面向区块链分布式账本的信息裁剪方法研究

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近年来,随着区块链分布式账本的快速发展,区块链上的信息增长迅速,在区块链网络中,为了保证去中心化,每个节点都要独立的保存区块链数据,而不断增长的区块链信息提高了区块链网络中节点的存储要求,同时也给新加入网络的节点带来大量同步以及验证的负担,这提高了成为区块链网络节点的门槛,进而导致保存区块链信息的节点数量减少,对区块链的去中心化造成消极影响,不利于区块链网络的发展,因此越来越多的研究着眼于优化区块链信息的存储。为了缓解日益增长的区块链信息给节点带来的存储压力,当前很多研究基于裁剪区块链信息,为此,本文将对区块链分布式账本中的信息裁剪展开研究,本文的主要工作如下:1.界定了能够被裁剪而不会影响区块链功能的历史冗余交易信息。通过对区块链中的交易信息进行分析和研究,界定了历史冗余交易信息,论证了冗余交易信息满足一定条件下可以被裁剪而不会影响区块链的交易功能、简单支付验证功能、生成UTXO集功能。2.在定义了历史冗余交易信息的基础上,提出了通过裁剪历史冗余信息以减小节点区块链信息所需存储的方法BPM。BPM方法的创新点包括:在RDS方法的基础上提出静态的压缩以及删除冗余交易信息使得网络中各节点裁剪结果保持同一性;通过使用BMT结构对裁剪后的区块链信息产生裁剪结果,然后建立机制使得网络中节点就裁剪结果达成共识,使得裁剪后区块信息仍能组建相同的UTXO集;通过建立周期性裁剪的机制,定期对区块链信息进行裁剪使得区块链信息所需存储周期性降低。3.基于BPM方法提出一种适用于裁剪DAG型区块链里历史冗余信息的方法。通过分析DAG型区块链的特点,针对性的改进BPM方法,使得可以周期性的裁剪DAG型区块链里的冗余交易信息以减小区块链信息存储。4.通过设计实验,分析了裁剪效率以及方法具有的特性。通过一系列实验,验证了裁剪效率以及对同步和验证交易时间的降低,分析了影响裁剪效率的因素,最后通过与前人的方法进行裁剪效率以及方法特性的对比,说明了裁剪方法的优越性。随着区块链分布式账本的发展,区块链信息的增长速度会越来越快,本文的裁剪方法通过周期性的裁剪区块链里的历史冗余交易信息,可以使得区块链信息所需存储不线性增长,有效降低节点的信息存储要求。
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