區塊鏈數據通信性能優化

本書重點闡述了區塊鏈數據通信性能優化問題。本書從提升數據通信的效率，確保傳輸的可靠性，改善服務的公平性三方面進行闡述，在節點通信能力、信任度、權值、服務請求優先級等多個影響因素的約束下，首先從通信拓撲結構和通信機制角度優化通信性能，構建了多連接並發通信樹模型，在此基礎上，針對不同的應用需求和場景，提出了多個區塊鏈數據通信算法對區塊鏈通信性能進行優化，具體包括考慮節點信任度的區塊鏈通信算法、考慮權值的多因子區塊鏈通信算法、考慮節點失效的區塊鏈通信算法和考慮節點服務優先級的區塊鏈通信算法。從理論證明和模擬實驗對算法的正確性和有效性進行驗證。

李皎，女，1982年8月生，博士，講師。2008年至今在西安石油大學計算機學院從事教學和科研活動。2017年獲得西北工業大學管理科學與工程專業博士學位。科研工作一直致力於分佈式數據通信和區塊鏈數據通信性能優化研究。以第一作者發表論文8篇，其中SCI檢索2篇，EI檢索2篇，CSCD2篇。參與國防973項目、國家自然基金、省部級項目8項，主持並完成陝西省教育廳項目1項。

第1章區塊鏈技術概述1 
1.1區塊鏈發展歷程2 
1.1.1區塊鏈的起源2 
1.1.2區塊鏈構建價值互聯網3 
1.1.3區塊鏈發展的三個階段5 
1.1.4區塊鏈國內外研究現狀5 
1.2區塊鏈基本概念8 
1.2.1區塊鏈的定義8 
1.2.2區塊鏈的特點8 
1.2.3區塊鏈的分類10 
1.3區塊鏈運作原理10 
1.4區塊鏈架構12 
1.5區塊鏈的關鍵技術19 
1.5.1 P2P網絡19 
1.5.2加密技術21 
1.5.3共識機制21 
1.6區塊鏈數據通信問題22 
1.7章節內容及全書框架26 
參考文獻30 
第2章區塊鏈數據通信模型構建35 
2.1引言36 
2.2區塊鏈數據通信拓撲結構39 
2.2.1三種通信結構39 
2.2.2樹形通信結構及優點41 
2.3並發通信機制及通信規則43 
2.4性能評價指標及通信樹特點44 
2.4.1性能評價指標44 
2.4.2通信樹特點46 
2.5多連接並發通信樹模型47 
2.6模型性能分析49
2.6.1通信結構性能比較49 
2.6.2並發通信效率分析51 
2.6.3節點使用率性能指標分析51 
2.7模型特點55 
2.8本章小結57 
參考文獻58 
第3章區塊鏈通信影響因子分析61 
3.1引言62 
3.2節點通信連接數64 
3.2.1節點通信連接數的含義64 
3.2.2節點通信連接數的相關定義64 
3.3節點信任度65 
3.3.1節點信任度概念及相關定義65 
3.3.2基於AHP的直接信任度70 
3.3.3推薦信任度77 
3.3.4綜合信任度78 
3.3.5基於時間幀的信任更新策略78 
3.3.6節點信任度初始化79 
3.3.7節點信任度區間及分類80 
3.4節點服務優先級83 
3.5通信權值85 
3.5.1通信權值的含義85 
3.5.2通信權值的度量86 
3.6本章小結89 
參考文獻90 
第4章區塊鏈數據通信性能優化策略93 
4.1引言94 
4.2考慮節點通信連接數的區塊鏈通信算法96 
4.2.1研究假設與約定96 
4.2.2通信樹表示方法98
4.2.3算法描述99 
4.2.4理論證明及分析101 
4.2.5仿真實驗及通信性能評價102 
4.2.6算法研究結論106 
4.3考慮節點信任度的區塊鏈通信算法106 
4.3.1問題描述106 
4.3 .2相關定義110 
4.3.3算法描述112 
4.3.4理論證明及分析115 
4.3.5仿真實驗及通信性能評價118 
4.3.6算法研究結論124 
4.4考慮權值的多因子區塊鏈通信算法125 
4.4 .1問題描述125 
4.4.2 MMWT算法描述128 
4.4.3實例構造131 
4.4.4仿真實驗及通信性能評價133 
4.4.5算法研究結論140 
4.5考慮節點服務優先級的區塊鏈通信算法141 
4.5. 1問題描述141 
4.5.2 IOT算法描述142 
4.5.3通信樹隊列調整比率尋優146 
4.5.4仿真實驗及通信性能評價148 
4.5.5算法研究結論153 
4.6本章小結154 
參考文獻155 
第5章考慮節點失效的區塊鏈通信算法161 
5.1引言162 
5.1.1區塊鏈中節點行為特徵分析164
5.1.2按傳輸角色節點分類166 
5.2算法描述167 
5.2.1失效節點檢測方法167 
5.2.2通信樹構造168 
5.3理論證明與分析170 
5.4仿真實驗172 
5.4.1不同比例失效節點對通信性能影響172 
5.4.2不同節點失效對通信性能影響177 
5.5本章小結179 
參考文獻180 
第6章總結與展望183 
6.1總結184 
6.2展望187