检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机工程 2023年第8期49卷 29-36页

作者：王春东王翔宇天津理工大学计算机科学与工程学院天津300384

应用于联盟链的实用拜占庭容错(PBFT)共识算法存在共识节点选择和多节点共识效率较差的问题,为此,提出一种多层次实用拜占庭优化共识算法MS-PBFT。根据节点所属机构的不同对节点进行分组,并将各组内的节点划分为主网层和次网层。引入一... 详细信息

应用于联盟链的实用拜占庭容错(PBFT)共识算法存在共识节点选择和多节点共识效率较差的问题,为此,提出一种多层次实用拜占庭优化共识算法MS-PBFT。根据节点所属机构的不同对节点进行分组,并将各组内的节点划分为主网层和次网层。引入一种积分机制,根据各节点自身的性能以及在系统中的表现为其赋予初始积分和信誉值,以监督节点在共识过程中的行为,根据初始积分与信誉值对节点进行分类,使其加入不同的层次中。改进上层节点和主节点的选取方式并增加一种弹劾机制,及时更换掉线或存在恶意行为的领导节点,从而保证节点的可靠性同时提高共识效率。通过先在次网层达成局部共识进而在主网层实现全局共识的方式,降低节点的通信复杂度。实验结果表明,与DGPBFT、PBFT、RAFT算法相比,MS-PBFT算法可以提高数据吞吐量并降低共识时延,利用所提节点选举机制,节点的共识成功率可以达到98.6%,且共识效率比PBFT算法平均提高33%。

关键词：联盟链实用拜占庭容错算法信誉值全局共识局部共识

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基于实用拜占庭容错算法的区块链电子计票方案

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计算机应用 2020年第4期40卷 954-960页

作者：李靖景旭杨会君西北农林科技大学信息工程学院陕西杨凌712100

针对区块链电子投票中第三方计票机构不满足区块链去中心化、去信任特性以及缺乏可信度的问题,提出一种基于实用拜占庭容错(PBFT)算法的区块链电子计票方案。首先,在分布式环境中构建无中心计票模式,以节点的信任度确定计票节点;其次,基... 详细信息

针对区块链电子投票中第三方计票机构不满足区块链去中心化、去信任特性以及缺乏可信度的问题,提出一种基于实用拜占庭容错(PBFT)算法的区块链电子计票方案。首先,在分布式环境中构建无中心计票模式,以节点的信任度确定计票节点;其次,基于PBFT实现待验选票的共识;再次,将PBFT中诚实节点的最低数量作为门限签名的阈值,只有达到阈值的计票结果才能形成门限签名;最后,将满足可信状态的结果记录在区块链账本上。通过测试分析表明,只有当诚实验票节点超过2/3时,才满足PBFT,得到可信的计票结果。

关键词：电子计票区块链实用拜占庭容错算法门限签名

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基于实用拜占庭容错算法的区块链共识算法研究

基于实用拜占庭容错算法的区块链共识算法研究

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作者：孙耀景湘潭大学

学位级别：硕士

随着数字货币的兴起,区块链技术也得到了飞速的发展,大量的学者和金融科技公司开始研究区块链技术。区块链也因去中心化,不可篡改,安全可信等诸多特性被应用于金融,溯源,物联网,电子公证等诸多领域。共识机制作为区块链技术的核心,直接... 详细信息

