Fabric中PBFT共识机制的分析与改进的任务书.docx

Fabric中PBFT共识机制的分析与改进的任务书
一、选题背景：
区块链技术一直以来都是当前互联网领域研究的热点之一，而共识机制是区块链技术的核心之一。目前，常见的共识机制有PoW（ProofofWork）和PoS（ProofofStake）等，但是这些共识机制也存在着一些缺陷，比如PoW的电能浪费和PoS的寡头效应。因此，PBFT（PracticalByzantineFaultTolerance）共识机制逐渐受到了研究者的关注。
PBFT共识机制是一种拜占庭容错的算法，主要解决的问题是在节点数较少、可信节点占比较高的场景下，如何保证分布式系统的安全、可靠和一致性。相比于传统的共识机制，例如PoW和PoS，PBFT拥有更快的交易确认时间、更强的安全性和稳定性。
但是，PBFT共识机制也存在如下几个问题：
1.PBFT的网络负载较大，导致其性能较差；
2.PBFT依赖于SBFT（StatefulByzantineFaultTolerance）算法，而SBFT算法存在性能问题；
因此，本文将对PBFT共识机制进行分析和改进，以提高其性能和可靠性。
二、研究内容
1.PBFT共识机制的原理与实现
介绍PBFT共识机制的原理和实现过程，包括PBFT的各个组成部分（如视图切换、三个阶段的投票过程等），分析其运行机制，并对其优缺点进行总体评价。
2.PBFT共识机制的性能评价
分析PBFT共识机制的性能，比如它的通信延迟和吞吐量，并分析其瓶颈所在，探讨其提高性能的办法。
3.PBFT算法中的SBFT改进
介绍SBFT算法的原理和实现，分析其性能瓶颈，探讨在PBFT共识机制中可能存在的性能问题，并对其进行改进，以提高PBFT的性能和可靠性。
4.PBFT共识机制的应用实践与展望
根据PBFT共识机制的优势和不足，探讨其在区块链技术和其他领域中的应用，展望未来其发展的方向和趋势。
三、研究方法
1.文献综述法
通过查找相关文献，并结合实际案例，对PBFT共识机制进行详细分析和评价。
2.算法改进法
对PBFT算法中的SBFT算法进行改进，并通过实验数据验证其性能的提升。
四、预期成果
1.对PBFT共识机制的原理、优缺点进行详细的分析和评价。
2.对PBFT共识机制性能进行深入研究，探讨其改进的方法。
3.对PBFT算法中的SBFT算法进行改进，提高PBFT的性能和可靠性。
4.对PBFT共识机制的应用进行分析，并对其未来发展进行展望。
五、参考文献
1.杨圣港,张家刚.PBFT算法与区块链共识算法比较研究[D].郑州:华北水利水电大学,2019.
2.CastroM,LiskovB.PracticalByzantineFaultTolerance[C]//OSDI.Vol.99.1999:173-186.
3.KotaS,KonudulaRR.AReviewonPracticalByzantineFaultToleranceAlgorithmsinBlockchainNetwork[J].InternationalJournalofComputerScienceandMobileComputing,2020,9(1):307-316.
4.XiaoJ,LiangY,ZhangJ.PerformanceEvaluationofthePBFTConsensusAlgorithm[C]//InternationalConferenceonGridandDistributedComputing.Springer,Cham,2020:321-331.
5.SV,AR,US.RobustByzantineFaultTolerance:ASurvey[J].InternationalJournalofEngineeringandAdvancedTechnology(IJEAT),2020,9(2):2172-2179.