摘要：随着互联网技术的快速发展,传统的日志系统面临着一些挑战。例如,数据的篡改和丢失风险、中心化的架构容易成为攻击目标、数据分散在不同的服务器上难以管理等,为了解决这些问题,区块链技术被引入到日志系统中。本文设计的基于区块链的日志系统中,每个网络事件都被记录在一个称为区块的数据结构中,每个区块包含网络事件的详细信息,这些区块被链接在一起形成一个链表,每个区块都包含了前一个区块的哈希值,以确保数据的完整性和不可篡改性。系统实现过程中,对实用拜占庭容错算法进行优化,提高了区块共识的速度和更加安全和可信的日志记录机制,推动了日志系统的创新和发展以及区块链技术的应用和研究。

摘要：针对配电网现有认证技术中配电主站和公钥基础设施(publickeyinfrastructure,PKI)系统证书管理负担过重的问题,结合区块链和国密SM9算法,设计一种面向配电网终端的分布式认证方案。首先使用SM9解决密码体制中的公钥管理问题,由密钥生成中心(keygeneratorcenter,KGC)为终端生成身份标识符和密钥,加密并验证终端的注册和接入请求信息;然后,针对中心化认证方式存在的第三方信任、单点故障等问题,以实用拜占庭容错算法为基础提出分布式终端共识算法(distributedterminal-practicalByzantinefault tolerance,DT-PBFT),对新入终端进行去中心化认证;为了解决上链数据的隐私泄漏,使用基于SM9的多KGC群签名算法保证节点匿名并生成区块永久存储;最后,对所提方案进行实验分析,所提方案从共识效率、通信时延和抗攻击性等性能方面得到明显提升,实现终端身份认证的同时保护了节点的隐私,满足配电网对安全性和高效性等多种需求。

摘要：针对联盟链的实用拜占庭容错(PBFT)共识算法通信复杂度高、主节点选择随机、支持的网络规模有限等问题,提出一种基于分组和信用分级的改进拜占庭容错(CBFT)算法优化大规模联盟链的节点结构。优化一致性过程,将网络节点按照对管理节点的响应速度划分为不同的共识集分别进行共识集内外共识,各共识集的管理节点携带共识集内的共识结果参与共识集外的全局共识,从而减少节点间的通信频率。在此基础上,提出信用分级机制,将节点划分为管理节点、候选节点、普通节点等3种类型,使信用值高的节点成为主节点的概率较高,减少恶意节点对系统的破坏,提高整个网络的效率。搭建基于该改进方案的仿真模拟与性能测试系统.实验结果表明,当网络节点数量为30个(4个分组)时,CBFT算法的吞吐量为PBFT的3.2倍,共识时延降低90.6%,通信开销减少53.2%,能够容忍的最大恶意节点数为PBFT算法的1.9倍,且随着节点数的增加提升更明显,符合大型联盟链的需求。

摘要：针对传统架构下供应链溯源存在中心化、数据易被篡改、信息孤岛等问题,利用区块链的去中心化、不可篡改、可追溯等特性,结合服务型制造供应链中参与节点众多、溯源数据量大的特点,设计基于主从多链的服务型制造供应链溯源数据存储模型。在此基础上,为进一步提高该场景下区块链的性能,针对实用拜占庭容错共识算法(PBFT)存在通信开销大、共识效率低、缺乏动态机制的问题,提出基于服务质量积分的拜占庭容错算法(SPBFT)。通过增加服务质量积分模型选取最优主节点,提高共识效率;结合节点分级机制,优化一致性协议,减少通信开销;设立节点动态机制使节点按需自由的加入和退出,提高系统灵活性。实验表明,随着节点数量的增加,SPBFT算法通信开销更小、吞吐量更多、时延更低,具有更好的共识效率,可为服务型制造供应链溯源提供一种参考。

