区块链性能的量化分析研究

来源：计算机工程与应用杂志2020年第3期北京时间：

作者：王旭，甘国华，吴凌云

单位：1.中国科学院 数学与系统科学研究院 应用数学研究所 管理、决策与信息系统重点实验室，北京 100190；2.北京太一云科技有限公司，北京 100012；3.中国科学院大学 数学科学学院，北京 100049；4.中国科学院 国家数学与交叉科学中心 大数据与区块链实验室，北京 100190；5.北京科技大学，北京 100083

摘要：区块链技术在很多领域有着广泛的应用前景，如何提高区块链性能是目前区块链应用面临的一个主要挑战。通过建立区块链性能的数学模型，研究区块大小、区块生成速率以及网络传输速度等因素与区块链性能和安全性之间的定量关系。通过量化分析可知，增加区块大小或区块生成速率可以等效地提升区块链性能和安全性，但是提升效果是边际递减的。而且增加区块大小或区块生成速率对区块链性能和安全性的提升作用受到网络传输速度的限制，区块大小和区块生成速率需要与网络传输速度相匹配，才能达到最佳的提升效果。该数学模型不仅可以为定制区块链系统提供理论支持，而且可以帮助人们理解区块链性能瓶颈，为进一步发展高效区块链技术的研究提供参考依据。

关键词：区块链,性能,安全性,每秒交易处理量