区块链跨链共识机制的研究.pdfVIP

成都信息工程大学硕士学位论文

区块链跨链共识机制的研究

摘要

随着区块链技术的不断发展，越来越多的行业青睐其不可篡改、可溯源等

特点，将区块链技术与自身产业相结合来实现转型升级。但是区块链去中心化

的特点使得每个区块链网络都是独立的，不同的区块链之间由于其共识机制、

数据存储等差异，导致区块链之间无法直接进行信息交互和数据传输。跨链技

术的出现能够实现不同区块链间的数据传输和通信，但目前的跨链技术存在中

心化、实现难度大，应用场景局限等问题。基于以上背景，本文出了一种基

于主从多链的跨链机制，并在主从多链的跨链场景下出了一种基于信誉的动

态共识机制，主要工作如下：

（1）针对当前不同区块链之间信息交互困难的问题，出了一种基于主从

多链的跨链交互机制。首先构建了一个基于主从多链的跨链交互模型，实现跨

链交易的并行处理；其次，主链通过保证金池与奖惩机制来高节点作恶的成

本；此外，将主链节点分为转发节点、验证节点与监控节点，共同实现跨链交

易的验证；最后，基于Fabric搭建了一个多链网络对模型进行实验并进行了安

全性分析，实验结果表明多链网络的吞吐量要优于单链网络，并且存储代价小

于现有的主从多链模型。

（）针对单链共识机制不适配主从多链跨链场景的问题，在权威证明2

(ProofofAuthority,PoA)的基础上引入信誉模型，出了一种基于信誉的动态

共识机制。首先，通过验证群组生成算法选择高信誉值的节点组成验证群组，

增大验证节点的作恶成本；其次，设置监控群组监督验证节点的共识行为，

高共识机制的安全性；此外，在每个共识周期结束时动态更新所有节点的信誉

值，高节点维护主链的积极性，保障整个跨链交互的安全；最后，仿真实验

及安全性分析表明本文出的基于信誉的动态共识机制可以通过信誉值识别恶

意节点，抵抗区块链网络中恶意节点的攻击，能够升区块链网络的容错能力。

关键词：区块链，跨链技术，共识机制，信誉值

ii

成都信息工程大学硕士学位论文

ResearchofCross-chainConsensusMechanismforBlockchain

ABSTRACT

Withthecontinuousdevelopmentofblockchaintechnology,moreandmore

industriesfavoritscharacteristicsofnon-tamperabilityandtraceability,andcombine

blockchaintechnologywiththeirownindustriestorealizetransformationand

upgrading.However,thedecentralizedfeatureofblockchainmakeseachblockchain

networkindependent.Duetothedifferencesinconsensusmechanismanddata

storagebetweendifferentblockchains,informationinteractionanddatatransmission

betweenblockchainscannotbecarriedoutdirectly.Theemergenceofcross-chain

technologycanrealizedatatransferandcommunicationbetweendifferent

blockchains,butthecurrentcross-chaintechnologyhasproblemssuchas

centralization,difficultyinimplementation,andlimitedapplicationscenarios.Based

ontheabovebackground,thispaperproposesacross-chainmechanismbasedon

master