面向物联网的区块链共识机制综述

田志宏，赵金东

（烟台大学计算机与控制工程学院，山东烟台 264005）

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近年来，物联网（Internet of Things，IoT）设备呈指数级增长，物联网以传统互联网、移动网络、传感器网络为基础，扩展了新的互联网概念，实现万物互联互通，使人类社会更加高效、智能化［1-2］。但是，物联网设备资源有限，且容易受到安全攻击［3］。伴随着区块链在对等网络（Peer to Peer，P2P）传输、分布式存储、共识机制、密码学、智能合约等技术方面的不断运用，将区块链核心技术之一的共识机制应用于物联网场景中，能够解决物联网面临的中心机构运行成本高、可扩展性差、安全性存在隐患等问题，提高物联网的性能和安全性［4］。

传统的共识机制需要竞争记账权，会造成资源大量浪费的现象，不完全适用于资源有限的物联网设备；此外，随着物联网设备的不断增加，交易的处理速度和可扩展性也需要得到提高。而且，区块链分叉［5］也会导致双花攻击。双花攻击指的是攻击者通过不承认最近的某个交易，并在这个交易之前创建了一条更长的区块链，从而实现一笔交易被花费了两次［6］。为了解决分叉问题，区块链通常采用最长链原则，但是这样会造成交易高延迟问题［7］。因此研究各种共识机制优缺点，对物联网和区块链的结合具有重要的意义。

目前，出现了很多种共识机制，有的通过算力竞争来实现，如工作量证明（Proof of Work，PoW）共识机制；有的使用投票选举来实现，如授权股权证明（Delegated Proof of Stake，DPoS）共识机制；还有的利用燃烧硬币来实现，如燃烧证明（Proof of Burn，PoB）共识机制以及其他实现形式的共识机制等。……