【摘 要】
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共识算法是区块链技术的核心,在区块链性能与安全性等方面起决定性作用,共识算法成为区块链领域的研究热点。论文针对PBFT算法的不足之处进行全面且充分地分析,结合DPoS算法思想与评分机制对PBFT算法展开深入研究,提出一种改进的PBFT共识算法,本文的主要研究内容如下:（1）分析研究区块链不同共识算法的原理、应用领域及优劣,为联盟链共识算法的优化提供理论支撑。针对PBFT算法适用节点数少、主节点随机
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共识算法是区块链技术的核心,在区块链性能与安全性等方面起决定性作用,共识算法成为区块链领域的研究热点。论文针对PBFT算法的不足之处进行全面且充分地分析,结合DPoS算法思想与评分机制对PBFT算法展开深入研究,提出一种改进的PBFT共识算法,本文的主要研究内容如下:（1）分析研究区块链不同共识算法的原理、应用领域及优劣,为联盟链共识算法的优化提供理论支撑。针对PBFT算法适用节点数少、主节点随机选择、吞吐量低、通信量大和积极性低等缺陷实施改进。首先融合DPoS算法思想,提出基于股东节点的实用拜占庭容错算法S-PBFT,将节点分类为主节点、股东节点集和储备节点集,只有主节点和股东节点集参与共识,储备节点集负责记录共识结果,达到降低通信开销与提高系统吞吐量的效果。在此基础上提出改进的S-PBFT算法简化一致性协议,将协议的时间复杂度由O（n~2）降为O（n）,达到降低时延与提高共识算法效率的效果。（2）进一步对S-PBFT算法进行改进,提出基于评分制与股东节点的实用拜占庭容错算法RS-PBFT。算法引入评分制,为每个节点设置评分,根据评分选举出共识参与节点;同时设置奖惩机制,根据节点表现给予评分奖惩;同时还设立拜占庭节点标记机制,对达到标记上限的拜占庭节点进行剔除;并建立缩减机制以平衡节点间的评分差距。提高节点参与共识的积极性、增加节点诚实度、提高系统的安全性及降低多中心化问题发生的机率。本文最后通过搭建区块链系统对相关性能实施测试,验证S-PBFT算法和RS-PBFT算法的性能优势。图[29]表[16]参[66]
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