张思贤 文 捷

(复旦大学计算机科学技术学院 上海 200433)

0 引 言

区块链最先于文献[1]中提出，作为虚拟货币比特币的底层技术，因其去中心、不可篡改等特性而为大众所熟悉，但也因为其基于算力的Pow算法浪费大量算力进行共识运算和吞吐量低而为人所诟病。Pow算法的出块时间为10分钟，一个交易从上链到确定不能被篡改，需要后续六个区块的确认，也就是一个小时确认时间。并且基于Pow共识算法的区块链系统每秒钟只能处理七笔交易，并不能适用于当今的物联网或者金融系统。为了缓解这一问题，Ethereum平台尝试提出Pos共识算法。Pos算法加入了币龄的概念，提高了出块的速度，但同时也引入了其他问题，如出块速度不稳定，导致分叉的出现，以及持币不出块等问题。另一方面，在联盟链系统中，以IBM的Fabric平台为例使用的为PBFT算法，其吞吐量能够比公有链系统高出上千倍，并且不需要后续6个区块的确认交易不可逆转。在联盟链系统中，交易一旦打包即可被认为不可逆，但随着系统中节点的增多，为了达成共识其系统中需要进行的通信量也将上升，不具备很好的扩展性。文献[3-4]尝试从两种途径对PBFT算法进行改进，一个是引入gossip协议，另外一个是引入信用机制。文献[7]提出一种交替式的共识算法进行交替出块，文献[8]提出了一种RMBC的区块链使用DBFT共识算法，尝试以分组的形式提高用户节点进入区块链的数量。文献[10]尝试分析Pow类的共识算法以及BFT类的共识算法。

由于……