基于投票机制的拜占庭容错共识算法 被引量：20

1

作者 王海勇 郭凯璇 潘启青 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2019年第6期1766-1771,共6页

针对现有的区块链中实用拜占庭容错(PBFT)共识算法、基于动态授权的拜占庭容错(DDBFT)共识算法、联盟拜占庭容错(CBFT)共识算法普遍存在能耗高、效率低、扩展性差等问题,通过引入投票机制,提出了基于投票机制的拜占庭容错(VPBFT)共识算... 针对现有的区块链中实用拜占庭容错(PBFT)共识算法、基于动态授权的拜占庭容错(DDBFT)共识算法、联盟拜占庭容错(CBFT)共识算法普遍存在能耗高、效率低、扩展性差等问题,通过引入投票机制,提出了基于投票机制的拜占庭容错(VPBFT)共识算法。首先,以PBFT算法为基础,将网络中的节点划分为四类具有不同职责的节点。其次,算法中的投票节点具有投票和评分权,监督生产节点诚实可靠地生产数据块;生产有效的数据块的生产节点优先进入下一轮,候选节点能够被选为生产节点,而普通节点则能够成为投票节点或候选节点。最后,不同类型的节点之间具有一定的数量关系,能够在不同类型节点的数目或网络中的节点总数发生变化时动态调整参数,从而使得算法适应动态网络。通过性能仿真分析可知,VPBFT算法相较于PBFT、 DDBFT、CBFT等共识算法,具有低能耗、低时延、高容错性和高动态性。 展开更多

关键词 区块链 拜占庭容错 投票机制 共识算法 数据块

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联盟链中实用拜占庭容错算法的改进 被引量：9

2

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

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基于门限和环签名的抗自适应攻击拜占庭容错共识算法 被引量：6

3

作者 孙海锋 张文芳 +3 位作者 王小敏 马征 黄路非 李暄 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1471-1482,共12页

共识算法作为区块链底层关键技术,可解决决策权分散的分布式系统中的一致性难题.良好的共识算法可提升系统健壮性,但大多数方案在网络故障或主动攻击下存在鲁棒性不可控、活性表现差、可扩展性不足等问题.针对上述问题,提出一种抗自适... 共识算法作为区块链底层关键技术,可解决决策权分散的分布式系统中的一致性难题.良好的共识算法可提升系统健壮性,但大多数方案在网络故障或主动攻击下存在鲁棒性不可控、活性表现差、可扩展性不足等问题.针对上述问题,提出一种抗自适应攻击的健壮拜占庭容错共识算法(Robust Byzantine fault tolerance,RBFT).该算法利用环签名的无条件强匿名性构造排序选主算法,隐匿选举每一轮共识中的提案者,进而达到模糊敌手攻击对象、有效抵抗自适应攻击的目的.同时,通过在多轮投票中合成代表法定人数投票意愿的门限签名,将网络划分为众多最小连通性网络,以保证在最小连通性网络环境中实现低延迟、高鲁棒性的拜占庭容错共识算法.分析表明,系统在提升可扩展性、减少视图更换、降低签名验证开销的同时,能够有效保证系统活性. 展开更多

关键词 区块链 拜占庭容错 共识算法 自适应攻击 环签名 门限签名

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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：5

4

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

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面向无人机集群的双层分组拜占庭容错算法 被引量：5

5

作者 陈宇 贾连兴 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期96-103,共8页

针对区块链技术应用于无人机集群通信时存在的通信复杂度高、稳健性差等问题,提出了一种双层分组拜占庭容错算法。根据无人机的编队结果对节点进行分组,并从每组选取一部分高信誉节点组成委员会,其他节点作为共用节点,形成双层分组共识... 针对区块链技术应用于无人机集群通信时存在的通信复杂度高、稳健性差等问题,提出了一种双层分组拜占庭容错算法。根据无人机的编队结果对节点进行分组,并从每组选取一部分高信誉节点组成委员会,其他节点作为共用节点,形成双层分组共识结构。使用门限签名技术降低通信复杂度,仅通过委员会节点与其他分组节点通信,减少分组间通信次数,使平均通信时延大幅度减小。分层结构使主节点身份隐匿于委员会之中,降低了主节点被敌方自适应攻击的风险,提升了系统的稳健性。实验结果表明,所提算法相比于对比算法,共识过程的时延显著降低,同时能够有效保证系统的活性。 展开更多

