文摘
区块链是一种主流技术,许多不可信节点共同维持一个分布式分类帐与分散等优点,可追溯性和防篡改。网络层通信机制的体系结构是网络的核心方法,消息传播,区块链节点之间数据验证,确保区块链性能的基础和关键特性。当块是在点对点(P2P)网络传播流言协议,协议本身的高传播延迟降低了传播的速度块,这是容易链式分叉现象,导致支付两倍的攻击。加快传播速度和减少叉概率,提出了一种区块链网络传播机制基于主动网络提供者参与P2P (P4P)体系结构。这种机制首先获得网络拓扑信息和链接状态在一个地区基于互联网服务提供商(ISP),然后计算对等节点的最短路径和链接开销使用P4P技术,重视节点具有良好的本地传输带宽条件,实现节点连接的优化,提高了服务质量(QoS)和质量的经验(体验质量)区块链网络,并使区块链节点交换块和交易安全的传播路径。仿真实验表明,该传播机制优于原来的传播机制的区块链网络的系统开销,数据成功传输,路由跳,传播延迟。
1。介绍
区块链是一个分散的基础设施,使用密码链接来验证和存储数据块结构,使用分布式节点共识算法来生成和更新数据,并使用智能合约计划和操作数据,现在广泛用于金融、农业、医疗、慈善机构和物联网1- - - - - -4]。区块链的技术架构主要由数据层、网络层、共识层和应用程序层。其中,数据层包括底层数据块和其链结构(结构如图1),由散列算法,Merkle树,和其他相关的技术来保护块数据的完整性和可追溯性。网络层包括数据传播机制和事务验证机制,支持点对点(P2P)网络技术完成分布式节点之间的数据传输和验证。共识层包括各种共识机制实现数据一致性分布式节点之间通过各种共识算法。应用程序层可以实现不同应用场景的区块链和相关系统的实现5]。
与边缘计算(6),区块链已经收到了来自学术界和工业界的广泛关注。其核心技术作为数字cryptocurrency可以解决双支付电子货币一直面临的问题。一般来说,有两种形式的双重攻击(付款7,8]。一是,攻击者使用一个单一的数量在同一时间处理多个对象。如果这些对象完成交易没有记录在合法的区块链,攻击者达到重复花费。虽然只有一个链中的合法事务将被记录在多个事务,攻击者已经受益于它。第二,攻击者使用自己的强大的计算能力来启动一个重复花费攻击。第一个事务完成后记录在区块链,攻击者用他强大的计算能力来记录中的第二个事务私人区块链和继续我的私人链到一个合法的和长链开采来取代先前的公共链,第二个事务也确认和完成消费的两倍。文献[9给了一个场景的区块链分支,如图2。在某种程度上,如果区块链的长度l和块的链C矿工杰克计算难度值的算术能力,首先挖块D,开始传播D整个网络。同时,系统中的另一个矿工,托马斯,也是矿业区块链的长度l。托马斯矿块一致D′独自之前D达到他。他不知道这一块D已经开采,开始蔓延D′整个网络。两个街区不断播放,系统将保持两个链中的节点相同的长度l+ 1,Chain_Jack Chain_Tomas,集中在杰克和托马斯,这形成了一个叉。
文献[10)指出,区块链网络叉主要源自块或事务的传播延迟,即。、块或事务的传播速度慢、网络叉的高概率。减少叉概率和提高区块链网络的传播速度,提出了一种区块链网络传播机制基于P4P架构,即。,Blockchain_P4P。iTracker服务器P4P架构是用来提供政策指导区块链节点,即iTracker计算节点之间的距离和虚拟成本并提供节点的IP地址最近的距离和虚拟请求节点成本最低。因此,基于P4P建筑区块链传播机制可以有效地提高网络传输效率,加快的速度传播。
