计算机工程

作者：孙林昆, 蒋文保, 郭阳楠, 李春强

单位：北京信息科技大学 信息管理学院, 北京 100192

关键词：区块链,高性能,密码累加器,智能合约,可验证计算

基金：云南省区块链应用技术重点实验室项目（202105AG070005）。

区块链由于其去中心化的特点，被认为是近年来最具颠覆性和革命性的技术创新之一。然而，目前大多数公有链由于数据高度冗余使得区块链系统数据迅速增长，从而造成节点存储资源消耗严重，此外它还存在区块共识成本较高导致系统吞吐量低的问题。针对区块链的可扩展性问题，提出一种适用于智能合约的无状态区块链性能优化方案STiPChain。STiPChain基于密码累加器与可验证计算完成无状态设计，采用RSA累加器生成智能合约的有效性证明实现节点状态数据压缩，同时通过分布式设计将智能合约的有效性证明更新效率优化至常数，极大降低节点对磁盘和内存的需求。在此基础上，STiPChain将区块共识与区块运算解耦，基于可验证计算技术提出新的智能合约执行逻辑和交易验证方案，解决无状态条件下的交易验证与执行问题，有效提高系统吞吐量。实验结果表明，与Ethereum相比，STiPChain无状态区块链性能优化方案将共识节点的存储需求降低了99%，吞吐量提高了1.6~2 500倍。

来源：2023年第2期

《计算机工程》期刊编辑部

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