随着数字货币的兴起,区块链技术也得到了飞速的发展,大量的学者和金融科技公司开始研究区块链技术。区块链也因去中心化,不可篡改,安全可信等诸多特性被应用于金融,溯源,物联网,电子公证等诸多领域。共识机制作为区块链技术的核心,直接关系到系统的吞吐量、交易的延迟、容错性和应用场景。因此如何设计一个安全、高性能的共识机制成了区块链发展的难点。本文对目前主流的几种共识算法进行了系统的分析,发现RAFT和PAXOS算法吞吐量高,时延低,但他们都是基于非拜占庭错误设计的,不适合区块链环境;POW和POS算法的安全基础是大量的算力和较长的时延,这就决定了这两个算法必然是高能耗,高延迟的;DPOS算法依赖权益保证安全,因此它必须发币创造权益,而在实际应用中发币非但不必要,甚至会引起一些金融攻击;PBFT算法性能优越、安全性高,但是该算法直接应用于区块链会出现一些问题(1)扩展性差,节点想要加入或退出网络必须重启系统。(2)算法的通信复杂度高。本文在系统地分析了上述共识算法的原理后,对PBFT算法进行了改进,提出了适用于联盟链环境的共识算法,IPBFT。针对PBFT算法中通信复杂度高的问题,在IPBFT中,我们引入了协调节点,将原来两节点之间互换消息变为了节点先将消息发给协调节点进行验证,协调节点验证通过后再发给其他节点,从而减少了通信量;针对原来算法扩展性差的问题,新算法引入了节点加入、退出、恢复协议,使得节点可以自由地出入网络;针对原来算法中错误节点反复作恶的情况,新算法还增加了错误节点清除协议和信誉积分机制,以及时剔除错误节点,提高系统稳定性。因此,相对于PBFT,改进的算法有以下优势:(a)扩展性好,通过对节点加入或退出进行共识验证,使得节点可以动态地参与到网络中。(b)通信复杂度低,在每轮共识中,随机选择一个协调节点参与到共识中,通过主节点与协调节点的配合,可将通信复杂度大大降低。(c)系统稳定性高,新算法引入了信誉积分机制和错误节点清除协议,适时的清除了错误节点,避免了错误节点二次作恶。最后,本文设计了简易的区块链系统,并对IPBFT算法的性能和功能进行了测试。实验结果表明,IPBFT算法在通信复杂度,延迟等方面都优于PBFT算法,也更适合区块链环境。

关键词：区块链共识机制联盟链拜占庭容错实用拜占庭容错算法

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基于实用拜占庭容错算法的区块链共识机制优化技术研究

基于实用拜占庭容错算法的区块链共识机制优化技术研究

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作者：周昌慧南京理工大学

学位级别：硕士

实用拜占庭容错(PBFT)算法具备在存在恶意节点的网络环境下实现强一致性的能力,是目前联盟链的主流共识算法。但PBFT算法的主节点选取方式存在安全隐患,并且算法流程中的多次全节点通信带来可扩展性差,通信开销大,共识效率低等问题。因... 详细信息

实用拜占庭容错(PBFT)算法具备在存在恶意节点的网络环境下实现强一致性的能力,是目前联盟链的主流共识算法。但PBFT算法的主节点选取方式存在安全隐患,并且算法流程中的多次全节点通信带来可扩展性差,通信开销大,共识效率低等问题。因此,本文围绕“共识机制优化”这一主题,针对PBFT算法存在的问题展开研究,主要做了以下工作:1)本文分析了PBFT算法的算法流程和安全性机制,结合该算法在当前较为成熟的联盟链项目Hyperledger Fabric中的实际使用方式,揭示该算法在主节点选取、请求服务和全节点通信三个方面存在的问题和影响。2)本文提出了一种基于算力证明的主节点选举算法模型。本文通过仿真实验证明了该算法能够选出综合能力强的主节点,并且具备不可预测性和灵活的去中心化能力。该算法能够解决PBFT算法在主节点选取方式方面存在的问题,提高区块链网络的稳定性和安全性,满足更高要求的应用场景的需求。3)本文分析了现有的基于分治思路的改进PBFT算法,验证了分治方案在性能提升方面的有效性,揭示了分治方案存在的安全性问题。针对该问题,本文提出了一种基于信任累积的核心区共识算法。本文通过仿真实验证明了该算法在性能和可扩展性方面优于实用拜占庭容错算法,并且具备与实用拜占庭容错算法相近的安全性。

关键词：区块链共识算法实用拜占庭容错算法共识机制优化

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基于改进实用拜占庭容错算法的认证信息共享技术

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信息工程大学学报 2021年第5期22卷 571-576页

作者：牛建林任志宇信息工程大学河南郑州450001

在跨域认证过程中,区块链技术的应用提高了系统的安全性和稳定性,但同时影响了认证信息的共享效率。针对认证信息共享速率较慢的问题,提出基于改进实用拜占庭容错算法的认证信息共享技术。首先,在算法中加入投票环节,提高了主节点的可靠... 详细信息

在跨域认证过程中,区块链技术的应用提高了系统的安全性和稳定性,但同时影响了认证信息的共享效率。针对认证信息共享速率较慢的问题,提出基于改进实用拜占庭容错算法的认证信息共享技术。首先,在算法中加入投票环节,提高了主节点的可靠性;其次,加入对服务质量敏感的信用评价机制,提升服务质量;最后,针对身份认证信息的共享需求对共识阶段做了进一步优化。仿真实验表明,该技术具有较好的拜占庭适应性和较低的通信开销。

