基于区块链技术的即时通讯,用户不需要联网注册,本地的计算机设备通过算法会生成一个公钥和私钥,这个时候就会生成一个用户的帐号,用户只需联网的是把公钥扔到网上去,方便别人寻找。而私钥则用于用户的隐私与存储,区块链技术给通讯带来的根本变化是从人与人之间的互联变为人与万物之间的互联。因此优化区块链数据通信性能具有一定的现实意义。
一、区块链的意义和价值
区块链是一种技术,或者说它是多种技术的一个集合,但是在大多数情况下,并不能单独解决问题,而是要结合其他生活中的诸多元素。例如当下讨论较为火热的产品追本溯源问题,往往链下数据的准确性很难得到保障,区块链只能保障链上数据是无法篡改的,但是链下数据需要结合其他方面的因素或者是技术来解决,也正是由于这种结合和发展才能够促进各方面技术的进步和应用。从信息层面来讲,互联网是信息的传递,而区块链则是价值的传递,但是即便是价值的传递,它的本质同样离不开信息的传递。在现阶段我国的信息传递已经具有高效能,但是在很多的特定环境中还是受到很大的阻碍。随着区块链技术的出现,分布式记账的方式使多方数据得以共享,而且各方还能保有各自的数据,这样就使得互联网信息传递的“最后一公里”被打通,信息传递就会更加高效,摩擦就会变得更小。如果从组织层面上来讲,区块链带给人们的一个核心特点就是去中心化,以比特币为例,比特币的生态中有开发者、矿工、生态方和用户等等。但这些角色都是流动的,区块链大大改变了传统的组织形式,为新组织形式的发展提供了有利平台。比特币的核心是Token,通过Token可以解决分布式共识机制中的激励问题,因为Token一般都具有价值,可以作为劳动报酬或者工作奖励,此外可以以Token为载体,实现价值的传递,实现多种权益的数字化,实现资产的数字化,使价值的流通更加高效、交易成本也更加低廉。
区块链是2.0版的互联网,1.0的互联网是建立了一个人们信息交流的关系,而区块链的构建是未来在互联网上人们之间的一种信任关系。所以区块链是价值互联网也是秩序互联网。区块链的价值是非常之大的,区块链技术实际上是一项制衡的技术,反过来让区块链植入在互联网、人工智能、云计算等各个领域。让这些好的技术更加理性地被人们所使用。相当于不仅要教人有道德、也要教机器有道德,而区块链可以帮助机器有道德。如果将互联网比作是一条通往未来的高速公路的话,大数据就是行驶在这条高速公路上的车辆,而区块链则是让这些行驶的车辆在高速公路上有序行驶的制度和准则。
二、区块链在通信领域中的应用分析
(一)区块链能够优化三大运营商之间的合作协同:例如在以前不同省份的运营商会有不同的套餐流量,人们到不同的地区可能需要不同的套餐,才能够享受到更优惠的价格。区块链技术将这些数据打通之后就解决了这样的问题。运用区块链技术后,不同的运营商之间的漫游互联的管理、计费结算等等方面都会更加的透明和便捷。对于经常出差或有几个手机号码的人们来讲能够节省大量费用。
(二)上下游产业链的互信:例如运营商对外开放合作,共享用户的信用积分、实名认证的信息等等。在以前三大运营商为了扩大规模,在实名化方面做得并不彻底,后来逐渐没有实名认证的手机号就不能够进行使用。实名认证之后的手机号码就相当于是个人唯一的一串代码,而这串代码上链之后,能够发挥出非常大的作用。开放后可以形成包括物流信息、资金协同的体系,例如无论是哪家快递只要通过手机号都可以查询,在以前数据相互割裂的情况下是做不到的,因此通信运营商应用区块链技术之后改变了传统的个人和机构之间信息交互和协作的模式。
三、区块链中的节点信任度
想要保障区块链数据传输的可靠性就要对其节点的信任度进行计算,区块链节点无法保证传输的数据和资源都是安全可靠的,区块链中的节点性能具有局限性,而进行区块链验证的节点在通常情况下大多数为平板电脑、手机等智能设备,这些设备具有存储容量较小且处理能力较低的特点,因此对区块链的信任带来了制约[1]。由于区块链中的节点具有动态性,当通过无线网络使移动设备接入到区块链中,容易受到通信环境影响降低通信能力,导致节点失效。并且区块链网络中具有组织性,每次参与验证的节点都不同。因此必须保障节点之间具有良好的信任关系才能保证数据传输和通信的稳定。如果想要区块链完成交易验证必须要从一个节点向多个节点发送数据,在此想要提升数据输送效率就要对其进行通信计算。
