基于随机数的区块链共识机制

吉林大学学报(信息科学版) ›› 2023, Vol. 41 ›› Issue (2): 292-298.

基于随机数的区块链共识机制

赵剑^a,b , 强文倩^a,b , 安天博a , 匡哲君^a,b , 徐大伟^a , 史丽娟^c

(长春大学 a. 网络安全学院; b. 计算机科学技术学院; c. 电子信息工程学院, 长春 130022)

收稿日期:2022-07-23 出版日期:2023-04-13 发布日期:2023-04-16
通讯作者: 匡哲君(1984— ), 男, 南昌人, 长春大学讲师, 博士, 主要从事数据挖掘、大数据分析、人工智能和机器学习等研究, (Tel)86-18946643881(E-mail)kuangzhejun@ ccu. edu. cn
作者简介:赵剑(1980— ), 男, 长春人, 长春大学教授, 博士, 主要从事网络空间安全、大数据分析与可视化、人机交互及人工智能研究, (Tel)86-17767799007(E-mail)zhaojian@ ccu. edu. cn
基金资助:
国家自然科学基金资助项目 ( 61502052 ); 吉林省科技计划基金资助项目 ( 20200301054RQ; 20200601004JC; 20180101047JC)

Block Chain Consensus Mechanism Based on Random Numbers

ZHAO Jian ^a,b, QIANG Wenqian ^a,b , AN Tianbo ^a , KUANG Zhejun^a,b , XU Dawei ^a, SHI Lijuan ^c

(a. School of Network Security; b. School of Computer Science and Technology; c. School of Electronic Information Engineering, Changchun University, Changchun 130022, China)

Received:2022-07-23 Online:2023-04-13 Published:2023-04-16

摘要/Abstract

摘要： 传统共识机制中所有背书节点参与背书, 时间消耗量大, 并且存在伪造及操控共识过程的可能性问题, 安全性较低。为此, 基于可验证随机函数在背书节点候选集中随机抽取背书节点进行背书操作, 其他背书节点等候其他交易执行时被随机选举, 这种随机方式使背书的过程可以并行化, 能有效提升处理效率, 减少共识机制的处理时间。基于数学性能分析以及构建 Hyperledger fabric 模型进行实验验证, 结果表明优化后的共识机制交易处理速度更快, 延迟时间更低, 安全性更高。

关键词: , 区块链, 可验证随机函数, 共识机制, 随机性

Abstract: The improvement of consensus mechanism is a key research content in the development process of blockchain technology. In the traditional consensus mechanism, all endorsement nodes participate in endorsement, which consumes a lot of time, and has the possibility of forging and manipulating the consensus process with low security. Based on the verifiable random function, the endorsement nodes in the candidate set of endorsement nodes for trading and any endorsement node for endorsement operation are randomly selected which can effectively improve the processing efficiency and reduce the processing time of the consensus mechanism. Based on theoretical analysis and experimental verification of Hyperledger fabric model, the results show that the optimized consensus mechanism has faster transaction processing speed, lower delay time and higher security.

Key words: blockchain, verifiable random function, consensus mechanism, randomness

中图分类号:

TP39

赵剑 , 强文倩 , 安天博 , 匡哲君 , 徐大伟 , 史丽娟. 基于随机数的区块链共识机制[J]. 吉林大学学报(信息科学版), 2023, 41(2): 292-298.

ZHAO Jian, QIANG Wenqian , AN Tianbo , KUANG Zhejun , XU Dawei , SHI Lijuan . Block Chain Consensus Mechanism Based on Random Numbers [J]. Journal of Jilin University (Information Science Edition), 2023, 41(2): 292-298.

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