基于节点识别的改进拜占庭容错共识算法

信息安全研究 ›› 2024, Vol. 10 ›› Issue (9): 818-.

基于节点识别的改进拜占庭容错共识算法

张学旺罗欣悦雷志滔陈思宇

(重庆邮电大学软件工程学院重庆400065)

出版日期:2024-09-25 发布日期:2024-09-29
通讯作者: 罗欣悦硕士研究生.主要研究方向为区块链共识算法. 1045274619@qq.com
作者简介:张学旺副教授.主要研究方向为区块链与物联网、数据安全与隐私保护、大数据与智能数据处理. zhangxw@cqupt.edu.cn 罗欣悦硕士研究生.主要研究方向为区块链共识算法. 1045274619@qq.com 雷志滔硕士研究生.主要研究方向为区块链共识算法. leizhitao1318@163.com 陈思宇硕士研究生.主要研究方向为互联网软件及安全技术. 1127463932@qq.com

Improved Byzantine Faulttolerant Consensus Algorithm Based on Node Recognition

Zhang Xuewang, Luo Xinyue, Lei Zhitao, and Chen Siyu

(School of Software Engineering, Chongqing University of Posts and Telecommunications, Chongqing 400065)

Online:2024-09-25 Published:2024-09-29

摘要/Abstract

摘要： 实用拜占庭容错(practical Byzantine fault tolerance, PBFT)算法应用于联盟链中，存在主节点选取随意、通信开销大等问题.为了解决这些问题，提出了基于节点识别的改进拜占庭容错共识算法(NRPBFT).首先，通过引入BLS聚合签名优化一致性过程;其次，利用CatBoost算法识别节点，选择高信誉节点为主节点，并动态处理低信誉节点.实验结果显示NRPBFT在安全性、吞吐量和时延等方面优于PBFT和ABFT算法.

关键词: 区块链, 共识算法, 节点识别, CatBoost, BLS

Abstract: The practical Byzantine fault tolerance (PBFT) algorithm applied to the alliance chain has some problems, such as arbitrary selection of master nodes and high communication overhead. To solve these problems, an improved Byzantine faulttolerant consensus algorithm (NRPBFT) based on node recognition is proposed. Firstly, the consistency process is optimized by introducing BLS aggregate signature. Secondly, CatBoost algorithm is used to identify nodes, select highreputation nodes as the primary nodes, and dynamically process lowreputation nodes. Experimental results show that NRPBFT is superior to PBFT and ABFT in security, throughput and delay.

Key words: blockchain, consensus algorithm, node identification, CatBoost, BLS

中图分类号:

TP309.2

张学旺, 罗欣悦, 雷志滔, 陈思宇, . 基于节点识别的改进拜占庭容错共识算法[J]. 信息安全研究, 2024, 10(9): 818-.

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