总结了本文的主要贡献如下。(1)的概率减少区块链分支由于传播延迟,本文侧重于优化块的传播路径。第一次,P4P技术集成的网络层区块链,和高效的沟通效率的P4P是用来优化区块链的传播机制,提高区块链网络的性能。(2)我们首先提出Blockchain_P4P, P4P-based区块链网络体系结构,并详细介绍如何优化使用P4P技术区块链网络层。然后,我们提出了Blockchain_P4P路径传播机制和形式化Blockchain_P4P传播机制,通过算法和时间图。(3)全新我们使用实现容忍延迟网络(DTN)模拟器来模拟节点路由数据的过程。流言传播机制是使用随机模拟+流行路由算法,和Blockchain_P4P传播机制是模拟使用Dijkstra算法+先知算法。通过仿真,结果表明,Blockchain_P4P传播机制优于八卦机制传播延迟、数据传输成功率和路由开销,而路由跳数高于八卦机制。
本文的其余部分组织如下。部分1总结了叉问题的优化方法。部分2是预备知识。部分3区块链网络结构和算法是基于P4P。部分4是传播机制的特点和八卦的协议。部分5显示了两种传播机制的仿真实验。部分6给出了结论。
2。相关工作
近年来,为了减少链叉的概率,学术界和产业界进行了深入的研究。目前常用的方法来减少链叉包括两个。一是优化块的传输协议,另一个是物体传输速率的增加或减少的传播时间。首先,传播协议的区块链,八卦协议主要用于广播块或事务。图3显示一个块或事务的传播过程(11]。如图,一块或事务的启动程序首先检查和验证的难度块或事务,然后通过八卦协议传输事务和块。传输过程需要发起人向接收方发送一个发票的信息。接收方使用该发票信息确定块或事务在本地已经存在。如果接收方不存储块或本地事务,接收者将发送getdata信息发起者。最后,发起者向接收方发送块或事务完成传输的数据块。节点的过程中互动,网络延迟主要来自发送方的困难检查和物体的散列验证以及发票消息的传输延迟,getdata消息和发送者和接收者之间的块或事务。为了优化模块的协议和减少传播延迟,它提出了在文献[10- - - - - -12),单节点优化和流水线的传播减少区块链网络的传播延迟,分别。其中,单节点优化规定,发送方执行困难检查,和接收者执行散列验证。传播过程的优化是通过块难以检查和块散列验证接收机。虽然这些优化方案降低了传播延迟在某种程度上,他们也带来其他安全问题也影响区块链网络的性能,以及减少总网络传播延迟的影响不明显。
第二,改善块传播速度,提出了一种随机矿业集团选择技术在文献[13)提高块传播速度来减少重复花费攻击成功的概率,并实验证明了攻击者找到下一个块的概率小于50%时,矿业集团的数量大于或等于2。然而,这种随机矿业集团技术额外成本消耗,同时减少重复花费的影响攻击是不可取的。文献[14]讨论了阻止传播延迟和区块链叉概率之间的关系,见公式(1)。表示挖掘出一块的概率。是一个时间变量代表的时间变化范围阻止传播。表示百分比的块接收到节点传播后的时间 。在分析公式,我们可以得出结论,的概率就越高或慢块传播的概率将增加块分支:
文献[15]调查阻止传播的性能在P2P网络中类似于比特币,并通过模拟P2P网络,结果表明,块传播延迟主要是平均往返时间的影响。当平均往返时间长,分支发生的概率较高。文献[16]总结区块链吞吐量和分叉率之间的关系,提出了“Fastchain”,旨在提高区块链系统的吞吐量降低块传播时间和给公式块产生率见方程(2)。其中,的概率是丢弃块每秒,和添加块的概率是每秒最长的碳链:
理论分析阻力51%攻击和预防双重花的攻击提出了萨瓦et al。17,18]。因为51%攻击可以导致支付两倍攻击区块链网络,五个先进保护技术及其局限性萨瓦尔等人提出的51%的攻击,但这仅仅是理论讨论。文献[19- - - - - -21)加速区块链网络的传播速度通过改变节点的拓扑结构,但它可以降低网络的QoS,增加传播延迟当网络中拥塞。文献[22]提出了Ari区块链网络协议取代八卦协议,旨在优化传播的P2P协议层,使块crossnet而不是单向传播树,从而达到阻止传播时间的减少。然而,该协议消耗更多的网络带宽和影响区块链网络的性能。