在同一时间进行交易确认.该共识算法与传统区块链项目相比能在更短的时间内确认交易,从而可节省大量的硬件资源,且提升区块链对交易的处理效率. 展开更多

关键词 区块链 共识算法 工作量证明(PoW) 股权证明(PoS) 实用拜占庭容错(PBFT)

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于一致性哈希环多主节点的改进实用拜占庭容错算法 被引量：6

14

作者 卢丽 孙林夫 邹益胜 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期25-35,共11页

联盟链技术作为一种建立供需双方的可信交易的工具,促进了云制造平台的发展。实用拜占庭容错(PBFT)共识算法是联盟链最受欢迎的共识协议,得到了广泛的研究和应用,但是还存在节点较多导致PBFT算法扩展性较差、重播攻击降低了共识算法的... 联盟链技术作为一种建立供需双方的可信交易的工具,促进了云制造平台的发展。实用拜占庭容错(PBFT)共识算法是联盟链最受欢迎的共识协议,得到了广泛的研究和应用,但是还存在节点较多导致PBFT算法扩展性较差、重播攻击降低了共识算法的性能、网络结构静态难以维持高效的运行状态3个问题。为此,提出一种改进的实用拜占庭容错(IPBFT)算法。首先,通过优化主节点的选取方式将单个主节点扩展为多个主节点,使得多个主节点在一致性哈希环的桶中实现数据均匀分布和任务均匀调度;然后,通过多线程并行执行共识算法以最大程度地减少时延并提高算法的吞吐量,从而提高了算法的可扩展性;其次,在重播攻击算法中通过定期旋转桶来分配正确的主节点,然后通过分配的主节点来接收客户端的请求,以防止客户端的重播攻击;最后,设计了一套节点移除机制来加入可靠的节点或者移除拜占庭节点,减少视图切换操作,从而使系统维持较高的运行状态。实验结果表明,IPBFT明显优于PBFT共识算法,很好地解决了以上3个问题。 展开更多

关键词 一致性哈希环 主节点 实用拜占庭容错 共识算法 联盟链

在线阅读 下载PDF 职称材料

改进SM2签名方法的区块链数字签名方案 被引量：6

15

作者 杨龙海 王学渊 蒋和松 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2021年第7期1983-1988,共6页

为了提高联盟链实用拜占庭容错(PBFT)算法共识过程中数字签名密钥保存安全性和签名效率问题,结合联盟链PBFT共识算法的实际运用环境提出了一种基于密钥分割和国家标准SM2签名算法的可信第三方证明签名方案。该方案中由可信第三方产生和... 为了提高联盟链实用拜占庭容错(PBFT)算法共识过程中数字签名密钥保存安全性和签名效率问题,结合联盟链PBFT共识算法的实际运用环境提出了一种基于密钥分割和国家标准SM2签名算法的可信第三方证明签名方案。该方案中由可信第三方产生和分割密钥并将子分割私钥分发给共识节点,每次共识须先向可信第三方证明身份后,获取另一半子分割私钥来进行身份签名验证。该签名方案结合联盟链的特性实现了私钥的分割保存,利用共识特性结合哈希摘要消去了传统SM2算法中的模逆的过程。通过理论分析证明了该方案可抗数据篡改和签名伪造,同时借助Java开发工具包(JDK1.8)和TIO网络框架模拟共识中的签名过程。实验结果表明所提方案比传统SM2签名算法效率更高,并且共识节点越多效率差距越明显,在节点数达到30时,其效率较传统SM2算法可以提升27.56%,表明该方案可以满足当前联盟链PBFT共识的应用环境。 展开更多

关键词 数字签名 区块链 密钥分割 实用拜占庭容错 国家标准SM2签名算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于分组和信用分级的PBFT共识算法改进方案 被引量：4

16

作者 刘陕南 张荣华 刘长征 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期143-149,共7页

针对联盟链的实用拜占庭容错(PBFT)共识算法通信复杂度高、主节点选择随机、支持的网络规模有限等问题,提出一种基于分组和信用分级的改进拜占庭容错(CBFT)算法优化大规模联盟链的节点结构。优化一致性过程,将网络节点按照对管理节点的... 针对联盟链的实用拜占庭容错(PBFT)共识算法通信复杂度高、主节点选择随机、支持的网络规模有限等问题,提出一种基于分组和信用分级的改进拜占庭容错(CBFT)算法优化大规模联盟链的节点结构。优化一致性过程,将网络节点按照对管理节点的响应速度划分为不同的共识集分别进行共识集内外共识,各共识集的管理节点携带共识集内的共识结果参与共识集外的全局共识,从而减少节点间的通信频率。在此基础上,提出信用分级机制,将节点划分为管理节点、候选节点、普通节点等3种类型,使信用值高的节点成为主节点的概率较高,减少恶意节点对系统的破坏,提高整个网络的效率。搭建基于该改进方案的仿真模拟与性能测试系统.实验结果表明,当网络节点数量为30个(4个分组)时,CBFT算法的吞吐量为PBFT的3.2倍,共识时延降低90.6%,通信开销减少53.2%,能够容忍的最大恶意节点数为PBFT算法的1.9倍,且随着节点数的增加提升更明显,符合大型联盟链的需求。 展开更多

