区块链的本质是节点矿权竞争,网络的实时连通性是前提和保障,但尚存在具有数据传输时延的容迟网络,使得其中的节点在区块链活动中完全处于劣势。为了解决容迟网络难以部署区块链系统的问题,构建了基于附块和离散令牌协商的区块链交易架构,为非持续连通网络中的节点参与区块链活动提供服务支撑。首先构造了命名为附块的辅助区块,用以作为区分联网和断网时生成的新区块的依据。其次以矿工身份标识和若干随机数为参数,生成具有唯一性和可验证性的离散令牌,用于获取挖矿资质。在此基础上,设计了基于离散令牌的挖矿资质归属算法和分支处理算法,前者避免了PoS(proof of stake)和DPoS(delegated proof of stake)首富作恶问题,后者保证了断网时生成的附链以均等概率追加到主链上。最后设计了附链二次共识方案,解决了断网时生成区块内可能存在的虚假和重复交易问题。理论证明和实验分析表明,提出的架构在可靠性、接受性、交易吞吐量、交易确认时间和分支率等指标上具有一定的优势。
针对容迟网络(DTN)中存在部分节点不合作的问题,提出基于节点社会属性的激励机制(IMNSA)。首先,定义节点协作度、奉献值衡量节点协作程度,其中,协作度体现节点的合作情况,奉献值量化节点在数据传输中的贡献。其次,设置奖励与惩罚策略以提高节点协作的积极性。奖励策略是基于节点协作度与奉献值的消息管理策略;惩罚策略通过强制自私节点转发若干条其他节点的消息迫使节点合作。最后,为提高消息投递率,提出节点羁绊值的概念,通过羁绊值筛选朋友节点以加大消息的扩散程度。仿真实验结果表明,所提机制可有效提高节点协作度,相较于Spray and Wait(SaW)算法,节点的平均协作度提高了112%,同时在消息投递率方面比Prophet平均提高106.48%,负载率比Prophet平均降低86.8%。可见,所提机制在激励节点合作方面具有不错的效果,同时可以保持较高的投递率和较低的网络负载,在社交DTN方面具有良好的应用前景。
