王 波，任英琦，黄冬艳

（1.桂林电子科技大学认知无线电与信息处理省部共建教育部重点实验室，广西桂林 541004；2.桂林电子科技大学广西无线宽带通信与信号处理重点实验室，广西桂林 541004）

（*通信作者电子邮箱huangdongyan-gua@163.com）

0 引言

区块链的概念源于2008 年Satoshi Nakamoto 发表的论文《Bitcoin：A peer-to-peer electronic cash system》［1］。近年来区块链技术因其分布式、匿名性、难以篡改等特性受到学术界和企业界的高度关注。

区块链网络的种类从利益方的角度进行分类，可以分为公有链、联盟链和私有链［2-3］。公有链是应用范围最为广泛的一类区块链，有望支撑新型商业形态［4］。公有链可以分为需要认证的公有链网络和无需认证的公有链网络［5-6］。无需认证的公有链应用有Bitcoin［1］等，需要认证的公有链应用有EOS（Enterprise Operation System）［7］等。

区块链技术由分布式存储、密码学、共识机制、智能合约等技术构成，其中，共识机制的作用旨在可容错的网络环境下实现状态机复制排序的一致性［6］。公有链的共识机制包括工作量证明（Proof Of Work，POW）［1］、权益证明（Proof Of Stake，POS）［8］、委托权益证明（Delegated Proof Of Stake，DPOS）［9］、Algorand 机制［10］等。但公有链中如何提高区块的共识效率，一直是一个挑战［4］。

Algorand 机制由Micali［10］提出，该算法之后由Gilad 等实现［11］。其中使用到的可验证的随机函数（Verifiable Random Functions，VRFs）［12］抽签算法，使每个节点都有机会参与到共识中，提高了共识的可拓展性。其中使用到的拜占庭协议（Byzantine Agreement，BA★）令节点只在当前区块和空白块之间做二元共识［11］，使得链条分叉概率仅为10-18［10］，即使在恶意节点能力很强的区块链网络环境下依旧能保持良好的性能。2 MB的区块使用Algorand机制在50 000用户的区块链网络中从提出到完成共识只需22 s［11］。……