基于二项交换林和HotStuff的改进共识算法

来源：计算机应用杂志2022年第7期北京时间：

作者：汤春明, 陈雨晴, 张梓迪

单位：1.天津工业大学 人工智能学院, 天津 300387；2.天津工业大学 控制科学与工程学院, 天津 300387；3.天津大学 计算机科学与技术学院, 天津 300350

摘要：针对区块链中拜占庭容错类的共识机制存在通信复杂度高、视图切换复杂以及扩展性差的问题，提出了一种基于二项交换林和HotStuff的改进共识算法，即增强HotStuff（HSP）共识算法。为实现签名批量验证和签名聚合，采用了BLS签名算法；为降低系统的通信复杂度，采用了门限签名技术；为降低视图切换时的通信复杂度，共识过程采用了三阶段确认方式；为减少主副节点间的通信次数并降低主节点聚合签名的压力，采用了改进的二项交换林技术。测试结果表明，HSP共识算法在系统节点总数为64且请求和响应均为256字节的情况下，吞吐量较HotStuff共识机制提升了33.8%，共识延迟缩短了16.4%。HSP共识算法在节点多的情况下，具有较好的性能。

关键词：区块链,共识机制,门限签名,二项交换林,视图切换