假设将A作为节点集,B为边集,C为节点通信连接数的集合,D为节点信任度的集合,则能够得出:C=,D=其中C(Ai)代表节点Ai的最大通信连接数,d(Ai)代表节点Ai的信任度。在区块链中都希望节点能够具有良好的信誉度,不会篡改数据,在区块链中的LFT算法能够通过通信能力较强的节点发送通信任务,如果按照信任度大小将节点依次排序的方法为TFT算法,应用LFT算法能够在最大程度上发挥节点的通信能力,使通信性能达到最佳。还有IOT算法,IOT算法属于抢占式策略,要对节点的排列进行调整,进而构造出通信数。而通信树构造算法QFT需要将节点按照先后顺序加入通信树中,能够体现出节点的公平性。三种算法的通信性能比较如下图所示:
通过节点信任度优化区块链的通信性能主要措施如下:
(一)首先要对节点的特征和信任度的概念进行明确了解,制定节点信任度的评价指标,并将每个指标进行分层细化,保证指标体系能够计算。建立节点信任度评价指标后,要对同一属性的指标进行对比,并建立判别矩阵,在判别矩阵通过检验后,建立各指标权重[2]。区块链的节点信任度取决于通信体验和其他节点推荐的信任度,由于区块链中有多个节点,因此每个节点推荐的信任度都有所不同,例如在人类交际中,人们更加倾向于值得信赖的人的意见,区块链中节点推荐信任度则同理。因此要保证每个节点推荐的信任度都相对较高才能有效提升区块链的通信性能。
(二)由于区块链中的节点较多,所以无法避免有一些恶意节点的出现破坏其他节点,将信息丢失或随意篡改,影响区块链的安全性。因此要想保障区块链网络的安全,提升区块链的通信性能必须将恶意节点进行隔离,避免恶意节点同此类节点进行交互使用错误的信息。
四、考虑权值区块链通信性能的优化
权值在区块链的两个节点中能够代表两点之间的通信代价,在上述节点信任度的几个算法当中没有考虑到节点的通信权值,因此要将通信权值引入到节点信任度当中,将其与节点连接数相权衡,提出MMWT算法(通信权值多因子算法)。首先要将通信节点的连接数按照大小顺序排列,再由节点信任度的大小进行排序,可获得节点集A=,在A中任意两个节点和满足两个条件,首先如果,则,其次如果,则。如果想要提升通信效率就必须加入通信连接数较大且信任度较高的节点中。要得到有序节点集合,根据次序构建通信树。
MMWT算法与LFT、TFT算法相比较,LFT算法获得最优解,但是MMWT算法的通信时间偶尔会高于LFT算法的通信时间,在引入通信权值后,通信时间取决于通信连接数和通信权值。不单单取决于单一影响因子[3]。在区块链通信中,通信能力较强的节点较少,规定通信的连接数为3和2的节点,比例分别为5%和10%,而还有很多节点的通信能力较弱或没有通信能力,因此规定通信连接数为1和0的节点,比例为45%和40%,仿真参数设置如下图所示:
通过MMWT算法能够综合考虑区块链网络两节点的传输延时,将通信连接数和节点信任度按照大小顺序进行排列,进而通过处理提升通信能力,保证了区块链通信的安全性,在区块链的通信中应用MMWT算法能够进一步提升通信性能。
五、结语
区块链属于一项后台数据库技术,人们通过区块链技术来重新定义如何存储、更新和跨网络移动数据,是一种全新的方式来编写和部署应用程序,它有潜力改善在线安全和信任,甚至能够创建没有等级制度和中央决策的一种新的组织形式。区块链的信任需要用大量的存储资源来进行换取,在现阶段的发展中交易节点的数据存储容量日益增加,因此如何对这些数据进行处理还需要不断研究探索。
参考文献:
[1] 曾诗钦 霍如 黄韬 刘江 汪硕 冯伟. 区块链技术研究综述:原理、进展与应用[J]. 通信学报,2020,(001):134-151
[2] 巫岱玥 李强 余详 黄郡. 基于区块链的对等网络信任模型[J]. 计算机科学,2019,(012):138-147
[3] 刘敖迪 杜学绘 王娜 李少卓. 区块链技术及其在信息安全领域的研究进展[J]. 软件学报,2018,(007):2092-2115