文献[23)提出了一个最信任链确认机制来抵御叉攻击,从而增强区块链的安全。然而,这种机制并不充分考虑网络连接情况。文献[24PvScheme]提出了一种概率验证方案,可有效减少块传播延迟和提高区块链网络性能对比实验后,但该计划不全面考虑网络的QoS。文献[25]指出在blockchain-based物联网分叉的现象。贾米尔等人用深度学习方法提高传输速度,减少了传输延迟,减少分叉的概率,并避免过度开销大规模物联网网络。文献[26)提出了一个战略加速阻断传播链的概率,减少分叉,即PiChu。战略传播和验证模块的并行性和演示实验的可行性和效率的策略。文献[27)评估和调查现有区块链模拟器,然后设计了一个新颖的区块链模拟器,研究了网络延迟对区块链叉使用不同的采矿难题。文献[28]研究区块链的临时分叉现象,然后提出了一个数学模型来描述算法的影响竞争的矿业池临时分支从矿工的角度,并通过实验证明了模型的可行性。文献[29日)提出了一种新的框架,使用无线移动矿工(MMs)区块链网络的计算,分析了基于该体系结构表明运动所需的延迟和延迟所产生的无线连接可能会导致叉子。最后,通过实验证明,使用低传动功率,减少每毫米的运动可以减少分支概率。文献[30.)提出了一个P4P基于分布式跟踪改进方案,旨在提高对等节点的传输速度提高路由效率。这部文献指出iTracker的描述资源下载路径主要是额定重量的不同路径,并计算路径权重主要包含三个约束延迟、带宽,和跨域通信成本。公式(3)给出了通信成本加权函数的链接 ,的常数表示跨域通信成本, 是延迟消费函数,表示延迟需求约束的服务请求, 的带宽消耗功能链接吗 ,和表示服务请求的带宽需求约束:
创建一个加权图的基础上,联系沟通成本加权函数 ,选择最好的路径来实现通信结合迪杰斯特拉算法。
总之,减少块分叉的概率的方法主要包括两个方面。首先,网络的传播延迟是减少优化块的传输协议,进而减少了分叉率。虽然阻止传播延迟减少到一定程度上,它还带来了其他安全问题,比如DDOS攻击。此外,优化块传输协议并没有减少的总传播延迟块。第二,通过增加的传播速度块,然而,上述文学不充分考虑区块链网络负载、QoS、和带宽能力,还带来了其他的安全问题,并增加了网络开销。因此,上述解决方案不够全面减少区块链网络分支。
3所示。预备知识
3.1。P4P架构
本部分首先介绍了概念和重要组成部分P4P之间的沟通过程,然后说明了P4P和ISP的重要组成部分。
P4P是一个轻量级基于应用程序的框架,它主要是打开一个显式的P2P应用程序之间的通信接口和网络运营商,和对等节点可以调用通信接口获取网络信息,提高P2P应用程序的性能。P4P通常由控制飞机,数据平面和管理平面。其中,管理平面监测控制飞机的行为。数据平面区分应用程序流和设置应用程序流的优先级,这可能不需要。控制平面P4P的核心组成部分,介绍了iTracker服务器,并提供接口与网络服务商沟通,包括策略接口,接口的功能接口,P4P距离(31日),如图4。其中,政策界面主要提供网络政策对等节点,如连接网络时应避免拥挤。功能界面允许对等节点从iTracker请求资源或能力。P4P距离界面提供的内部视图被iTracker和外部的尝试被P2P应用程序。内部网络拓扑视图G= (V,E),V是一组节点,E链接的集合,节点V集也称为PID节点,主要用来表示网络拓扑信息。外部视图是一个完全连接的网状网络,并给出外部视图可见PID -我和PID -j。iTracker将计算的距离基于内部的两个节点的距离和路线网络,通常计算基于开放最短路径优先(OSPF)权重或边界网关协议(东方)的优先级。此外,iTracker还将计算的虚拟成本不同的链接并选择最短的虚拟成本最低作为对等节点的连接路径(32]。
3.2。流言协议
本部分介绍了相关概念八卦协议和使用该协议的优缺点进行数据交换。
