联盟区块链中成员动态权限管理方法的设计与实现

摘要

随着2008年比特币的问世，数字货币及其衍生应用开始迅猛发展。区块链作为数字货币的核心支撑技术也得到了极大重视，并迅速成为互联网金融的新型技术热点。而联盟区块链的设计在融合了传统分布式系统和当前去中心化区块链理念的基础上进行了多中心化的改造，为基于区块链的金融应用提供了可行的解决方案。随着联盟区块链产品的真正落地，如何解决联盟内各类设施的权限管理和权限准入准出问题就有其必要性。
　　基于此，本文设计并实现了联盟区块链中成员动态权限管理方法——
　　首先，提出了一种基于分类身份认证架构的权限管理体系，并基于数字证书设计并实现了联盟区块链内各类设施之间的连接策略，构建了基本的底层连接框架。
　　其次，针对新节点在加入联盟区块链时面临的数据同步问题，设计并实现了一种基于区块链数据完整性校验的数据同步机制，并用节点服务质量控制机制保证同步性能，通过实验表明该实现具有良好的可用性。
　　最后，基于对PBFT算法的改造，设计了一种基于动态修改全网共识参数的增删共识节点的方法，实现了共识节点动态准入和准出联盟区块链，实验表明其功能完善且在大规模网络中也有良好表现。

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摘要

图目录

表目录

1．1 课题背景

1．1．1 区块链的发展和意义

1．1．2 实现联盟区块链的重要性

1．1．3 联盟区块链的成员动态权限管理问题

1．2 主要目标内容与创新点

1．3 本文的组织架构

1．4 本章小结

第2章 成员动态权限管理方法相关技术综述

2．1 数字证书与PKI／CA技术体系

2．1．1 数字证书

2．1．2 PKI／CA技术体系

2．2 区块链共识机制分析对比

2．2．1 证明类共识机制

2．2．2 投票类共识机制

2．2．3 各类共识算法对比

2．3 PBFT算法综述

2．3．1 拜占庭问题的由来

2．3．2 PBFT算法

2．4 本章小结

第3章 分类CA权限管理及连接策略

3．1 分类CA权限管理体系

3．1．1 明确各类设施的权限

3．1．2 分类CA体系架构

3．2 基于CA证书的连接策略实现

3．2．1 创世共识节点的连接策略

3．2．2 新增共识节点连接策略

3．2．3 新增记账节点连接策略

3．2．4 节点重连策略

3．2．5 节点状态机FSM实现

3．2．6 SDK客户端与节点间连接策略

3．3 本章小结

第4章 数据同步机制

4．1 账本数据的结构分析与完整性校验

4．1．1 账本数据的结构分析

4．1．2 区块数据的完整性校验

4．2 数据同步机制

4．2．1 区块链数据同步的实现

4．2．2 QoS实现

4．3 实验结果与分析

4．3．1 实验设置

4．3．2 实验结果分析

4．4 本章小结

第5章 共识算法的增删节点实现

5．1 节点管理组件概述

5．2 新增节点算法流程

5．3 删除节点算法流程

5．4 增删节点算法实现

5．4．1 AddNode／DelNode阶段

5．4．2 新节点Recovey阶段

5．4．3 AgreeUpdateN阶段

5．4．4 UpdateN阶段

5．5 实验结果与分析

5．5．1 案例分析

5．5．2 实验设置

5．5．3 实验结果分析

5．6 本章小结

6．1 全文总结

6．2 未来展望

参考文献

攻读硕士学位期间主要的研究成果

致谢