关键词：实用拜占庭容错算法认证信息共享共识机制区块链

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基于动态信任值的实用拜占庭容错算法的优化

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华北理工大学学报（自然科学版） 2023年第1期45卷 99-108页

作者：阎红灿窦桂梅陈子昂谷建涛华北理工大学理学院河北唐山063210 河北省数据科学与应用重点实验室河北唐山063210

针对实用拜占庭容错(PBFT)共识机制中存在的拜占庭节点和主节点选取简单的问题,提出了一种基于动态信任值的实用拜占庭容错算法的优化方案。首先根据节点历史行为,对节点进行信任值初始化;然后构建信任模型,并在信任模型中引入时间影响... 详细信息

针对实用拜占庭容错(PBFT)共识机制中存在的拜占庭节点和主节点选取简单的问题,提出了一种基于动态信任值的实用拜占庭容错算法的优化方案。首先根据节点历史行为,对节点进行信任值初始化;然后构建信任模型,并在信任模型中引入时间影响因子,根据时间远近,对节点进行信任值评价;最后引入分级机制,根据信任值结果,将节点分为共识组和拜占庭节点组,共识组节点参与下一轮共识;优化主节点选择方法,选择信任值最高的节点为主节点。通过实验对比表明,改进后的PBFT-TV算法较于PBFT算法在公平性、安全性、容错性、共识效率等方面有一定提升,并降低了通信复杂度。

关键词：信任评价模型实用拜占庭容错算法信任值共识机制

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基于通信时延分组的改进实用拜占庭容错算法

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浙江科技学院学报 2023年第1期35卷 48-54,88页

作者：邵楠陈善圣陈宁浙江科技学院机械与能源工程学院杭州310023

【目的】为解决实用拜占庭容错算法(practical Byzantine fault-tolerant algorithm, PBFT)通信复杂度高、共识时延高等不足,提出节点间通信时延分组的改进实用拜占庭容错算法(grouping PBFT,GPBFT)。【方法】首先将区块链系统节点进行... 详细信息

【目的】为解决实用拜占庭容错算法(practical Byzantine fault-tolerant algorithm, PBFT)通信复杂度高、共识时延高等不足,提出节点间通信时延分组的改进实用拜占庭容错算法(grouping PBFT,GPBFT)。【方法】首先将区块链系统节点进行分组,依据最少网络通信次数确定分组数;然后计算各组节点间平均通信时延进行组内节点筛选,确定组内节点数;最后以共识成功率、失败率和节点历史行为评估参数为变量计算节点信誉值,监督节点共识行为,减少异常节点的参与。【结果】通过基于Hyperledger Fabric平台的区块链系统进行仿真试验,结果表明:与PBFT相比,GPBFT平均时延降低57.86%、平均吞吐量提高55.04%,通信复杂度数量级由平方级降低为对数级。【结论】GPBFT可满足多节点场景下区块链复杂通信的高时效性需求,解决了行业区块链系统大规模节点的需求问题。

关键词：区块链共识算法实用拜占庭容错算法信誉评分

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基于信任和分组的区块链实用拜占庭容错共识算法研究

基于信任和分组的区块链实用拜占庭容错共识算法研究

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作者：翟浩男烟台大学

学位级别：硕士

作为典型的分布式系统,区块链的稳定运行得益于共识机制。实用拜占庭容错算法已经成功解决了拜占庭节点影响系统共识的问题,在联盟链中被广泛使用。然而,当实用拜占庭容错算法实际应用于区块链中会带来很多问题,例如当节点规模增大时,... 详细信息