关键词 无人机集群 拜占庭容错 共识算法 双层分组结构

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面向联盟链的共识算法研究

6

作者 姜玥 周璇 +1 位作者 张洁 董国庆 《西南民族大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第1期84-92,共9页

实用拜占庭容错算法(Practical Byzantine Fault Tolerance)广泛用于理论研究和实际生产中,但存在着选取主节点随机、缺乏惩罚机制等缺点.针对以上问题,(1)提出一种基于复杂网络角度的区块链共识算法,通过引入时间感知PageRank算法,建... 实用拜占庭容错算法(Practical Byzantine Fault Tolerance)广泛用于理论研究和实际生产中,但存在着选取主节点随机、缺乏惩罚机制等缺点.针对以上问题,(1)提出一种基于复杂网络角度的区块链共识算法,通过引入时间感知PageRank算法,建立区块链网络节点的影响力评分机制,并建立共识群组;(2)为了减少共识攻击的发生,建立节点惩罚机制,增加节点作恶的成本,有效提高攻击代价,降低攻击概率;(3)实验表明,基于时间感知PageRank的共识算法在扩展性和可靠性上高于实用拜占庭容错算法和基于信用分级的拜占庭容错算法(Credit-Layered Byzantine Fault Tolerance);在公平性和在延迟性方面,均取得良好效果. 展开更多

关键词 实用拜占庭容错算法 共识算法 惩罚机制

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基于分片DAG区块链的拜占庭容错共识改进算法

7

作者 李晓辉 刘晓炜 吕思婷 《北京邮电大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期105-110,共6页

物联网场景下,传统区块链存在扩展性不足、开销大、出块效率低等问题,引入有向无环图(DAG)的结构能够有效地提高区块链系统的并发程度,但也带来了网络负载严重和一致性难以达成等问题。针对以上问题,设计了一种结合网络分片方案的DAG区... 物联网场景下,传统区块链存在扩展性不足、开销大、出块效率低等问题,引入有向无环图(DAG)的结构能够有效地提高区块链系统的并发程度,但也带来了网络负载严重和一致性难以达成等问题。针对以上问题,设计了一种结合网络分片方案的DAG区块链模型,基于此,提出了一种改进的拜占庭容错共识算法。所提算法通过社区机制发现将网络中的节点划分为多个小组,每个小组中由信任积分机制筛选出候选节点,然后使用可验证随机函数筛选出主节点,并根据聚合签名方案改进共识流程。仿真实验结果表明,所提算法能够缩短交易延迟并有效地提高系统的吞吐量。 展开更多

关键词 区块链 有向无环图 网络分片 拜占庭容错共识

原文传递

CS-Raft:适用于联盟链的拜占庭容错共识算法

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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融合可验证随机函数和门限签名的拜占庭容错共识算法 被引量：4

9

作者 任永旺 段红军 +1 位作者 王振飞 王飞 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2022年第7期1484-1493,共10页

共识算法作为区块链底层的关键技术,可以解决分布式系统中由于节点分散而导致的共识难以达成的问题.现在联盟链中普遍使用的实用拜占庭容错共识算法,在准备阶段和提交阶段需要所有备份节点间互相交换信息,出现网络故障或者遭遇分布式拒... 共识算法作为区块链底层的关键技术,可以解决分布式系统中由于节点分散而导致的共识难以达成的问题.现在联盟链中普遍使用的实用拜占庭容错共识算法,在准备阶段和提交阶段需要所有备份节点间互相交换信息,出现网络故障或者遭遇分布式拒绝服务攻击的时候,会出现活性差、可扩展性不强、鲁棒性不足等问题.针对上述问题,本文以联盟链在高校学生信息存储和管理运用为背景,在实用拜占庭容错算法基础上,提出一种融合可验证随机函数和门限签名的拜占庭容错共识算法.算法利用可验证随机函数的随机特性和零知识证明的特性来构造匿名选主算法,达到隐藏主节点,模糊敌手攻击对象,增强抵抗网络自适应攻击的能力.同时通过基于代表法定人数投票意愿的门限签名机制,使备份节点只通过验证门限签名,就能确认共识达成,从而保证在高丢帧率的网络环境下,增加达成共识的概率,提升拜占庭容错共识算法的鲁棒性.实验分析表明,系统在f个节点宕机、网络数据发送成功率只有80%的情况下,达成共识的概率依然超过90%,在提高共识概率的同时,降低签名验证的次数,提升了可扩展性,有效保证了系统的活性. 展开更多

