SP-Chain: 提升区块链分片中内部和跨分片的安全性与性能
分布式、并行与集群计算
2025-07-31 v2
摘要
为了克服当前区块链的可扩展性限制，一种 promising 的方法是使用分片，即将交易处理分摊到多个较小的节点的组中。一个做得好的区块链分片系统需要在内部和跨分片两个层面上同时具备高性能和高安全性。然而，现有协议要么在保护安全性方面存在问题，要么在牺牲安全性以换取高性能方面做得不够。本文提出了SP-Chain，一种在内部和跨分片层面均实现安全性和性能增强的区块链分片系统。对于内部分片层面，我们设计了双阶段并发投票方案，以实现高系统吞吐量和低交易确认延迟。此外，我们提出了一种高效且无偏的领导人轮换方案，以确保在恶意行为下也能保持高性能。对于跨分片层面，提出了一种基于证据的高效跨分片交易处理机制，以低开销保护跨分片交易。我们基于Harmony实现了SP-Chain，并通过大规模部署进行了性能评估。广泛的评估表明，在4000个节点的网络中，SP-Chain能够在恶意行为下处理超过10,000笔交易每秒，确认延迟为7.6秒。
引用
@article{arxiv.2407.06953,
title = {SP-Chain: Boosting Intra-Shard and Cross-Shard Security and Performance in Blockchain Sharding},
author = {Mingzhe Li and You Lin and Wei Wang and Jin Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.06953},
year = {2025}
}
备注
Published in IOTJ