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基于DAG 的分布式账本共识机制研究*

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  • 【题名】:基于DAG 的分布式账本共识机制研究*
  • 【年份】:2020
  • 【作者】:高政风,郑继来,汤舒扬,龙宇,刘志强,刘振,谷大武
  • 【关键词】:分布式账本  区块链  共识机制  有向无环图  可扩展性
  • 【摘要】:自2008年比特币出现以来,研究学者相继提出了多种分布式账本技术,其中,区块链是当前分布式账本最主要的实现形式之一.但当前区块链中存在一个核心问题:可扩展性瓶颈.具体而言,区块链的吞吐量严重不足,且其交易确认也较为缓慢,这些因素极大地限制了它的实际应用.在此背景下,基于DAG(有向无环图)的分布式账本因其具有高并发特性,有望突破传统区块链中的性能瓶颈,从而受到了学术界和产业界越来越多的关注和研究.在基于DAG的分布式账本中,最为核心和关键的技术是其共识机制,为此,对该关键技术进行了系统深入的研究.首次从共识形态出发将现有基于DAG的分布式账本分为以下3类:基于主干链的DAG账本;基于平行链的DAG账本;基于朴素DAG的账本.在此基础上,对不同类型的共识机制本质原理及特性进行了深入阐述,并从不同层面对它们进行了详细的对比分析.最后,指出基于DAG的共识机制研究中存在的问题与挑战,并给出进一步的研究方向.
  • 【期刊名】:软件学报
  • 【分类号】:TP311.13
  • 【期号】:第4期
  • 【资金项目】:国家自然科学基金(61572318,61932014,61672339);上海市科技创新行动计划(19511101403);“十三五”国家密码发展基金(MMJJ20170111);信息保障重点实验室开放基金(KJ-17-109)
  • 【作者简介】:高政风 (1994-),男,河南洛阳人,硕士生,主要研究领域为区块链. 郑继来 (1997-),男,硕士生,主要研究领域为计算机安全,区块链,计算机视觉. 汤舒扬 (1996-),男,博士,主要研究领域为理论计算机科学,程序语义学,应用密码学,区块链与分布式账本. 龙宇 (1980-),女,博士,副教授,博士生导师,主要研究领域为密码与信息安全技术,区块链技术. 刘志强 (1977-),男,博士,副教授,博士生导师,CCF 专业会员,主要研究领域为区块链,信息安全,密码学. 刘振 (1976-),男,博士,副教授,主要研究领域为应用密码学,区块链安全,信息保护. 谷大武 (1970-),男,博士,教授,博士生导师,CCF 杰出会员,主要研究领域为密码学,信息安全.
  • 【作者单位】:上海交通大学计算机科学与工程系;上海交通大学网络空间安全学院
  • 【页码】:1124-1142
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