无线网络中区块链共识算法的开销分析

曹傧^1,2, 聂凯君^1,2, 彭木根^1,2, 周治中³, 张磊⁴

1. 北京邮电大学 网络与交换技术国家重点实验室, 北京 100876;
2. 北京邮电大学 信息与通信工程学院, 北京 100876;
3. 中电科网络空间安全研究院有限公司, 成都 610041;
4. 格拉斯哥大学 工程学院, 格拉斯哥 G12 8QQ

收稿日期:2020-10-10出版日期:2020-12-28发布日期:2020-11-30

作者简介:曹傧(1983-),男,副教授,博士生导师,E-mail:caobin@bupt.edu.cn.
基金资助:国家自然科学基金项目（61701059）；中央高校基本科研业务费专项项目；四川省国际科技创新合作/港澳台科技创新合作项目（2019YFH0163）；四川省科技厅重要研究开发项目（2018JZ0071）

Overhead Analysis of Blockchain Consensus Algorithm in Wireless Networks

CAO Bin^1,2, NIE Kai-jun^1,2, PENG Mu-gen^1,2, ZHOU Zhi-zhong³, ZHANG Lei⁴

1. State Key Laboratory of Networking and Switching Technology, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China;
2. School of Information and Communication Engineering, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China;
3. China Electrics Technology Cyber Security Company Limited, Chengdu 610041, China;
4. School of Engineering, University of Glasgow, Glasgow G12 8QQ, The United Kingdom

Received:2020-10-10Online:2020-12-28Published:2020-11-30

摘要/Abstract

摘要： 选取工作量证明（PoW）和实用拜占庭容错（PBFT）作为公/私链代表，对比分析了两者在无线网络中的系统资源消耗，为区块链类型的选择提供合理评估.首先，建立公平统一的网络模型和区块链标准流程；然后，考虑无线网络传输失败导致的区块丢失，推导分析了相应的PoW分叉和PBFT视图更换概率；最后，分析了无线网络规模对PoW和PBFT的通信开销和算力开销的影响.仿真结果表明，PBFT的算力开销远小于PoW，但PBFT的通信开销受节点规模的影响较大，可扩展性较差；PoW的通信开销受节点规模的影响相对平缓，可扩展性相对较好.
中图分类号:
TN92
TP311.13

引用本文

曹傧, 聂凯君, 彭木根, 周治中, 张磊. 无线网络中区块链共识算法的开销分析[J]. 北京邮电大学学报, 2020, 43(6): 140-146.
CAO Bin, NIE Kai-jun, PENG Mu-gen, ZHOU Zhi-zhong, ZHANG Lei. Overhead Analysis of Blockchain Consensus Algorithm in Wireless Networks[J]. Journal of Beijing University of Posts and Telecommunications, 2020, 43(6): 140-146.





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