【摘 要】
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比特币和以太坊的兴起带动了全球区块链的发展,越来越对的人将注意力放在了区块链技术之上。虽然公有链采用全分布式结构,具有优良的去中心化特性,但是在全网范围内广播消息不仅会阻塞网络,还会导致资源的浪费,以至于网络吞吐量以及时延难以满足公有链中供应链金融、商品溯源等商业场景的需求。公有链的工作量证明机制每十分钟产生一个区块,每六个区块才可确认交易,交易时间较长、效率较低,因此,此种工作量证明机制已无法满
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比特币和以太坊的兴起带动了全球区块链的发展,越来越对的人将注意力放在了区块链技术之上。虽然公有链采用全分布式结构,具有优良的去中心化特性,但是在全网范围内广播消息不仅会阻塞网络,还会导致资源的浪费,以至于网络吞吐量以及时延难以满足公有链中供应链金融、商品溯源等商业场景的需求。公有链的工作量证明机制每十分钟产生一个区块,每六个区块才可确认交易,交易时间较长、效率较低,因此,此种工作量证明机制已无法满足对交易量要求较高的生活场景的需求。联盟链节点固定,数量也较为稳定,节点信用度更高,具有成本低、易维护等特点,在实现了监管方便的同时,交易速度也达到了提升。因此,相比公有链,联盟链更适用于各种金融场景。本文就联盟链共识机制的网络模型、节点选择以及安全性做出了研究分析。共识机制作为区块链技术的核心,在不同应用领域各有差异。本文对区块链的网络架构以及共识机制做了研究分析,对比了部分经典共识算法,如Paxos、Po W（Proof of Work）、Po S（Proof of Work）、DPo S（Delegated Proof of Work）等。分析了应用广泛的实用拜占庭容错（Practical Byzantine Fault Tolerance,PBFT）算法存在的效率及安全性问题,从网络模型、共识本质及安全攻击等角度对PBFT算法进行研究,提出了一种高效监督拜占庭容错算法（Efficient Supervised Byzantine Fault Tolerance,ES-BFT）。针对效率问题,PBFT算法节点全部参与共识,存在网络开销大及资源浪费的问题,因此ES-BFT算法将节点随机划分为多个节点片,设置信誉值,通过信誉值从节点片中选举共识节点、监督节点,尽可能提升共识网络的高效性及可靠性;该算法对节点进行分片选取,使其更具有随机性;采取的信誉值等级划分机制有效的提高了节点信任度;监督节点对共识节点进行监控,避免了在GST（Global Stabilization Time）开始之前共识节点可能遭遇的系统不协调问题,进一步保证算法的安全性;实验表明ES-BFT算法在效率及安全性上较PBFT算法有所提升,并且免疫在GST之前的攻击所导致的系统不协调问题。
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