分片是一种解决区块链可扩展性问题的关键技术.针对区块链网络分片可能会使恶意节点更容易集中在同一个分片内以及实用拜占庭容错(practical byzantine fault tolerance,PBFT)共识机制主节点选择不合理问题,提出基于可验证延迟函数(verifiable delay function,VDF)和一致性哈希的区块链网络分片方法(blockchain network sharding algorithm based on verifiable delay function and consistent hashing,VCNS).使用可验证延迟函数随机进行分片,使得恶意节点能够均匀分配到不同的分片中,从而有效避免了大量恶意节点同时控制某个分片的情况,增强了分片区块链的安全性.同时,主节点选举结合一致性哈希算法,由分片内当前主节点选出片内下一个主节点,片内成员节点会验证当前主节点计算出的下一个主节点是否正确,防止当前主节点与恶意节点合谋,增强主节点选举的安全性.实验结果表明,VCNS在保障分片区块链安全性的前提下,具备了高吞吐量和低共识时延的优势.
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