基于信任度匹配的改进PBFT共识算法

• 作者: 季钰翔 黄建华 王喆 郑红 唐瑞琮
• 来源期刊: 计算机科学
• 学科: 工学
• 关键词: 区块链 共识算法 拜占庭容错 信任度 邻居匹配 投票计数
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 信息安全
• 页码范围: 303-310
• 页数: 8页
• 分类号: TP393
• 语种: 中文
• DOI: 10.11896/jsjkx.200500112

摘要

共识算法是去中心化的区块链系统实现数据状态一致的关键.针对传统的实用拜占庭容错(Practical Byzantine Fault Tolerance,PBFT)共识算法在可扩展性和安全性方面存在的不足,提出一种基于信任度的匹配拜占庭共识算法(Trust-based Matching Byzantine Fault Tolerance,TMBFT).首先,通过基于信任度的邻居匹配模型来选取部分节点进行投票共识,以降低区块链网络的通信量;其次,引入信任度评价机制来监督邻居节点的行为,确保有效检测出拜占庭节点,保证节点投票的安全性;最后,设计投票计数机制保证了共识结果的一致性,并提高了共识效率.与PBFT相比,TMBFT将通信复杂度从O(N2)降到O(N log2 N),有效降低了网络中的通信开销.安全性分析表明,信任度评价机制可降低节点作恶的概率,并有效提高系统安全性.实验结果表明,TMBFT较传统拜占庭算法具有更好的性能优势.