针对BDLS(Blockchain version of DLS)共识算法在含有大量节点且具有层次结构的系统中共识效率低下的问题,提出一种基于BDLS的区块链共识改进算法HBDLS(Hierarchical BDLS)。首先,根据实际应用中节点的属性将节点分为两个层次,每个高层...针对BDLS(Blockchain version of DLS)共识算法在含有大量节点且具有层次结构的系统中共识效率低下的问题,提出一种基于BDLS的区块链共识改进算法HBDLS(Hierarchical BDLS)。首先,根据实际应用中节点的属性将节点分为两个层次,每个高层节点分别管理一个低层节点簇;其次,将所有低层节点进行分簇共识,并将共识结果汇报至相应的高层节点;最后,所有高层节点对低层的共识结果再次共识,通过高层共识的数据将被写入区块链。理论分析和仿真实验结果表明,在36个节点且单个区块包含4500个交易的情况下,HBDLS的吞吐量相较于BDLS算法提高了21%;在44个节点且单个区块包含3000个交易的情况下,HBDLS的吞吐量相较于BDLS算法提高了约52%;在44个节点且单个区块包含1个交易的情况下,HBDLS的共识时延相较于BDLS算法下降了26%。实验结果表明,在节点数多且交易量大的系统中,HBDLS能够大幅提高系统的共识效率。展开更多
随着云存储、人工智能等技术的发展,数据的价值已获得显著增长。但由于昂贵的通信代价和难以承受的数据泄露风险迫使各机构间产生了“数据孤岛”问题,大量数据无法发挥它的经济价值。虽然将区块链作为承载联邦学习的平台能够在一定程度...随着云存储、人工智能等技术的发展,数据的价值已获得显著增长。但由于昂贵的通信代价和难以承受的数据泄露风险迫使各机构间产生了“数据孤岛”问题,大量数据无法发挥它的经济价值。虽然将区块链作为承载联邦学习的平台能够在一定程度上解决该问题,但也带来了三个重要的缺陷:1)工作量证明(Proof of Work,POW)、权益证明(Proof of Stake,POS)等共识过程与联邦学习训练过程并无关联,共识将浪费大量算力和带宽;2)节点会因为利益的考量而拒绝或消极参与训练过程,甚至因竞争关系干扰训练过程;3)在公开的环境下,模型训练过程的数据难以溯源,也降低了攻击者的投毒成本。研究发现,不依靠工作量证明、权益证明等传统共识机制而将联邦学习与模型水印技术予以结合来构造全新的共识激励机制,能够很好地避免联邦学习在区块链平台上运用时所产生的算力浪费及奖励不均衡等情况。基于这种共识所设计的区块链系统不仅仍然满足不可篡改、去中心化、49%拜占庭容错等属性,还天然地拥有49%投毒攻击防御、数据非独立同分布(Not Identically and Independently Distributed,Non-IID)适应以及模型产权保护的能力。实验与论证结果都表明,本文所提出的方案非常适用于非信任的机构间利用大量本地数据进行商业联邦学习的场景,具有较高的实际价值。展开更多
区块链技术为刑罚变更执行数据的真实可信提供支撑,并实现各主体间的互信和高效协同.对权威证明共识算法(proof of authority, PoA)存在的制约因素进行分析并提出一种改进的动态加权权威证明算法(dynamic weighted proof of authority, ...区块链技术为刑罚变更执行数据的真实可信提供支撑,并实现各主体间的互信和高效协同.对权威证明共识算法(proof of authority, PoA)存在的制约因素进行分析并提出一种改进的动态加权权威证明算法(dynamic weighted proof of authority, DWPoA),进行刑罚变更执行提请共识.构建联盟链,基于Tangle结构提出一种链上共识算法,进行刑罚变更执行主体间的链上共识;基于(t,n)门限签名提出一种分布式预言机链下共识算法进行链上、链下共识,并对带宽占用率和共识时长进行仿真实验,分布式预言机链下共识算法更具优势.展开更多
针对多链式区块链采用主链最终共识机制,导致主链负载大,制约从链性能等问题,论文提出一种基于超图和MuSig2聚合签名的联盟链主从多链共识机制.首先根据超图理论,构建以横贯超图为主链,子超图为从链的联盟链主从多链架构;然后借鉴分治思...针对多链式区块链采用主链最终共识机制,导致主链负载大,制约从链性能等问题,论文提出一种基于超图和MuSig2聚合签名的联盟链主从多链共识机制.首先根据超图理论,构建以横贯超图为主链,子超图为从链的联盟链主从多链架构;然后借鉴分治思想,结合“背书-排序-验证”的共识方式,构建分层分类共识机制,通过分类处理交易降低主链负载压力;最后构建基于MuSig2聚合签名的联盟链多方背书签名方法,提升背书签名的验证效率.性能分析表明:基于MuSig2聚合签名的联盟链多方背书签名安全可靠,基于超图和MuSig2聚合签名的分层分类共识机制具有强一致性和线性时间复杂度.实验结果表明:基于MuSig2聚合签名的多方背书方法的总效率是椭圆曲线数字签名算法(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm,ECDSA)的1.55倍,分层分类共识机制能够提升12.5%的共识效率.该机制具有较高性能,可满足企业多样化业务需求.展开更多
