Optimiertes Blockchain-Sharding-Modell basierend auf Knotenvertrauen und -zuweisung

Sharding-Technologie ist eine vielversprechende Lösung zur Verbesserung der Skalierbarkeit von Blockchain-Systemen. Sie steht jedoch vor dem Problem, geeignete vertrauenswürdige Knoten in separate Shards zuzuweisen, um Sicherheits- und Effizienzanforderungen zu erfüllen. Die bestehenden Methoden des Blockchain-Shardings berücksichtigen nicht die Unterschiede im Vertrauen der Shards, die Unterschiede in der Kommunikationslatenz und die Unterschiede in der Knotenanzahl zwischen den Shards. Dies erhöht tendenziell das Risiko eines Blockchain-Ausfalls. Diese Arbeit schlägt ein neuartiges Blockchain-Sharding-Modell zur Knotenallokation vor, indem sie die Unterschiedlichkeit des Vertrauens unter den Shards berücksichtigt. Die zentrale Idee besteht darin, Knoten verschiedener Vertrauensstufen den geeigneten Shards zuzuweisen, sodass die Shards nahezu das gleiche Vertrauen haben, was die Zuverlässigkeit der Shards erhöht und die Wahrscheinlichkeit eines Blockchain-Ausfalls verringert. Um die Kommunikationsverzögerung zwischen den Shards zu verringern, berücksichtigt diese Arbeit die Unterschiede in der Kommunikationslatenz und der Knotenanzahl zwischen den Shards. Sie schlägt einen Sharding-Algorithmus vor, der die Knotenallokation iterativ anpasst, sodass ein optimales oder nahezu optimales Knotenallokationsset erhalten wird. Simulationsresultate zeigen, dass die vorgeschlagene Methode die Sicherheit der Shards und die Leistung des Blockchain-Shardings im Vergleich zu zwei modernen Methoden, d.h. Monoxide und Rapidchain, in Bezug auf Durchsatz, Latenz und Wahrscheinlichkeit eines Blockchain-Ausfalls effektiv verbessern kann.