作为典型的分布式系统,区块链的稳定运行得益于共识机制。实用拜占庭容错算法已经成功解决了拜占庭节点影响系统共识的问题,在联盟链中被广泛使用。然而,当实用拜占庭容错算法实际应用于区块链中会带来很多问题,例如当节点规模增大时,共识效率会大幅度下降;节点之间复杂的消息交互和多阶段的共识过程导致通信复杂度较高等。本文对实用拜占庭容错算法的原理进行了系统分析,并提出了两种改进方案,主要研究内容如下: (1)提出了一种基于信任值和动态分组的实用拜占庭容错算法。该算法的目标是完善信任评估机制和主节点选举方案,且在节点数量较多的情况下保证共识效率。首先,根据系统静态评估和节点间的动态评价设计信任评估机制,旨在降低拜占庭节点对共识的潜在影响;其次,改进主节点选举方案,降低拜占庭节点当选为主节点的可能性;然后,通过设计的基于信任优先和哈希取模的分组算法将节点存放在相应的分组中;最后,通过简化共识流程以减少节点通信次数,从而解决了节点规模增大时共识效率大幅度降低的问题。实验结果表明,该算法能有效减少通信开销,降低共识时延,并提高系统吞吐量。 (2)提出了一种基于随机平均分组和双信任的实用拜占庭容错算法,解决实用拜占庭容错算法缺少分组检测机制和分组负载均衡的问题。首先,该方法为节点引入双重信任属性,即信任和可信度,信任用于确定节点所分配的分组,可信度用于检测分组的均衡性;其次,设计随机平均分组算法,将节点均匀分配到不同的分组中,实现分组负载均衡;然后,将传统共识流程改进为组内共识和组间共识的双层共识,确保共识的准确性;最后,提出了基于节点计算资源、网络带宽和存储容量的奖励函数,正确参与共识的节点可以周期性获得代币作为奖励。通过实验对比,该算法的吞吐量、时延和通信开销均优于其余多种对比算法。

关键词：区块链共识算法实用拜占庭容错算法信任评估机制随机平均分组

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基于信誉值的实用拜占庭容错改进算法研究

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现代信息科技 2022年第10期6卷 16-20页

作者：王启河华北电力大学控制与计算机工程学院河北保定071003

共识问题是区块链中的核心问题,针对联盟链常用的实用拜占庭容错算法(PBFT)中主节点选取随意、网络通信量大、公平性较低等问题,提出一种基于信誉值的PBFT改进算法。首先改变信誉值主节点选取方式,然后优化共识流程,节点的累计信誉作为... 详细信息

共识问题是区块链中的核心问题,针对联盟链常用的实用拜占庭容错算法(PBFT)中主节点选取随意、网络通信量大、公平性较低等问题,提出一种基于信誉值的PBFT改进算法。首先改变信誉值主节点选取方式,然后优化共识流程,节点的累计信誉作为判断达成共识的条件。达成共识时没有参与共识过程的节点或恶意节点的信誉值降低,降低的信誉值均分给成功参与共识的节点。经过多次共识后,故障或恶意节点对共识的影响变小,提高了算法的公平性。

关键词：联盟链实用拜占庭容错算法共识机制信誉值公平性

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面向车联网数据传输可靠性的共识机制研究

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沈阳理工大学学报 2025年第3期44卷 60-66页

作者：王琼惠张文波沈阳理工大学信息科学与工程学院沈阳110159

车联网环境中数据传输量呈指数增加,路况信息复杂多变,由此导致的数据传输可靠性问题愈发严重。确保车联网内各个车辆节点传输数据的统一性是应对问题的关键,而共识机制研究则是实现该目标的重要途径。针对上述问题,基于实用拜占庭容错(... 详细信息

车联网环境中数据传输量呈指数增加,路况信息复杂多变,由此导致的数据传输可靠性问题愈发严重。确保车联网内各个车辆节点传输数据的统一性是应对问题的关键,而共识机制研究则是实现该目标的重要途径。针对上述问题,基于实用拜占庭容错(practical Byzantine fault tolerance,PBFT)共识算法提出一种基于信誉的R-PBFT共识机制:对车辆节点提出基于直接交互值和推荐交互值的全局信誉评分机制;设置安全信誉阈值,通过信誉值比较将车辆节点分类为候选节点集和普通节点集;通过随机数生成器在候选节点集中随机选取一车辆节点作为本轮共识的代理节点,负责打包并生成区块提案;通过奖惩机制对本轮共识过程中车辆节点的行为予以信誉奖惩并更新节点全局信誉值。实验结果表明,相较PBFT,R-PBFT共识算法兼顾了时延和可靠性的优化,不仅在高密度和高恶意节点比例的环境下表现出较好的扩展性,而且在共识过程中提高了数据传输的可靠性。

关键词：车联网实用拜占庭容错算法信誉值区块链

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