文摘针对BDLS(Blockchain version of DLS)共识算法在含有大量节点且具有层次结构的系统中共识效率低下的问题,提出一种基于BDLS的区块链共识改进算法HBDLS(Hierarchical BDLS)。首先,根据实际应用中节点的属性将节点分为两个层次,每个高层节点分别管理一个低层节点簇;其次,将所有低层节点进行分簇共识,并将共识结果汇报至相应的高层节点;最后,所有高层节点对低层的共识结果再次共识,通过高层共识的数据将被写入区块链。理论分析和仿真实验结果表明,在36个节点且单个区块包含4500个交易的情况下,HBDLS的吞吐量相较于BDLS算法提高了21%;在44个节点且单个区块包含3000个交易的情况下,HBDLS的吞吐量相较于BDLS算法提高了约52%;在44个节点且单个区块包含1个交易的情况下,HBDLS的共识时延相较于BDLS算法下降了26%。实验结果表明,在节点数多且交易量大的系统中,HBDLS能够大幅提高系统的共识效率。
文摘随着云存储、人工智能等技术的发展,数据的价值已获得显著增长。但由于昂贵的通信代价和难以承受的数据泄露风险迫使各机构间产生了“数据孤岛”问题,大量数据无法发挥它的经济价值。虽然将区块链作为承载联邦学习的平台能够在一定程度上解决该问题,但也带来了三个重要的缺陷:1)工作量证明(Proof of Work,POW)、权益证明(Proof of Stake,POS)等共识过程与联邦学习训练过程并无关联,共识将浪费大量算力和带宽;2)节点会因为利益的考量而拒绝或消极参与训练过程,甚至因竞争关系干扰训练过程;3)在公开的环境下,模型训练过程的数据难以溯源,也降低了攻击者的投毒成本。研究发现,不依靠工作量证明、权益证明等传统共识机制而将联邦学习与模型水印技术予以结合来构造全新的共识激励机制,能够很好地避免联邦学习在区块链平台上运用时所产生的算力浪费及奖励不均衡等情况。基于这种共识所设计的区块链系统不仅仍然满足不可篡改、去中心化、49%拜占庭容错等属性,还天然地拥有49%投毒攻击防御、数据非独立同分布(Not Identically and Independently Distributed,Non-IID)适应以及模型产权保护的能力。实验与论证结果都表明,本文所提出的方案非常适用于非信任的机构间利用大量本地数据进行商业联邦学习的场景,具有较高的实际价值。
文摘区块链技术为刑罚变更执行数据的真实可信提供支撑,并实现各主体间的互信和高效协同.对权威证明共识算法(proof of authority, PoA)存在的制约因素进行分析并提出一种改进的动态加权权威证明算法(dynamic weighted proof of authority, DWPoA),进行刑罚变更执行提请共识.构建联盟链,基于Tangle结构提出一种链上共识算法,进行刑罚变更执行主体间的链上共识;基于(t,n)门限签名提出一种分布式预言机链下共识算法进行链上、链下共识,并对带宽占用率和共识时长进行仿真实验,分布式预言机链下共识算法更具优势.
文摘针对多链式区块链采用主链最终共识机制,导致主链负载大,制约从链性能等问题,论文提出一种基于超图和MuSig2聚合签名的联盟链主从多链共识机制.首先根据超图理论,构建以横贯超图为主链,子超图为从链的联盟链主从多链架构;然后借鉴分治思想,结合“背书-排序-验证”的共识方式,构建分层分类共识机制,通过分类处理交易降低主链负载压力;最后构建基于MuSig2聚合签名的联盟链多方背书签名方法,提升背书签名的验证效率.性能分析表明:基于MuSig2聚合签名的联盟链多方背书签名安全可靠,基于超图和MuSig2聚合签名的分层分类共识机制具有强一致性和线性时间复杂度.实验结果表明:基于MuSig2聚合签名的多方背书方法的总效率是椭圆曲线数字签名算法(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm,ECDSA)的1.55倍,分层分类共识机制能够提升12.5%的共识效率.该机制具有较高性能,可满足企业多样化业务需求.