流言协议是一种分权协议,这是作为一个核心技术在P2P网络中同步数据节点在一个分布式系统。图5显示了八卦协议传输信息的过程。协议的核心思想是系统的一个节点被动地接收从其他节点发送的数据,然后积极传播更新的状态,它的邻居节点完成本地更新之后,在这段时间里,你的邻居节点完成被动更新。如果一个节点仍然没有更新其本地数据在一段时间后,它会积极相邻节点发送请求,然后完成主动更新。当节点的分布式系统已经更新几次,其余的节点的信息系统中的最终存储在本地,所以八卦协议保证了最终一致性的分布式系统,不影响其他节点,即使有一个单点故障,使整个系统更容错(33]。在比特币,区块链节点使用广播块或交易的流言协议邻近节点,然后,相邻节点接收块或事务以这种方式继续播放,直到所有节点系统中接收块或事务,从而完成信息的传播。然而,这种协议患有高传播延迟和可以严重影响块和事务传播的可靠性和安全性有链接失败和网络中的拥塞。因此,虽然流言协议可以保证一致性的数据节点,它还影响到区块链网络性能。
3.3。区块链结构
本节介绍了区块链的结构,简要分析在体系结构中每一层的作用,并指出了本文研究工作的重点。
区块链作为一个分布式数据库分类,每个节点遵循一套通信协议实现分类数据的同步。区块链架构图6。如图,区块链主要由数据层、网络层,层共识,激励层,合同层和应用程序层。数据层封装了数据块,哈希函数、时间戳和其他技术。网络层定义了P2P网络和数据传播机制。共识层封装了各种共识的算法,如战俘和PoS。激励封装发行机制和分配机制的经济激励。合同层封装了脚本代码,算法机制等。应用程序层封装了各种应用场景的区块链(34]。在该区块链体系结构中,网络层是核心层,和传播机制封装在该层的关键是确保安全的街区或事务的传播。因此,为了加快阻止传播,本文使用P4P技术来提高区块链网络的传输效率。
4所示。P4P-Based区块链网络传播机制
为了加速块或事务的传播延迟,提出了一种区块链网络传播路径机制基于P4P的架构。的核心思想是,当一个区块链节点执行成本计算距离和联系并返回之前最好的节点到源节点与其他节点建立连接和传输块或事务。特别是,这种路由的方法考虑了网络条件下,成本消耗和减少路由开销和联系网络传播延迟。为了描述P4P-based区块链网络传播机制更清楚,我们提出了P4P-based区块链网络架构,Blockchain_P4P和Blockchain_P4P传播机制,下面。
4.1。Blockchain_P4P P4P-Based区块链网络架构
本节介绍了P4P-based区块链网络架构Blockchain_P4P指出的组件架构图,分析架构的特性,表明P4P技术的应用可以有效地提高网络性能,加快数据传输。
P4P技术提出了防止网络带宽的过度消费。它可以充分利用的优势网络运营商和网络服务提供商(isp)为P2P节点提供网络拓扑、带宽、成本信息和链接,根据提供的信息,它优化了QoS和P2P网络的传输效率,这不仅降低了网络负载,还提高了P2P网络性能。区块链是一个P2P网络中提供一扁平星形结构的通信机制八卦协议。如果区块链节点传输块或交易,有一个链接故障或网络堵塞和其他条件将不可避免地导致更高的传播延迟,这将影响区块链网络的性能。因此,使用P4P技术来减少网络负载,优化节点传输效率,并改善节点传播速度的特点,一个P4P-based区块链网络架构提出了Blockchain_P4P,如图7。图7显示了isp iTracker部署在三个不同的地区,每个区块链包含节点和路由器。在一个自治系统中,iTracker服务器部署的网络服务提供者,可以提供区块链节点与网络拓扑中,虚拟成本计算,网络入站和出站流量比,和其他信息。基于这些信息,iTracker会选择较低的节点集的链接快速消费和传输速度回到区块链节点,和区块链节点将与这组节点块或事务。
