区块链论文【15】

ezpod 2020-03-23

解决方案 Blog 论文 区块链

区块链作为一种崭新的、颠覆性的技术,是国内外活跃的研究领域和毕业设计选题方向。本文列出最新的一组区块链方面的论文,希望可以对选择区块链毕业设计的同学们有所帮助,这是汇智网编辑整理的区块链毕业设计论文系列中的第15篇:

区块链开发教程链接:以太坊 | 比特币 | EOS | Tendermint | Hyperledger Fabric | Omni/USDT | Ripple

本文整理了最新的可用于区块链毕业设计的参考论文,如果需要访问区块链毕业设计必读论文系列的最新文章,可以持续关注我们的博客,或加入QQ群:532241998

1、基于区块链的去中心化DApp开发技术综述与开发指南

区块链/分布式账本是一种颠覆式的技术,它为开发去中心化应用提供了基础设施,为新的商业模式的出现提供了可能。在过去的几年里,区块链技术已经吸引了学术界、开发人员和创业企业的极大的兴趣,因此已经开发了很多方案来解决区块链技术的局限并满足软件工程的需求。

论文对分布式账本解决方案进行了综述,分析了面临的问题、当前已有的方案以及这一技术在开发去中心化应用时的作用。本研究查阅了超过100篇区块链方面的论文并借鉴了创业企业的思路,提出了去中心化应用的三层架构,并利用该架构对各种解决方案进行了系统化地分类。

在这里插入图片描述

协议和网络层主要解决数字资产注册、交易、数据结构、隐私、业务规则的实现、p2p网络的创建、账本复制以及基于共识的状态验证。伸缩层解决系统伸缩性问题,例如存储量、交易吞吐量以及计算能力。最后,联邦层负责聚合多个区块链应用。

在论文的结尾部分,我们探讨了开发去中心化应用的挑战和机遇,提供了一个将传统系统进行去中心化实现的分步指南。

论文PDF下载:Blockchain based Decentralized Applications: Technology Review and Development Guidelines

2、一种可容忍半数敌对节点的、停机可恢复的灵活的区块链分片协议

区块链分片(Sharding)是解决去中心化和高性能矛盾的一种有潜力的途径。区块链分片系统的主要挑战在于如何在子分组(分片)中决策某一声明,同时确保全体节点认可这一声明。也就是说,挑战在于那些在全局不占多数但在某个分片内占多数的敌对节点的对共识的破坏。大多数区块链分片方案要求分片内的恶意节点数量不超过1/3才能达成正确的共识。虽然存在某些区块链分片方案,只要当敌对节点不超过全局总节点数的n/2,就可以避免达成错误的共识决定。然而如果敌对方控制了一小部分节点,那么系统会停止达成共识(死锁)。

在本论文中,我们提出了一种改进的区块链分片方案,可以n/2敌对节点并从死锁中恢复。恢复过程是通过动态调整分片数量和分片大小实现的。性能分析表明我们的方案具有很高的性能(交易吞吐量),同时用于同步的带宽需求也很小。

在这里插入图片描述

论文PDF下载:[A Flexible n/2 Adversary Node Resistant and Halting Recoverable Blockchain Sharding Protocol]()

3、非许可制区块链的通用超轻客户端协议

论文针对具有合理配置的包含全节点与轻量客户端的非许可制区块链网络进行了系统地研究。在博弈论模型下,我们设计了一个超轻量级客户端协议以确保一个轻客户端可以利用若干个作为中继的全节点来读取区块链。

在这里插入图片描述
论文提出的协议是通用的,也就是说它可以部署在不同的共识协议之上;协议也是超轻量级的,就是说轻客户端判断交易是否存在于区块链上的计算成本可以保持在很小的常数两集。

由于论文提出的协议解决了扩展区块链技术应用的一个最大的挑战,它可以应用于非常多的重要的用例中,例如多链钱包、DApp浏览器等等。

论文PDF下载:Generic Superlight Client for Permissionless Blockchains

4、利用交易并发的区块链提速研究

共识协议目前是妨碍区块链系统扩容的主要瓶颈。然而,我们认为交易执行对于区块链的性能和安全也很重要。换句话说,可以通过降低交易执行的成本来加速并增强区块链的安全性,这一方向存在巨大的机会。

我们的目标是理解利用交易并发能够将区块链提速到什么程度。我们首先分析了七个主流的公链的历史数据:比特币、比特币现金、莱特币、狗狗币、以太坊、以太坊经典和Zilliqa。论文主要考虑与并发相关的两个指标:每个区块内的单个交易冲突率以及每个区块内的分组冲突率。我们发现基于UTXO机制的区块链比基于账户机制的区块链,存在更多的并发交易,虽然前者的并发数还是低于我们的预期。另一个有趣的发现是,区块越大,并发交易数越高。

论文还提出了在指定并发数时估算交易执行加速的分析模型。基于我们的实际分析结果,如果可以利用并发交易,论文提出的模型预测在以太坊中可以实现6倍的加速。

在这里插入图片描述
论文PDF下载:https://arxiv.org/abs/2003.06128

5、一种适用于区块链集市的具有灵活支付机制的可伸缩侧链协议

去中心化集市应用的蓬勃发展需要要求高伸缩解决方案来应对大量的消费者支付交易。虽然侧链看起来提供了一种可能的解决方案,在实现侧链时还是存在一些挑战。虽然较为简单的状态通道已经广泛采纳(例如比特币的闪电网络),但实际上还没有真正得到大范围的应用。

在本论文中,我们提出了一种支付交易的侧链机制:Plasma Go,在这一机制下,支付交易所需的用于链上活动的计算和资金成本并不依赖于侧链交易的数量。实际上,Plasma Go利用主链公证将点对点支付通道与链下活动结合起来,从而提供了一种可以保证消费者以及服务提供者侧链资金安全的机制,而无需双方在线。

在这里插入图片描述
我们利用高效的Boneh-Lynn-Shacham签名以及密钥聚合方案设计主链公证以及入金出金
过程,而这些在之前的侧链设计中存在很多已知的攻击和缺点。在计算负载方面,论文
提出的方案比目前最先进的扩容方案要低几个数量级。我们也分析了基于签名的Plasma Go
方案与顶尖的侧链技术ZK-Rollups的取舍,并重点描述了集市运营者在选择2层解决方案
时的决策。

论文PDF下载:Plasma Go: A Scalable Sidechain Protocol for Flexible Payment Mechanisms in Blockchain-based Marketplaces

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