基于节点属性分片的区块链技术在物流信息平台的应用

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近些年,我国物流业在电子商务的推动下发展势头迅猛,2022年全国社会物流总额高达347.6万亿元,成为畅通经济增长“主动脉”和“微循环”的重要力量,同时在物流领域各企业间信息孤岛,物流信息被恶意篡改,各主体信任机制薄弱等问题也愈发严重。区块链技术独特的数据管理方式能够有效解决上述问题,但区块链系统较低的交易吞吐量是其落地应用中面临最大的障碍和挑战。为解决上述问题,本文设计了一种基于节点属性的分片方案,该分片方案包括节点随机分配方法、交易分片方法和状态分片方法三个部分,通过赋予节点不同属性完成区块链系统的分片。节点随机分配方法通过将节点随机均匀地分配到不同分片,并可利用密码学技术验证分配结果的正确性,提高分片成功率和抗攻击能力,降低重分片所需时间;交易分片方法可使系统中大部分交易在同一分片内完成,减少跨片交易的占比,提高交易处理效率;状态分片方法在不影响数据完整性和可追溯性的情况下,降低每个节点的存储负担,并且保证了系统内数据的冗余度,提升系统的健壮性。三种方法协同作用,能够降低区块链系统完成分片的时间开销,减少系统中跨片交易数量,提高交易处理在系统时间中的占比,从而提高区块链系统的交易吞吐量。同时为处理系统中的跨片交易,降低处理跨片交易所需计算和通信资源,设计了一种跨片交易处理方法,提高跨片交易的转发效率,缩短跨片交易的处理时间,保证系统一致性。为了验证该方案的有效性,本文将以上方案应用于区块链系统,从节点分配均衡度、重分片耗时、交易吞吐量、安全性四个方面设计实验,通过分析实验结果,表明本文设计的分片方案能有效提高区块链的交易吞吐量。最后,通过对物流信息平台进行需求分析,实现基于节点属性的分片方案在区块链物流信息平台的应用。
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