《計算機應用研究》|Application Research of Computers

區塊鏈共識算法演進過程

Evolution process of blockchain consensus algorithm

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作者 武岳,李軍祥
機構 上海理工大學 管理學院
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摘要 隨著區塊鏈的代表比特幣獲得成功,基于比特幣技術衍生出了大量虛擬貨幣,其主要的特點是對于比特幣共識算法的優化和共識算法模式的變革。為研究共識算法演化歷程,以比特幣共識機制作為切入點,從源代碼層級解析了比特幣共識算法工作量證明(proof of work,POW)工作原理及其優缺點,同時分析了比特幣演進產生的以太坊共識算法。在理論探討后,利用洛倫茲曲線及基尼系數評價比特幣、以太坊共識機制的實際去中心化效果。接下來,介紹了權益證明(proof of stake,POS)、股份授權證明機制(delegated proof of stake,DPOS)、實用拜占庭容錯算法(practical byzantine fault tolerance,PBFT)的演進過程及算法原理。最后,從共識算法去中心化能力、激勵機制、處理效率、分布式安全性等方面進行了比較,得到了共識算法得分表及得分雷達圖,以期為未來不同場景、不同需求的區塊鏈應用提供共識算法分析標準。
關鍵詞 區塊鏈;共識算法;共識機制;洛倫茲曲線;基尼系數;比特幣
基金項目 國家自然科學基金項目(71572113,71432007,71871144)
國家自然科學基金匹配項目(IP16303003,2017KJFZ024,2018KJFZ035,2019KJFZ048)
本文URL http://www.oirznw.live/article/02-2020-07-004.html
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