计算机工程

作者：李俊吉, 张佳琦, 高改梅, 杨莉

单位：太原科技大学计算机科学与技术学院, 山西 太原 030024

关键词：信誉机制,车联网,共识算法,区块链,路旁单元

基金：国家自然科学基金(62272336); 山西省教学改革创新项目(J20220723); 山西省研究生科研创新项目(2023KY661); 太原科技大学研究生教育教学改革课题(JG202310); 太原科技大学纪检监察研究项目(JWYB202408)

针对车联网(IoV)中传统共识算法存在的通信开销大、主节点选取随意的问题, 提出一种基于信誉机制的IoV共识算法RHotStuff。将IoV中的车辆和路旁单元(RSU)作为节点组成共识网络, 同时引入投票积极度、历史影响程度、信誉惩罚因子等指标来实现信誉机制, 用于评估节点的信誉分数, 衡量其可信程度。根据信誉分数将节点划分为主节点、从节点和候选节点。在共识开始前, 仅选取信誉分数较高的部分节点作为主节点, 和从节点参与共识, 以降低通信开销并提高共识性能, 其中主节点由信誉分数最高的节点担任, 以降低主节点的可预测性。在共识完成后, 信誉分数将重新计算, 并据此选择下一轮参与共识的节点。此外, 主节点会在Reply阶段将共识结果发送给其他所有节点, 以同步信誉分数和区块。实验结果表明, RHotStuff具有O(N)的通信复杂度, 并且其共识成功率相较于C-HotStuff提升了约30%。当节点数量为93时, RHotStuff的共识吞吐量相较于R-PBFT提高了11.68%, 同时其共识时延降低了11.74%。综合来看, RHotStuff优化了主节点选取方式, 具有较低的通信开销和共识时延, 同时获得了较高的共识成功率和共识吞吐量, 对提升IoV通信效率、推动智能交通的发展具有重要意义。

来源：2025年第4期

《计算机工程》期刊编辑部

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