关键词 区块链 大型联盟链 实用拜占庭容错算法 节点分组 信用分级

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于区块链的环境监测数据安全传输方案 被引量：20

17

作者 周万锴 龙敏 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2020年第1期315-320,共6页

随着物联网的飞速发展,环境监测系统极大地提高了政府日常运作的效率和透明度。但是,大多数现有的环境监测系统都是以集中的方式提供服务,并且严重依赖人工控制。高度集中的系统架构容易受到外部攻击;此外,不法分子破坏数据真实性相对容... 随着物联网的飞速发展,环境监测系统极大地提高了政府日常运作的效率和透明度。但是,大多数现有的环境监测系统都是以集中的方式提供服务,并且严重依赖人工控制。高度集中的系统架构容易受到外部攻击;此外,不法分子破坏数据真实性相对容易,导致公众对环境监测数据的信任度不高。针对这些问题,文中首先提出一种基于区块链的环境监测数据传输方案,监测设备获取的数据经过签名发送至数据采集终端,数据采集终端验证数据后将其写入区块链,智能合约对公众关心的数据进行实时分析并对外发布结果;其次,提出一种基于分组的PBFT共识算法,以提高系统的可扩展性。文中对方案进行了分析,结果表明,环境监测区块链保障了环境监测数据的安全性、真实性、完整性;同时结合具体案例验证了该方案的可行性。 展开更多

关键词 区块链 智能合约 环境监测 密码学 实用拜占庭容错算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于Raft算法改进的实用拜占庭容错共识算法 被引量：14

18

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

DS-PBFT:一种基于距离的面向区块链的共识算法 被引量：10

19

作者 朱海 金瑜 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2022年第3期506-513,共8页

共识算法作为区块链的核心技术,决定了区块链系统的性能.其中,PBFT是最具有代表性的一种共识算法,但它存在以下缺点:通信代价大、共识时延长.由此诞生了许多通过各种方法减小共识节点规模来提升PBFT效率的一类算法,但是它们都不是基于... 共识算法作为区块链的核心技术,决定了区块链系统的性能.其中,PBFT是最具有代表性的一种共识算法,但它存在以下缺点:通信代价大、共识时延长.由此诞生了许多通过各种方法减小共识节点规模来提升PBFT效率的一类算法,但是它们都不是基于距离因素的,并且具有与PBFT类似的缺点.基于此,本文提出了一种基于距离的面向区块链的共识算法.首先通过Grouping算法对节点进行分组,将距离较近的节点分成一组进行共识,从而在缩短共识节点之间距离的基础上减少共识时延.同时结合speculation技术,降低节点间通信的时间复杂度,从而减少了系统的通信代价.最后理论分析了影响共识时延和通信代价的两个指标:节点间的平均延迟、通信次数,证明了DS-PBFT在共识时延以及通信代价这两个方面均要优于PBFT和现有的这一类算法;通过实验验证了DS-PBFT相比PBFT和现有的这一类算法,降低了共识时延. 展开更多

关键词 区块链 共识算法 实用拜占庭容错算法 Grouping算法 speculation技术

在线阅读 下载PDF 职称材料

云制造服务场景下基于QoS值的改进PBFT算法 被引量：10

20

作者 伍星 范玉顺 郜振锋 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期1767-1776,共10页

区块链技术为云制造服务场景下建立供需方信任桥梁的有效工具,共识算法是区块链的核心技术,鉴于现有共识算法存在消耗大、延时高等缺点,提出一种基于服务质量(QoS)值的改进实用拜占庭容错(PBFT)算法。首先根据QoS值筛选共识节点,然后将P... 区块链技术为云制造服务场景下建立供需方信任桥梁的有效工具,共识算法是区块链的核心技术,鉴于现有共识算法存在消耗大、延时高等缺点,提出一种基于服务质量(QoS)值的改进实用拜占庭容错(PBFT)算法。首先根据QoS值筛选共识节点,然后将PBFT算法的三阶段协议优化为二阶段协议,从而在满足安全性的前提下提高通信效率。通过一系列理论和实验分析证明了所提算法的有效性。 展开更多

关键词 云制造服务 区块链 服务质量 共识算法 实用拜占庭容错算法

在线阅读 下载PDF 职称材料