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无线区块链网络中的区块访问控制:设计、建模与分析

分布式、并行与集群计算 2021-04-28 v1 信息论 math.IT

摘要

无线区块链网络旨在为各种区块链应用提供去中心化且安全的无线网络。为了在无线网络中达成区块链共识,重要步骤之一是利用无线信道广播新区块。在无线网络协议下,区块传输将受到显著影响。本文通过研究媒体访问控制(MAC)协议 CSMA/CA 的影响,关注基于区块链的无线局域网(B-WLAN)中的共识过程。由于 CSMA/CA 中退避计数器的随机性,后续区块有可能追上或超过先前区块,这使区块链分叉问题复杂化。鉴于此,我们提出暂停挖矿的挖矿策略以降低分叉概率,以及一种丢弃策略以移除 CSMA/CA 退避过程中已存在的分叉区块。基于所提策略,我们设计了区块访问控制(BAC)方法,以有效调度区块挖矿与传输,从而提升 B-WLAN 性能。随后,给出马尔可夫链模型以进行 B-WLAN 性能分析。结果表明,BAC 方法可帮助网络实现高交易吞吐量的同时提高区块利用率并节省计算能力。同时,展示了交易吞吐量与区块利用率之间的权衡,可作为区块链实际部署的指导。

关键词

引用

@article{arxiv.2104.13144,
  title  = {Block Access Control in Wireless Blockchain Network: Design, Modeling and Analysis},
  author = {Yixin Li and Bin Cao and Liang Liang and Deming Mao and Lei Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2104.13144},
  year   = {2021}
}