一种基于双链的区块链共识机制

来源：计算机工程杂志2024年第5期北京时间：

作者：旋逸昭, 赵红武, 金瑜

单位：1. 武汉科技大学计算机科学与技术学院, 湖北 武汉 430065;2. 湖北省智能信息处理与实时工业重点实验室, 湖北 武汉 430065

摘要：共识机制是区块链系统的核心技术,目前针对非币区块链系统提出的基于贡献值证明与工作量证明(PoC+PoW)的共识机制存在共识效率较低、可靠性和安全性不高、算力消耗大的缺点。提出一种新的基于双链的共识机制CON_DC_PBFT。在该共识机制中设计一种业务链-系统链双链结构,将贡献值等系统数据和主要业务数据分离到双链中各自完成共识处理,双链的共识表现为半独立的形式,业务链共识消息流受系统链监督协调,并且系统链根据贡献值随机指定业务链的记账节点,双链的分工与协同实现并行化和流水化,改善共识的效率。由于贡献值数据不能被轻易获取,通过拜占庭通信机制和节点随机选择算法,降低节点遭受攻击和系统停滞的风险。通过实验综合分析出块选择概率、单点故障率、节点数、区块传输速率、CPU使用率对共识机制的性能影响,结果表明,与PoC+PoW机制相比,CON_DC_PBFT共识机制节省了50%以上内存、存储资源占用,在综合共识时延上有30%以上的改善。

关键词：区块链,共识机制,双链结构,拜占庭容错协议,非币场景下的区块链,贡献值