基于路径存储表的Hashgraph共识算法优化与实现

1

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于信誉度的Hashgraph共识算法 被引量：9

2

作者 周艺华 贾立圆 +1 位作者 贾玉欣 杨宇光 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2021年第9期2590-2593,2599,共5页

针对Hashgraph中存在的共识过程复杂,稳定性差,系统受节点活跃度、处理能力、带宽等因素影响大等问题,提出了一种基于信誉度的Hashgraph共识算法。首先,该算法创建了信誉度模型,并将其和奖励机制结合,规范节点行为的同时激励节点积极参... 针对Hashgraph中存在的共识过程复杂,稳定性差,系统受节点活跃度、处理能力、带宽等因素影响大等问题,提出了一种基于信誉度的Hashgraph共识算法。首先,该算法创建了信誉度模型,并将其和奖励机制结合,规范节点行为的同时激励节点积极参与数据同步与共识。其次,引入领导人优化共识过程,将虚拟投票中的投票、收集票数、确认事件三个步骤缩减为选择领导人、确认事件两个步骤,缩短了交易完成确认的时间。最后,为保证领导人节点的安全性和公平性,设计了基于信誉度的领导人选择算法,实现了领导人节点的不可预测性以抵抗拜占庭节点对领导人节点的提前攻击。实验及安全性分析表明,该算法有效降低了系统对节点的依赖性,具有系统稳定性强、共识效率高、安全性强等优点。 展开更多

关键词 有向无环图 区块链 hashgraph 信誉度 共识算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于HashGraph的车联网分布式信任机制研究和实现

3

作者 李原帅 曹利 张迪 《计算机时代》 2023年第10期22-26,31,共6页

针对车联网恶意节点攻击的多样性和不确定性,提出一种基于区块链3.0的分布式信任机制。设计了一种信任计算模型,在结合HashGraph区块链分布式架构的基础上,利用智能合约的自主性,完成车辆信任值的自动计算。同时,为适应车联网应用环境... 针对车联网恶意节点攻击的多样性和不确定性,提出一种基于区块链3.0的分布式信任机制。设计了一种信任计算模型,在结合HashGraph区块链分布式架构的基础上,利用智能合约的自主性,完成车辆信任值的自动计算。同时,为适应车联网应用环境的实时性要求,设计了高效无时延的Follower共识算法。实验和数据分析表明,该方案既可准确高效地评估车辆传输消息的真实性,又可快速判别车辆节点的可信度,抵御复杂多变的恶意节点攻击。 展开更多

关键词 车联网 信任机制 hashgraph(哈希图) 智能合约 共识机制

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种基于HashGraph的NoSQL型分布式存储因果一致性模型 被引量：4

4

作者 田俊峰 王彦骉 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2020年第12期2703-2716,共14页

分布式环境中的数据因果一致性指的是对具有因果依赖性的数据进行更新时,须同步更新其他分布式副本中的依赖性元数据,同时满足较高的可用性和性能需求.为解决现有成果中更新可见延迟较高的问题,在数据中心稳定向量的基础上,结合混合逻... 分布式环境中的数据因果一致性指的是对具有因果依赖性的数据进行更新时,须同步更新其他分布式副本中的依赖性元数据,同时满足较高的可用性和性能需求.为解决现有成果中更新可见延迟较高的问题,在数据中心稳定向量的基础上,结合混合逻辑时钟和HashGraph原理,提出了Causal-Pdh模型.使用部分向量和校验值作为消息签名代替了所有向量,并且借鉴HashGraph的原理,改进了各个数据中心同步最新条目的过程,各个父节点随机与其他父节点同步最新状态,从而降低了虚拟投票所使用的时间.最后通过实验验证了Causal-Pdh模型不仅没有影响客户端的吞吐量,而且在时钟偏移较严重时降低了20.85%的用户PUT等待延迟,在系统中存在查询放大的情况时,PUT响应时间降低了23.27%. 展开更多