摘要：针对传统PBFT共识算法共识效率不高、共识节点的可靠性和稳定性低等问题,结合联盟链特点,在传统PBFT共识算法的基础上,将共识机制分为三种共识协议:简单共识协议、PBFT共识协议、视图转换协议。并研究了主节点选举权重激励机制,通过改变主节点的选举方式,根据节点行为,结合一系列激励和惩罚公式计算各节点选举权重分,以选举权重分为依据选举主节点,来达到提高算法的稳定性和可靠性的目的。最后,设计了一个应用场景,对改进后的共识机制和主节点选举权重激励机制进行了初步实现与测试。结果表明,改进后的共识机制在优化一致性执行流程、降低算法复杂度及处理共识时延和吞吐量等方面具有更高的性能,结合主节点选举权重激励机制,选举链上最适合的主节点,最终实现了系统共识性能的提升,以及联盟链安全性和稳定性的提高。

摘要：如何通过技术手段有效预防数字集群终端失控是数字集群通信系统规模化应用过程中亟需解决的安全保密技术之一。作为集群通信系统广泛应用的一种重要模式,直通模式具有无中心分布式组网的特点,故传统的方案无法有效实现直通模式下数字集群终端实时防失控。通过分析提出了直通模式下终端防失控面临的“谁来判定”及“如何判定”的核心问题,为解决上述问题,重新定义了区别于传统的失控概念,设计了判定规则,并借鉴了区块链中的实用拜占庭容错算法来设计可用于直通模式的数字集群终端防失控方案。

摘要：传统供应链管理系统采用的中心化数据存储模式存在单点故障、数据隐私泄露、系统内部操作不透明等问题,严重制约了企业之间的信息流通和数据共享.而区块链具有分布式、公开、透明和不可篡改的特性,可以为实现分布式的数据安全共享系统提供可靠的底层服务.因此提出基于区块链的供应链数据安全共享模型,以分布式的区块链网络为核心,构建去中心化的数据安全共享服务.同时针对区块链中使用的实用拜占庭容错(PBFT)算法具有共识时延高、吞吐量和性能低、不支持节点动态管理等问题,结合供应链联盟链的特点,引入了一种简化的一致性协议及新的节点管理机制,在降低算法通信复杂度的同时,实现了节点的动态管理.

摘要：区块链的去中心化、去信任、数据可追溯等技术特性,为云计算发展带来了新的机遇与挑战。传统的中心化数据中心,用户通过网络带宽资源从数据中心获取计算、存储、数据库等资源,这种模型下存在中心化机构运行成本高、效率低以及数据存储不安全等问题。为此,文中提出了去中心化的云计算交易机制与方法,构建了基于区块链的云计算资源交易市场,重点研究了共识机制在云计算去中心化交易市场中的应用。通过分析比较目前主流的区块链共识算法(PoS,PoW,DPoS,PBFT),提出基于实用拜占庭容错算法(PBFT)改进的算法,对以太坊应用于联盟链时会产生的资源浪费与信任缺失等缺点进行优化,从而达到减少开销的目的,并将改进算法应用到云计算资源去中心化交易市场中。文中提出了在云计算资源交易中引入区块链技术,采用去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠分布式数据库,设计了基于以太坊的共识机制,能够构建全球联网计算机算力交易平台,真正实现云计算资源的弹性可扩展与按需分配。

摘要：近些年区块链的迅速发展使得人们开始构建基于信任的互联网,对各项交易的供应链溯源关注度日益增加。为了使区块链技术更好地应用到供应链溯源中去,本文结合区块链的基本架构设计了符合供应链的5层模型架构,包括数据层、网络层、共识层、合约层、视图层,并采用信用分级协议和节点分层共识协议对PBFT算法加以改进,降低算法的通信开销中心化、公开透明以及交易可追溯。整个构架对供应链中产品从生产商到消费者全过程数据记录,保证了交易过程中产品的安全性。

摘要：针对供应链溯源存在数据造假、运力不透明等问题,将区块链技术的去中心化、数据不可篡改等特性与供应链溯源结合,提出一种改进的动态实用拜占庭容错算法(practical Byzantine fault tolerance,PBFT)。引入计分机制选取主节点,以保证网络能够识别并标记出分值较高的节点;根据区块链基础结构将供应链溯源模型架构设计为数据层、合约层、应用层3层,合约层中使用改进的动态实用拜占庭容错算法动态更新主节点,减少主节点为拜占庭节点的概率,降低网络中交易延迟;以通讯开销、交易延迟作为衡量指标,对改进算法的有效性进行实验验证。结果表明,与实用拜占庭容错算法相比,随着节点数目逐渐增多,改进算法可明显降低通讯开销与交易延迟。