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结合社区发现和局部恢复码的区块链扩容研究

2023-03-13姜承扬贾大宇于明鹤信俊昌

计算机工程与应用 2023年5期

姜承扬,庞 俊,2,贾大宇,于明鹤,信俊昌,刘 晨

1.武汉科技大学 计算机科学与技术学院,武汉 430070

2.智能信息处理与实时工业系统湖北省重点实验室,武汉 430070

3.东北大学 计算机科学与工程学院,沈阳 110169

4.东北大学 软件学院,沈阳 110169

近年来,区块链技术快速兴起,推动了诸多行业的发展。现有区块链系统全节点必须存储一份完整的区块链账本,虽然保障了数据安全,但不能满足数据快速增长的需求。区块链存储扩容成为当前区块链领域的研究热点之一。

目前已有许多研究提出了不同的区块链存储扩容方案,根据数据是否存储在区块链上可分为两类:链下方案[1-2]和链上方案[3-8]。链下方案将完整账本数据存储在第三方系统,区块链上只保存少量的非数据信息。虽然降低了存储开销,但提高了系统的中心化程度。因此许多研究工作采用链上方案[3-6]:利用分片技术,使区块链网络中每个节点只需存储完整账本的一部分,从而降低节点的存储压力。但存在部分节点出故障可能导致数据丢失的问题。因此文献[7-8]使用RS(Reed-Solomon)纠删码[9],在保证数据可恢复的前提下,降低系统存储开销。但该方案在恢复数据时需从其他节点获取较多的数据,带来较大的网络开销。并且未考虑节点之间的传输速度对数据请求效率的影响。若请求节点与目标节点之间的传输速度较慢,则会增加跨节点请求区块所花费的时间。

本文首先针对现有方案数据请求效率不够高的问题,改进文献[10]中提出的能够发现稳定非重叠社区的社区发现算法,并将其扩展到区块链,实现区块链节点分组,降低跨节点请求区块的响应时间。……

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