基于区块链上信息云存储的研究与应用

来源 :北京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jason19829413
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随着区块链技术的逐步发展,其应用也越来越广泛,在区块链上承载的数据也在不断增多。区块链是一个分布式的时序数据库,由于区块链的一个显著特性为去中心化,那么区块链每个节点均需要负载链上的全部数据,所以区块链的节点主机需要有较大的存储空间及较高的性能,主机上的存储空间不够,便会对数据同步产生影响。而目前市面上常见的手段是将主机上的数据进行云存储,数据上云较大的障碍为如何确保数据的安全性,因此,数据的安全性存储是其亟需解决的扩展性问题。基于目前的发展现状,本文设计了一个基于区块链的信息云存储系统,除了实现区块链单节点上云的存储,数据的安全性也得以保证,由于该应用主要集中在区块链平台上,区块链平台的设计对于云存储起着关键性的作用。本文设计并实现了数据存储适配性的共识算法,即授权分布式故障容错算法(Delegated Proof of Stake and Crash Fault Tolerance,DPCFT)。区块链的核心是共识算法,即分布式一致性算法,本文主要基于委托股权证明(Delegated Proof of Stake,DPOS)的授权去中心化思想、故障容错算法(Crash Fault Tolerance,CFT)和常见的Paxos分布式一致性算法的思想,采用两阶段提交的特性,并设计股权计算模式,与市面上的公有链比特币和以太坊的每秒交易量进行性能对比,得出其算法的适用性。基于区块链平台,本文设计了云存储的框架模型。首先,研究了市面上的常见的云存储模型,包括对称加密云存储以及非对称加密云存储模型,基于模型的运作流程设计出基于同态加密的云存储模型,根据底层的区块链存储的适用性,确立HElib库为数据隐私保护的算法,该算法以BGV全同态加密算法作为底层实现。除此之外,本文同样将数据存储细节如密钥分发、数据云上存储、数据检索以及数据更新过程进行详细的设计,并对其模型进行隐私性能、效率性能、经济性能三方面的评估;除此之外,将本文所提模型应用的BGV同态算法与Genrtry所提的自举思想的全同态加密算法进行效率对比分析研究,证明出BGV算法更具备大数据适用性。
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