《计算机应用研究》|Application Research of Computers

区块链共识算法演进过程

Evolution process of blockchain consensus algorithm

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作者 武岳,李军祥
机构 上海理工大学 管理学院
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摘要 随着区块链的代表比特币获得成功,基于比特币技术衍生出了大量虚拟货币,其主要的特点是对于比特币共识算法的优化和共识算法模式的变革。为研究共识算法演化历程,以比特币共识机制作为切入点,从源代码层级解析了比特币共识算法工作量证明(proof of work,POW)工作原理及其优缺点,同时分析了比特币演进产生的以太坊共识算法。在理论探讨后,利用洛伦兹曲线及基尼系数评价比特币、以太坊共识机制的实际去中心化效果。接下来,介绍了权益证明(proof of stake,POS)、股份授权证明机制(delegated proof of stake,DPOS)、实用拜占庭容错算法(practical byzantine fault tolerance,PBFT)的演进过程及算法原理。最后,从共识算法去中心化能力、激励机制、处理效率、分布式安全性等方面进行了比较,得到了共识算法得分表及得分雷达图,以期为未来不同场景、不同需求的区块链应用提供共识算法分析标准。
关键词 区块链;共识算法;共识机制;洛伦兹曲线;基尼系数;比特币
基金项目 国家自然科学基金项目(71572113,71432007,71871144)
国家自然科学基金匹配项目(IP16303003,2017KJFZ024,2018KJFZ035,2019KJFZ048)
本文URL http://www.arocmag.com/article/02-2020-07-004.html
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中图分类号 TP312
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