关键词 区块链 联盟链 拜占庭容错 共识算法 可验证随机函数 门限签名

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基于角色管理的实用拜占庭容错共识算法 被引量：3

10

作者 李腾 程哲 +1 位作者 贾东立 贾耀清 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2022年第2期237-243,共7页

针对目前存在的应用于联盟链的实用拜占庭容错(PBFT)共识算法扩展性差、能耗高、效率低和主节点选取方式简单的问题,提出一种基于角色管理的拜占庭容错(RPBFT)共识算法。首先,将系统中的节点划分为管理者、候选者和普通节点3类具有不同... 针对目前存在的应用于联盟链的实用拜占庭容错(PBFT)共识算法扩展性差、能耗高、效率低和主节点选取方式简单的问题,提出一种基于角色管理的拜占庭容错(RPBFT)共识算法。首先,将系统中的节点划分为管理者、候选者和普通节点3类具有不同职责的角色节点。其次,候选节点具有投票权,投票选举相应的候选节点为管理者;普通节点在满足条件后可以转化为候选节点。最后,通过奖励机制管理不同类型的角色节点之间的转化;不同角色节点的数量能够在网络节点总数发生变化时动态调整,使得算法可以适应动态网络。通过实验得出RPBFT共识算法具有高可靠性、低时延、低能耗和较好的扩展性。 展开更多

关键词 区块链 拜占庭容错 角色管理 共识算法 数据块

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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：2

11

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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基于信用模型的实用拜占庭容错共识算法

12

作者 周新祥 郑广海 《数字通信世界》 2023年第2期9-11,17,共4页

针对实用拜占庭容错(PBFT)算法主节点选取随机、存在频繁视图切换的问题,文章提出基于信用模型的拜占庭容错共识机制。根据节点行为奖惩信用值,划分节点等级,按照等级选取主节点,引入信用值回收机制,避免节点信用值过高产生马太效应。... 针对实用拜占庭容错(PBFT)算法主节点选取随机、存在频繁视图切换的问题,文章提出基于信用模型的拜占庭容错共识机制。根据节点行为奖惩信用值,划分节点等级,按照等级选取主节点,引入信用值回收机制,避免节点信用值过高产生马太效应。通过对比仿真实验分析,改进后的算法能够减少视图切换概率,降低时延,提高共识效率。 展开更多

关键词 实用拜占庭容错 信用模型 共识机制

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基于信誉和聚类的动态拜占庭容错算法

13

作者 巫光福 杨子 黄宝珠 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1046-1057,共12页

针对目前实用拜占庭容错共识算法主节点选取随意,节点加入或退出没有良好的响应机制以及节点较多时共识效率会降低等问题,提出了一种基于信誉和聚类的动态拜占庭容错算法。根据改进聚类算法将节点分为K个共识区域,提高了较多节点参与共... 针对目前实用拜占庭容错共识算法主节点选取随意,节点加入或退出没有良好的响应机制以及节点较多时共识效率会降低等问题,提出了一种基于信誉和聚类的动态拜占庭容错算法。根据改进聚类算法将节点分为K个共识区域,提高了较多节点参与共识时的效率;根据信誉评估算法中节点奖罚机制对节点的共识行为进行信誉值评估,然后根据高信誉值选取可靠代理节点,同时剔除信誉值较低的节点,降低了拜占庭节点成为主节点的概率。在节点分类过程中结合信誉评估算法,进行K个代理节点的选取,增加了系统的稳定性、安全性。实验仿真结果表明,所提算法与PBFT相比,具有节点动态加入和退出的功能,同时通信开销较小、交易时延较低、吞吐量较高,有较好的容错性和扩展性。 展开更多