在区块链网络,块或事务的传播速度是影响链路状态,网络状态、QoS和其他因素。P4P技术的互联网传播的功能,缓解压力,减少运营成本,并优化节点连接,可以智能地提供更好的指导区块链节点的连接。这反映在iTracker指导的能力选择最合适的节点,并返回基于最短P距离和最低消费联系起来。总之,P4P技术解决问题区块链节点的延迟接收块或事务由其他区块链节点由于链接失败和其他原因在传输路径,加速区块链网络的传播速度和节点连接的可靠性,同时也提高了区块链网络的传输性能。
4.2。Blockchain_P4P传播机制
本节的重点是Blockchain_P4P传播机制,这是正式的主要通过算法和序列图。
Blockchain_P4P传播机制结合P4P和区块链技术来加快数据传播和提高传输的可靠性。算法1是Blockchain_P4P算法。该算法定义了区块链节点集,数量的节点,距离,IP,带宽,号码。前一个区块链节点发送一个请求到iTracker服务器,它首先需要发送IP,节点的带宽,AsId iTracker服务器,以便提供到区块链的连接节点的节点。然后,iTracker构造内部视图G= (V E)基于ISP提供的网络拓扑信息,V是一组节点,E是链接的集合,节点在吗V被定义为pid,表示为节点之间的距离P距离。iTracker执行的计算P节点之间的距离和链接虚拟成本基于内部视图和相关网络信息。一般来说,iTracker使用OSPF权重或边界网关协议优先级计算虚拟成本。计算后,iTracker选择适合区块链节点连接,并将它返回给发出请求的节点。最后,请求节点建立连接。
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以下是相关的接口定义和描述的算法1。(我)计算(BlockNodeSet DistanceSet):界面输入BlockNodeSet DistanceSet,这意味着iTracker计算所有节点的最短距离BlockNodeSet基于ISP提供的网络拓扑信息,计算完成后,它会返回最短路径集。(2)chooseNode (BlockNodeSet shortestPathSet):界面输入BlockNodeSet shortestPathSet,这意味着iTracker选择请求的IP节点到目标节点基于最短路径集,并将它返回给发出请求的节点。
图8显示区块链的序列图节点与其他节点请求iTracker和建立连接。特定的连接流如下:(1)iTracker区块链节点发起一个请求。(2)iTracker执行P距离和虚拟成本计算基于ISP提供的网络信息。如果找到最好的节点,该节点的IP返回给发出请求的节点。(3)每个iTracker记录其他区域iTrackers的IPs和节点在不同地区可以通过路由器建立连接。当一个区块链节点发起一个连接请求,iTracker查询邻国iTracker和建立连接的IP。(4)邻近iTracker接收请求后,它执行P距离和虚拟成本计算。(5)计算完成后,它传递的信息节点在该地区源iTracker通过路由器。当源iTracker获得节点的信息,它提供了请求节点的信息。(6)请求节点建立连接基于iTracker提供的节点信息。
5。特征分析
本节提供了一个详细的分析的可靠性和安全性Blockchain_P4P块传输期间传播机制和流言蜚语的传播机制。
P4P技术主要解决的问题在互联网上无法控制的交通,也常用来优化P2P应用程序的性能。区块链,P4P技术提高网络中传播延迟,大大减少了支付两倍攻击的概率,更好的保护街区的数据完整性和交易。在比特币和Hyperledger织物,区块链的传播机制遵循八卦的机制,这是区块链节点共识的基础,是确保数据一致性的核心节点。