关键词 数据一致性 因果一致性 分布式存储 Hash图 混合逻辑时钟

在线阅读 下载PDF 职称材料

区块链赋能的可信数据安全共享机制研究 被引量：1

5

作者 王宇 《现代商贸工业》 2024年第19期46-48,共3页

随着数字化转型的加速,数据安全和隐私保护成为了全球范围内的关键议题。区块链技术,以其去中心化、不可篡改及透明性的特性,为解决这些挑战提供了新的可能性。本文系统地研究了区块链技术在数据共享中的应用,通过对数据共享现状的研究... 随着数字化转型的加速,数据安全和隐私保护成为了全球范围内的关键议题。区块链技术,以其去中心化、不可篡改及透明性的特性,为解决这些挑战提供了新的可能性。本文系统地研究了区块链技术在数据共享中的应用,通过对数据共享现状的研究,提出了一种基于Hashgraph区块链平台的可信数据安全共享机制,通过对数据交易中心架构的设计,使得该平台具备高可靠、可信和安全的共识机制的特性,实现了高可控且可信共享数据业务场景,促进我国数据管理共享技术的自主可控发展。 展开更多

关键词 区块链 可信数据 hashgraph 共享机制

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于区块链的冷链物流数据共享机制研究 被引量：3

6

作者 王宇 刘艳峰 《价值工程》 2024年第11期165-168,共4页

冷链物流行业当前面临着多重挑战,诸如透明度不足、无纸化流程效率偏低以及供应链各方之间信任管理的难题等。本研究深入探讨了区块链技术在冷链物流领域的研究背景与当前应用情况。通过分析冷链物流中的数据共享现状,本文创新性地提出... 冷链物流行业当前面临着多重挑战,诸如透明度不足、无纸化流程效率偏低以及供应链各方之间信任管理的难题等。本研究深入探讨了区块链技术在冷链物流领域的研究背景与当前应用情况。通过分析冷链物流中的数据共享现状,本文创新性地提出了一种基于Hashgraph区块链平台的冷链物流数据共享机制,并设计了数据交易中心架构。同时,充分利用该平台Gossip协议的高效、安全及公平共识机制特性,成功实现了高效且可信的冷链物流间数据共享业务场景,从而有力推动了我国冷链物流企业的数字化转型进程。 展开更多

关键词 冷链物流 区块链 数据共享 哈希图

在线阅读 下载PDF 职称材料

具有可信约束的分布式存储因果一致性模型 被引量：2

7

作者 田俊峰 张俊涛 王彦骉 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期145-157,共13页

目前,关于分布式存储因果一致性的研究领域中鲜有考虑安全风险的成熟方案。在混合逻辑时钟和HashGraph的基础上,结合可信云平台中的可信云联盟技术,提出了具有可信约束的分布式存储因果一致性模型(CCT模型)。CCT模型在客户端、服务端分... 目前,关于分布式存储因果一致性的研究领域中鲜有考虑安全风险的成熟方案。在混合逻辑时钟和HashGraph的基础上,结合可信云平台中的可信云联盟技术,提出了具有可信约束的分布式存储因果一致性模型(CCT模型)。CCT模型在客户端、服务端分别设计了身份认证和一致性数据可信校验机制,并对云存储集群中数据副本之间同步数据的过程进行了安全约束。通过仿真实验验证,CCT模型在造成了较小性能开销的前提下,能对客户端和服务端中身份签名伪造、非法第三方等安全风险进行识别并验证,为系统提供可信约束。 展开更多

关键词 分布式存储 因果一致性 可信约束 混合逻辑时钟 hashgraph

在线阅读 下载PDF 职称材料

分布式账本技术的发展历程研究综述 被引量：7

8

作者 王嘉瑶 王婷 +1 位作者 袁文亮 朱俊武 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2023年第3期641-648,共8页

物联网、人工智能、大数据等众多领域缺乏量身定制的安全隐私技术保障,基于分布式账本技术(DLT)的系统作为一种分散的数据管理方法可以很好地满足其安全需求,因此基于分布式账本技术的系统层出不穷。为了帮助后续的研究者更全面快速地... 物联网、人工智能、大数据等众多领域缺乏量身定制的安全隐私技术保障,基于分布式账本技术(DLT)的系统作为一种分散的数据管理方法可以很好地满足其安全需求,因此基于分布式账本技术的系统层出不穷。为了帮助后续的研究者更全面快速地了解分布式账本技术,梳理了近年来基于分布式账本的研究成果,分别从数据结构、技术原理、共识机制和性能等多个角度对区块链进行深入分析,并且基于当前研究现状详细比较分析了分布式账本技术的一些最新进展,如哈希图(Hashgraph)、全链(Holochain)和初链(Truechain)等。最后总结了该领域未来的发展前景。 展开更多

