基于区块链的去中心化交易关键技术研究及应用.pdf

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1、学校代码：10255学号：2141510东华大学基于区块链的去中心化交易关键技术研究及应用RESEARCHANDAPPLICATIONSONTHEKEYTECHNIQUESOFDECENTRALIZEDTRANSACTIONBASEDONBLOCKCHAIN学科专业：计算机科学与技术论文作者：安庆文指导老师：黄秋波答辩日期：2017.01.05东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结

2、果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月东华大学计算机科学与技术博/硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名职称职务工作单位备注韩耀军教授答辩委员会主席上海外国语大学史有群教授答辩委员会委

3、员东华大学徐光伟副教授答辩委员会委员东华大学燕彩蓉副教授答辩委员会委员东华大学朱明副教授答辩委员会委员东华大学陶然高级实验师答辩委员会委员东华大学基于区块链的去中心化交易关键技术研究及应用基于区块链的去中心化交易关键技术研究及应用摘要随着2009年比特币的问世，区块链技术也随之产生。区块链技术由于具有去中心化、透明可信任的特点，因此这项技术也迅速引起了广大专家学者的关注。以太坊作为区块链技术的一个实现，提供了一个去中心化的应用平台，去中心化的应用也随之产生，区块链技术的应用也逐渐从最初的金融行业发展到各行各业。近些年来，随着一些行业联盟成立并尝试应用区块链技术解决联盟内去中心化的问题

4、并初见成效，联盟链的形式越来越得到企业的青睐。因此以联盟链应用为背景对区块链技术进行研究有着极大的未来价值和现实意义。本文以联盟链的形式展开对区块链技术的研究，针对以太坊在联盟链应用的不足提出相关改进，并实现了去中心化任务发布系统，其中系统中任务发布者与接受者之间的赏金交易通过区块链中智能合约实现。本文的主要工作有：（1）以以太坊为例，深入学习区块链相关技术与概念，并对区块链中的数据层和共识层深入探讨，并引出智能合约相关概念。（2）针对以太坊区块链基于工作量证明的共识机制在联盟链场景下表现出的算力浪费的问题，本文提出采用PBFT共识算法，并针对该共识机制进行改进，通过设计区块生成协议

5、并结合超时机制的方法，减少共识过程中的通信开销。（3）根据联盟链的特点，提出对以太坊中账户存储优化方案，I基于区块链的去中心化交易关键技术研究及应用结合MerklePatricia树的数据结构特点，对每笔交易涉及到的两个账户，找到账户地址的公共前缀后同时修改两个账户的内容，并采用K-means聚类算法将关联账户聚类，提高了交易执行过程中账户修改的效率。（4）对改进后的以太坊进行联盟链形式的区块链搭建，并开发实现了该平台下的去中心化任务发布系统，该系统中交易相关的操作由区块链完成。关键词：以太坊；PBFT；MerklePatricia树；K-meansII基于区块链的去中心化交易关键技

6、术研究及应用RESEARCHANDAPPLICIATIONSONTHEKEYTECHNIQUESOFDECENTRALIZEDTRANSACTIONBASEDONBLOCKCHAINABSTRACTTheBlockchaintechnologywasinventedalongwiththecreationofBitcoinin2009.AsapublicledgerofallBitcointransactionsthathaveeverbeenexecuted,theBlockchaintechnologyistransparentandreliableandithasanabili

7、tyofdecentralization.Therefore,thisinnovatedtechnologyhasdrawnalotofattentionfromspecialistsandscholarsdramatically.EthereumisanextendedinventionoftheBlockchaintechnology,whichwasdesignedasadecentralizedplatformfordecentralizedapp