块的可靠性和事务的传播,Blockchain_P4P-based传播机制比八卦传播机制更可靠,因为流言协议依赖于网络QoS和链接质量,如果网络QoS减少或链接失败,它不仅会导致某些节点在网络无法接收块或事务在很长一段时间,但也会增加总传播延迟。相反,P4P架构依赖互联网服务提供商收集网络信息,允许互联网服务提供商提供P2P应用程序的底层网络状态和政策信息,智能地选择数据交换对象基于政策信息。因此,当区块链节点发送块或事务,提供的功能接口P4P区块链网络架构用于请求从iTracker优先政策指导。iTracker虚拟成本和计算P区块链节点之间的距离,然后明智地选择适合区块链节点连接的节点,从而避免区块链节点从未能区块链节点不能向前块和事务顺利由于相邻节点连接失败。因此,传播机制基于Blockchain_P4P比闲聊更可靠的传播机制。
传输的安全性而言,比特币,如果有网络拥塞,它将减少块和事务的传播速度,从而增加分支的概率,使攻击者执行双重攻击和付款的机会也让区块链网络的安全风险。P4P的iTracker服务器部署isp收集网络信息计算P区块链节点之间的距离和虚拟成本基于网络信息。iTracker提供了最佳的连接指导区块链节点计算结果的基础上,避免了区块链的节点与节点发送块或交易的链接失败和节省传输时间。因此,基于Blockchain_P4P传播机制提高块和事务传播的速度,减少分叉的概率,优化区块链网络性能,保证区块链网络的安全性。
总之,将P4P技术集成到区块链网络提高区块链节点的路由和优化区块链节点之间的连接不仅增强了网络的可靠性和安全性,还提高了效率和QoS区块链网络通信。
6。实验结果
6.1。实验环境
本节介绍了模拟器的实验环境和实验并解释了相应的性能指标。
这个实验选择DTN模拟器模拟Blockchain_P4P V1.6,区块链网络传播机制基于P4P的架构。运行环境是Win10,英特尔酷睿i7 - 5500 u的CPU4个2.40 GHz, 8 GB内存和eclipse编译软件。DTN的一个是仿真平台开发环境,它提供了各种路由协议和运动模型来模拟一个更现实的网络环境(35,36]。图9实验显示了仿真场景,其中包含区块链节点,ISP, iTracker。来验证是否区块链网络传播机制基于P4P的体系结构可以优化八卦机制造成的延迟问题,减少分叉率,提出了四个性能指标来评估两种传播机制。(1)延迟:延迟区块链网络性能测量的一个重要指标,它由两个主要组件。一个是事务的传播延迟或块;另一个是延迟的检查和散列验证的困难。(2)系统开销:系统开销可以测量的内存和CPU资源使用的操作系统。我们模拟的两种传播机制消耗不同数量的内存和CPU,这指标措施传播机制可以优化连接,同时减少系统开销。(3)啤酒花路线:的路由跳数是通过路由器的数据包数量时传播。如果块更快和更少的路由跳路由,块和事务将传播到邻近节点更快。(4)消息传输的成功率:消息传输成功率的概率是一个包在指定的时间内成功地路由到目标节点。在实验中,我们设置了为每个数据包TTL值,如果包是不传播到目标节点在一定的时间内,数据包将丢失由于TTL超时,如果节点传播消息的速度不够快,包不会丢失由于超时TTL值,反映了两种传播机制的力量阻止和事务的传播。
6.2。路由算法选择两种传播机制
本节简要分析八卦和Blockchain_P4P机制的特点,选择不同的路由算法仿真的基础上,分析了特征。
流言蜚语的传播机制的想法是,相邻节点发送对方还没有收到对方的信息,然后完成本地更新;一段时间后,所有的节点在整个网络已经收到对方的信息和消息是一致的。流行病算法的核心思想是,当初始节点发送数据请求一个相邻节点,它首先发送一个总结向量,并根据总结向量,它决定对方是否已经收到这些数据,如果没有,它将与对方交换数据。像八卦协议,流行路由算法根据副本也转发数据。因此,我们使用一个流行路由算法和随机移动模型来模拟八卦传播机制在我们的实验。