关键词 区块链 分布式账本 共识机制 哈希图 全链 初链

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于哈希图的虚拟机实时迁移方法 被引量：4

9

作者 田俊峰 屈雪晴 +1 位作者 何欣枫 李珍 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期712-719,共8页

跨广域网的虚拟机实时迁移是多数据中心云计算环境的重要技术支撑。当前跨广域网的虚拟机实时迁移受到带宽小和无共享存储的限制而面临着技术挑战,如镜像数据迁移的安全性和一致性问题。为此,该文提出基于哈希图(HashGraph)的跨数据中... 跨广域网的虚拟机实时迁移是多数据中心云计算环境的重要技术支撑。当前跨广域网的虚拟机实时迁移受到带宽小和无共享存储的限制而面临着技术挑战,如镜像数据迁移的安全性和一致性问题。为此,该文提出基于哈希图(HashGraph)的跨数据中心虚拟机实时迁移方法,运用去中心化的思想,实现数据中心之间可靠和高效的镜像信息分布式共享。通过HashGraph中Merkle DAG存储结构,改善了重复数据删除在跨数据中心迁移虚拟机镜像时的缺陷。与现有方法相比,该文方法缩短了总迁移时间。 展开更多

关键词 云计算 虚拟机实时迁移 跨数据中心 哈希图 重复数据删除 3层镜像结构

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于哈希图的建筑物联网数据管理方法 被引量：3

10

作者 王旭 申玉民 +2 位作者 熊晓芸 李鹏 王金龙 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2022年第8期2471-2480,共10页

针对区块链应用于建筑物联网场景时存在的吞吐量严重不足和响应时延高的问题,提出一种基于哈希图的建筑物联网数据管理方法。该方法使用有向无环图(DAG)存储数据,从而利用图式结构的高并发特性提高区块链的吞吐量性能;引入哈希图算法对... 针对区块链应用于建筑物联网场景时存在的吞吐量严重不足和响应时延高的问题,提出一种基于哈希图的建筑物联网数据管理方法。该方法使用有向无环图(DAG)存储数据,从而利用图式结构的高并发特性提高区块链的吞吐量性能;引入哈希图算法对存储在DAG内的数据达成共识,从而减少共识所需时间;设计智能合约实现访问权限控制,以防止未授权用户对数据的操作。使用区块链性能测试工具Caliper进行的性能测试的结果表明:在由32个节点构成的中等规模仿真环境下,与现有边缘计算方法和跨链方法相比,所提方法的吞吐量为每秒处理1063.1笔交易,分别为对比方法吞吐量的6倍和3倍;该方法的数据存储时延和控制时延分别为4.57 s和4.92 s,响应速度优于对比方法;该方法在尖峰冲击测试中的交易成功率为87.4%;同时基于该方法的原型系统在稳定性测试中可以平稳运行120 h。可见,所提方法可以有效提高区块链的交易吞吐量和响应速度,满足建筑物联网场景的实际使用需求。 展开更多

关键词 区块链 建筑物联网 哈希图 数据管理 有向无环图

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种基于哈希图的移动自组网区块链模型

11

作者 宫在为 黄建华 +2 位作者 顾彬 宁宇豪 张文韬 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2023年第9期2582-2589,共8页

针对移动自组网存在的网络覆盖范围有限、连接不稳定、节点协同时易遭受恶意攻击等问题,结合区块链技术增加数据的安全性与完整性,提出一种基于哈希图的移动自组网区块链模型。首先,提出一种分簇算法,将节点划分为不同的簇,选举簇首统... 针对移动自组网存在的网络覆盖范围有限、连接不稳定、节点协同时易遭受恶意攻击等问题,结合区块链技术增加数据的安全性与完整性,提出一种基于哈希图的移动自组网区块链模型。首先,提出一种分簇算法,将节点划分为不同的簇,选举簇首统计簇内节点数量,并写入事件中进行传播,以保证共识的顺利进行;其次,对Gossip协议进行优化,提出FS-Gossip(fast spreading Gossip)协议,减少邻居节点选择的盲目性,提高传播效率,增大新入簇节点的检测速度;最后,改进哈希图中复杂的共识计算,并提出一种基于簇首优先的传播机制,在簇内节点应用轻量级共识与传播机制,以加快事件确认速度,降低时延,提升吞吐量。仿真实验结果验证了模型在时延、吞吐量与传播效率方面的优势。 展开更多

关键词 区块链 MANETS 哈希图 GOSSIP协议 分簇

在线阅读 下载PDF 职称材料