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[区块链]论文阅读:The Block Propagation in Blockchain-based Vehicular Networks

问题:考虑了由于节点高速移动带来块传播问题,从而导致节点达成共识出现问题。
本文工作:研究车辆网络情况中单链结构下移动性对于区块传播的影响。
车辆网络下的特殊性:

1:车辆的高速移动导致的通信方式转变(确定性通信到机会通信)。
2:因为传播时延甚至是通信失败导致的共识时间增长和分叉(因为车辆网络情况下无线链路上通信范围有限和通信拓扑高度动态)。

成果:导出了单块传播的时间表达式。对于分叉问题,将其描述为多块竞争传播,并给出多块竞争传播的近似解析解,而结果验证了移动性和节点个数对块传播速度的影响,而且发现了车辆的独特传播能力对减少分叉的作用。

*利用分叉加速共识的方法:*例如利用有向无环图的Tangle和Hashgraph

许多因素会影响共识达成的时间:例如信噪比,无线传输功率,和无线移动矿工的数量,及CSMA/CA会影响共识,网络负载也会影响每秒交易和交易丢失率

单链结构的车辆区块链网络

网络节点会重复概率性的地转发块
当接收比例到达一定值,将块加入到链中。
在这里插入图片描述

关于车辆区块链网络的信息传播动态方程
假设网络中有N个车辆
在这里插入图片描述

接触率,r通信范围,L部署区块链的范围, 平均相对速度
在这里插入图片描述

m(t)表示从开始到t时刻车辆的连接次数。

在这里插入图片描述

求导为增长速率
单块传播的动态方程,所有节点传播一样的区块

在这里插入图片描述

知道块的节点个数在这里插入图片描述

不知道块的节点个数在这里插入图片描述

不知情节点占整个区块链比例在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
的前提下,4的通解是5

块传播时间
在这里插入图片描述

多块传播
多块竞争传播的情况,考虑两个块a和b,每个节点都在从初始状态向收到两个节点的状态行进

在这里插入图片描述
公式中特殊在于多了两个量其实就是节点对于a和b两个块的转发率。

由于分析困难

先给出了数值图像结果
在这里插入图片描述

结论就是:持有初始块的节点越多,共识时间缩短。

多块传播中对初始块持有者高的块分配较低的转发概率,对初始块持有者低的块分配较高的转发概率,可以减少平均块传播时间。

根据式五和图像得到的拟合方程(a,b同理)
在这里插入图片描述
其实就是式子五在转发率为1的时候
在这里插入图片描述
从图中可以得到,当两个块的转发概率相近时,数值结果会和拟合结果相近。
但是当转发概率相差很大时,数值结果和拟合结果则相去甚远。
其实因为转发概率问题导致退化为单块传播的情况,对于准发能力相对弱的块,用10对转发结果进行拟合。
插入图片描述
更改拟合方程为10
对于n个块竞争传播的情况,车辆的状态共有2^n个,对于n块传播有如下公式11。

表示t时间处于第k个状态的车辆的数量
在这里插入图片描述结果分析
加快共识方法:
1、增加节点移动性就是速度
2、增大节点数量。
控制分叉方法:
对于传播转发工作,每个节点遵循一个转发原则,以收到的包的百分比按照概率对其进行转发。以此来加快共识过程。

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加:2021-07-30 12:47:37  更:2021-07-30 12:47:53 
 
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