关键词 区块链 拜占庭容错 信誉评估 K-medoids 共识算法

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基于积分机制的实用拜占庭容错算法优化

14

作者 郭天元 于瓅 黄金炜 《重庆科技学院学报（自然科学版）》 CAS 2023年第5期51-55,共5页

实用拜占庭容错(PBFT)算法是一种广泛应用于联盟链的共识算法,但也存在主节点选举随意、通信复杂度高和可扩展性差等问题。为此,对PBFT算法加以改进,提出一种结合积分机制的PBFT优化算法——OPBFT算法。首先,结合积分机制,基于节点在共... 实用拜占庭容错(PBFT)算法是一种广泛应用于联盟链的共识算法,但也存在主节点选举随意、通信复杂度高和可扩展性差等问题。为此,对PBFT算法加以改进,提出一种结合积分机制的PBFT优化算法——OPBFT算法。首先,结合积分机制,基于节点在共识过程中的表现对其进行评分;然后,根据节点积分随机选择主节点;最后,根据联盟链的环境对一致性协议进行优化,减少了一次全网广播的过程。实验结果表明,相较于PBFT算法,OPBFT算法在共识时延和吞吐量等方面有着更好的表现。 展开更多

关键词 区块链 拜占庭容错 共识算法 积分机制

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基于实用拜占庭容错算法的多能源交互主体共识机制 被引量：18

15

作者 王德文 王莉鑫 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期41-49,共9页

为充分利用可再生能源,实现局部消纳,多能源系统需要紧密融合与协同运行,形成有机整体。分析了能源供应侧、传输侧及需求侧三个层面多能源系统优化目标,指出了多能源系统协同优化中存在难以鉴别多元数据真伪及多能源主体信誉等问题。提... 为充分利用可再生能源,实现局部消纳,多能源系统需要紧密融合与协同运行,形成有机整体。分析了能源供应侧、传输侧及需求侧三个层面多能源系统优化目标,指出了多能源系统协同优化中存在难以鉴别多元数据真伪及多能源主体信誉等问题。提出了一种基于实用拜占庭容错(PBFT)算法的多能源交互主体共识方法,分别针对能源监管主体下和能源对等主体下的能源区块链网络,使多能源主体在不诚实和互不信任的情况下,均可达成有效共识。设计模拟了一个由多能源主体构成的区块链网络,实验测试结果表明,上述方法可保证多能源主体间的有效共识,多能源主体处理单请求的平均共识时间随着主体数量的增多而增加。另外,对共识吞吐量的测试结果表明,能源对等主体下的共识吞吐量大于能源监管主体下的共识吞吐量。 展开更多

关键词 多能源系统 协同优化 实用拜占庭容错 共识机制 区块链

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基于信誉投票的PBFT改进方案 被引量：13

16

作者 涂园超 陈玉玲 +2 位作者 李涛 任晓军 卿欣艺 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期79-89,共11页

区块链作为一种去中心化、防篡改的分布式账本,其性能从根本上受共识机制效率的影响。实用拜占庭容错算法以视图切换随机选取主节点的方式会导致安全问题,且在节点较多时共识效率变低。针对这两个问题,提出了基于信誉投票的PBFT改进方... 区块链作为一种去中心化、防篡改的分布式账本,其性能从根本上受共识机制效率的影响。实用拜占庭容错算法以视图切换随机选取主节点的方式会导致安全问题,且在节点较多时共识效率变低。针对这两个问题,提出了基于信誉投票的PBFT改进方案。根据节点划分机制评估节点的可靠性,动态地选取高信誉值节点来参与共识,降低恶意节点成为共识节点的概率,增加系统的安全性;根据节点状态转移机制转换节点的角色,维持系统的正确运行,提高系统的稳定性。将所提方案与PBFT方案进行对比实验的结果表明:在系统长期运行中,所提方案能减少共识过程中的拜占庭节点和通信开销,提高容错率和吞吐量。 展开更多

关键词 区块链 实用拜占庭容错 共识机制 信誉积分 投票选举

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基于信任委托的区块链分层共识优化 被引量：10

17

作者 段靓 吕鑫 刘凡 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期120-130,136,共12页

