文献类型：期刊文章

作　　者：刘懿中[1] 刘建伟[1] 张宗洋[1,2] 徐同阁[1,2] 喻辉[1]

LIU Yi-Zhong;LIU Jian-Wei;ZHANG Zong-Yang;XU Tong-Ge;YU Hui(School of Cyber Science and Technology,Beihang University,Beijing 100191,China;Hefei Innovation Research Institute,Beihang University,Hefei 230012,China)

机构地区：[1]北京航空航天大学网络空间安全学院,北京100191 [2]北京航空航天大学合肥创新研究院,合肥230012

出　　处：《密码学报》

基　　金：国家重点研发计划(2017YFB1400700);国家密码发展基金(MMJJ20180215);国家自然科学基金(61972017,61972018,61932014,61972310)~~

年　　份：2019

卷　　号：6

期　　号：4

起止页码：395-432

语　　种：中文

收录情况：CSCD、CSCD2019_2020、IC、JST、RCCSE、ZGKJHX、普通刊

摘　　要：自比特币被提出以来,数字货币开启了新的时代,而其背后的区块链技术也逐渐受到各界人士的重视.共识机制作为区块链技术的核心,决定了区块链的安全性、可扩展性和去中心化程度等许多重要特性.本文从系统模型、共识机制本质、激励设置和安全攻击等角度对现有共识机制进行研究.首先研究了共识机制的模型,对网络模型、敌手模型和腐化模型给出定义和分类.在不同的模型基础上,将现有共识机制分为经典分布式共识和区块链共识.其次,对于经典分布式共识,研究了PBFT、Paxos等分布式一致性算法及其改进,给出了算法具体流程和优缺点分析.再次,对于区块链共识,根据应用场景的不同将其分为授权共识机制和非授权共识机制,将非授权共识分为基于工作量证明的共识机制、基于权益证明的共识机制、采用单一委员会的混合共识、采用多委员会的混合共识和其他共识机制.对于每一类共识机制,给出其基本流程,深入分析典型方案,指出其存在的优缺点、交易规模以及可能面临的攻击方式.最后,指出了区块链时代共识机制在安全、扩容、启动、激励等层面的研究热点和发展方向.

关 键 词：区块链 共识机制  拜占庭容错 工作量证明  权益证明  

分 类 号：TP309.7]