邓文丽,方 欢,2

(1.安徽理工大学 数学与大数据学院,安徽 淮南 232001;2.安徽省煤矿安全大数据分析与预警技术工程实验室,安徽 淮南232001)

1 区块链简介

1.1 区块链

区块链[1],顾名思义,是一种数据以区块为单位进行生产和存储,并按照时间顺序首尾相连形成链式结构,具有去中心化、不可篡改、可溯源、多方共同维护等特点的分布式数据库[2-].它主要通过对等计算机网络存储资产和交易的注册表,并充当所有权和交易的公共注册表,由密码学[5]保护并由共识机制管理,以验证交易并确保交易的合法性.目前区块链的应用场景主要有:金融、物联网和物流、公共管理、保险、能源、交通、医疗等领域.

区块链有两种类型:状态区块链与无状态区块链[6],状态区块链中的每个节点根据历史区块建立状态信息,并利用状态信息来验证交易的合法性[7].如图1所示,当新区块产生后,根据区块中的具体交易,对状态进行实时更新.

图1 状态区块链系统结构

状态区块链的优点在于,用户不需要保存任何状态就可以发起交易.然而,状态区块链存在一些缺陷:

1)存储冗余度高:由于区块链需要保存所有的状态数据,而且系统状态信息会随着新区块的产生而不断更新[8],随着产生的数据量越来越大,区块体存储的数据就越多,从而导致存储设备成本增加.

2)处理速度慢:由于交易要求区块链上所有节点参与,且节点之间还需要经过网络的加密传输,这就使得交易的速度非常慢.

3)易……