《北京交通大学》2018年硕士论文

【摘要】：互联网服务中数据处理或存储的中心化,导致系统管理成本较高、监管困难、数据易被篡改等问题。区块链技术作为一种新兴的共享账本技术,能够通过共识机制、智能合约和特殊的链式存储结构,实现数据的多方共同存管和业务的去中心化处理,达到网络去中心、数据可追溯防篡改的目的,进而较好地解决上述问题。本文研究了区块链在数据存储系统中的应用,针对当前区块链技术存在的不足和区块链典型行业业务特点,提出了区块链应用系统的优化方案,并在此基础上设计基于区块链存储特性的抽奖应用,通过系统实现和测试验证所提方案的可行性。本文针对中心化网络服务存在的问题,阐述了区块链技术的特点及解决上述问题的思路,并对主流区块链架构的研究现状和典型行业应用进行调研。本文深入分析了区块链技术研究中涉及的区块和区块链的数据结构、密码学、共识机制等技术,结合Fabric0.6区块链架构的不足及抽奖应用的业务特点,提出了支持验证节点动态添加和共识机制最佳匹配的系统优化方案设计,以及基于改进的Fabric区块链的抽奖应用业务模型,并给出了系统的整体框架和各模块详细设计方案。然后,在方案设计的基础上,本文完成了基于区块链存储特性的抽奖应用的编码实现。编码阶段主要分为三个部分:第一,实现动态添加节点机制,使得网络中已有验证节点可以在动态运行的条件下添加新的验证节点;第二,在Fabric区块链中添加dBFT共识机制,从而提升交易处理效率;第三,实现抽奖应用核心功能,并通过调用链上代码相关接口实现了智能合约的部署。最后,本文搭建测试网络,分别对区块链节点动态添加功能、dBFT在Fabric上的性能表现和抽奖应用的各项功能进行相应的功能测试和性能测试,证明了本文设计的各项方案的可行性。本文实现的基于区块链数据存储特性的抽奖应用,为进一步研究区块链底层技术优化、探索区块链技术在各个行业内的应用推广奠定了良好的基础。