这个提议使用P4P技术优化区块链网络层的传播机制,改变从最初的源节点向源节点发送块相邻节点发送请求到iTracker服务器。iTracker,通过路由计算,获得最低的节点链接消费和最短路径源节点,连接,和交流数据块。它可以得出的结论是,iTracker可以提高数据传输的效率,避免大量的消费。因此,我们选择了先知路由算法(37]在模拟器上模拟基于P4P的传播机制的体系结构。此外,P距离通常使用最短路径算法来选择,距离越近,越短P距离,所以我们使用Dijkstra算法+先知算法来模拟区块链网络的传播机制基于P4P体系结构的仿真实验。
6.3。两个传导机制的仿真比较
本节模拟方面的八卦机制和Blockchain_P4P机制四个性能指标,如路由啤酒花,传播延迟,消息传输成功,和系统开销,并提供了仿真结果的简要概述。
后模拟八卦传播机制和区块链网络传播机制基于P4P架构、性能指标等线路的数量,平均延迟、传输成功率和系统开销下两种传播机制。我们组100600年12 h组的节点来模拟这两种传播机制,并比较两种传播机制下的四个性能指标给出的数字10- - - - - -13。图10显示了路由跳的比较两种传播机制。自从流行算法将数据包转发到遇到节点无论何时遇到一个节点时,某些节点可能保存相同的数据包并停止交换数据包当这种情况发生时,模拟之后,这个算法的路由跳数基本上是维持在一跳。路由算法的模拟在这个方案中,路由跳数在2到6的范围。这是因为物体的转发路径iTracker提供的数据,和转发路径可能会面临大量的啤酒花。然而,即使跳很高的数量和链接的质量很好,不会有链路拥塞的流行算法。
图11显示了平均延时比较两种传播机制;如图所示,模拟的流言传播机制下的平均延时流行高于区块链网络的传播机制基于P4P结构模拟的先知。自从流行算法交换数据包每当遇到一个节点,当有多个节点在网络和路线很远,交通拥堵和高传播延迟可能会发生。先知算法是一种有效的算法来计算最短路径路由到目标节点的最短路径算法,这个算法的传播延迟低于流行算法。
图12显示了消息传输成功率的比较两种传播机制。从图可以看出,流言传播机制的消息传输成功率模拟流行病比这低得多的区块链网络传播机制基于P4P结构模拟的先知。这是因为流行网络中大量的副本,这些副本消息不及时转发由于网络拥塞和超过导致数据包设置TTL值下降,从而导致较低的消息传输成功率。
图13显示了两种传播机制的系统开销。流行的算法是基于一个洪水策略,每次与遇到的节点交换数据包,这将给整个系统带来很高的系统开销。先知算法,另一方面,选择最短路径上的节点转发数据包,减少系统开销。从图可以看出,当节点规模的增加,带来的系统开销流行算法最终将逐渐增加,远远超过的先知。
7所示。结论
本文讨论了区块链网络非常容易产生分歧的问题。我们首先总结了分歧的原因,然后给出了一个优化方案以应对分歧。加快阻止传播,我们提议Blockchain_P4P,基于P4P区块链网络传播机制,结合区块链节点的P4P技术来提高通信效率。通过仿真比较,发现Blockchain_P4P机制需要经过多次反射路线与节点通信时在其他地区,所以它的路由跳数高于八卦机制。的Blockchain_P4P机制优于八卦机制传播延迟,消息传输成功率,和系统开销,也证明了提出Blockchain_P4P机制可以有效地加速块传播速度和提高网络传输效率。
数据可用性
这个实验的数据都是起源于一个模拟器,由多个团体和数据包传输模拟实验节点在不同的时间段,并报告模块模拟器的自动评估延迟,路由跳,系统开销,和消息传输的成功率指标在那个时间,最后,我们画一个实验图并根据评估数据进行数据分析。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
确认
这项工作是支持部分由中国国家自然科学基金批准号61373162,四川省科学技术厅项目批准号2019 yfg0183,四川省重点实验室项目批准号KJ201402。