联盟链是政府和企业构建行业应用首选的区块链方案,但其核心共识协议实用拜占庭容错(PBFT)机制存在扩展性问题。采用分片技术和代理人节点可以有效降低共识消息复杂度,其中代理人在选举方式、改进和干预协议过程等是当前的主要研究方向... 联盟链是政府和企业构建行业应用首选的区块链方案,但其核心共识协议实用拜占庭容错(PBFT)机制存在扩展性问题。采用分片技术和代理人节点可以有效降低共识消息复杂度,其中代理人在选举方式、改进和干预协议过程等是当前的主要研究方向。基于此,提出一种分层共识优化机制TDH-PBFT,将共识节点划分为互相独立的组,对组内节点间共识过程的行为进行评价得到节点信任度,根据信任度选举出委托代理人参与局部和全局共识,并证明TDH-PBFT共识机制的完备性。实验结果表明,当节点数量增大时,该算法可以有效减少共识时间,提升系统吞吐量,保障共识服务质量。 展开更多

关键词 区块链 共识协议 实用拜占庭容错机制 分层共识 联盟链

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基于多区块链结构的综合能源系统调度构架 被引量：8

18

作者 黄伟 左欣雅 刘弋铭 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2021年第23期12-20,共9页

综合能源系统(IES)调度中存在难以维护供能主体隐私、难以辨别数据真伪、安全性和可靠性低等问题。文中利用分散式调度方法和区块链中分布式数据存储、智能合约、共识机制、多链扩容和加密技术,提出了包括迭代链、终值链以及数据层、网... 综合能源系统(IES)调度中存在难以维护供能主体隐私、难以辨别数据真伪、安全性和可靠性低等问题。文中利用分散式调度方法和区块链中分布式数据存储、智能合约、共识机制、多链扩容和加密技术,提出了包括迭代链、终值链以及数据层、网络层、合约层、共识层、应用层的IES调度构架。该构架以数据层为基础,采用无向联通结构建立主体间的通信网络;在合约层封装基于拉格朗日乘子法的分散式调度模型;在共识层,针对分散式调度的数据一致性,迭代链和终值链分别应用一致性协议算法和拜占庭容错共识机制。算例验证结果表明,所提IES调度构架基于少量通信数据可有效运行,能够防止主体背叛、削弱服务器宕机的影响,提高了IES调度的隐私性、安全性和可靠性。 展开更多

关键词 综合能源系统 分散式调度 区块链 多链扩容 一致性协议 拜占庭容错共识机制

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检测型的联盟区块链共识算法d-PBFT 被引量：6

19

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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一种可应用于联盟链的拜占庭容错混合共识机制 被引量：5

20

作者 周炜 袁晓伟 +5 位作者 魏志强 翟翌立 王超 杜丙瑜 朱文印 王金龙 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期92-100,共9页

拜占庭容错(BFT)在提供分布式系统的可靠性方面将变得越来越重要,其中实用性拜占庭容错(PBFT)是目前用的最佳算法之一,但是面对具有众多节点的分布式系统,PBFT并不令人满意。由于PBFT共识失败率接近1/3,共识失败率较高会造成主节点切换... 拜占庭容错(BFT)在提供分布式系统的可靠性方面将变得越来越重要,其中实用性拜占庭容错(PBFT)是目前用的最佳算法之一,但是面对具有众多节点的分布式系统,PBFT并不令人满意。由于PBFT共识失败率接近1/3,共识失败率较高会造成主节点切换频繁,拖慢共识效率,概率分组算法降低了共识失败率,从而提高了共识效率。为了防止拜占庭节点串通攻击分组,基于可验证随机函数VRF抽签方式让拜占庭节点无法预判分组,进一步提高共识安全性。混合共识机制组内采用拜占庭容错chain-raft加快共识效率,组间采用PBFT保证对现有PBFT共识的兼容性。本文提出的共识机制在16个节点分为四组的情况下消息复杂度比PBFT降低了92%,吞吐量是PBFT的3.6倍。 展开更多

关键词 实用拜占庭容错 联盟链 分组混合共识 概率分组 随机分组

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