Research on cross-chain and interoperability for blockchain system

At present, there is an urgent need for blockchain interoperability technology to realize interconnection between various blockchains, data communication and value transfer between blockchains, so as to break the ‘ value silo’ phenomenon of each blockchain. Firstly, it lists what people understand about the concept of interoperability. Secondly, it gives the key technical issues of cross-chain, including cross-chain mechanism, interoperability, eventual consistency, and universality. Then, the implementation of each cross-chain key technology is analyzed, including Hash-locking, two-way peg, notary schemes, relay chain scheme, cross-chain protocol, and global identity system. Immediately after that, five typical cross-chain systems are introduced and comparative analysis is made. In addition, two examples of cross-chain programmability and their analysis are given. Finally, the current state of cross-chain technology is summarized from two aspects: key technology implementation and cross-chain application enforcement. The cross-chain technology as a whole has formed a centralized fixed mechanism, as well as a trend of modular design, and some of the solutions to mature applications were established in the relevant standards organizations, and the cross-chain technology architecture tends to be unified, which is expected to accelerate the evolution of the open cross-chain network that supports the real needs of the interconnection of all chains.     

基于概念格的关联规则算法

对经典Apriori算法的优、缺点进行了剖析,在实际应用项目中,提出了一种基于概念格的关联规则算法ACL(AprioriAlgorithmBasedOnConceptLattices)。在该算法中,引入了概念格和等价关系等概念,利用粗糙集相关方面的理论,计算得到频繁2-项集L2。实验表明,ACL算法是一种有效的快速的关联规则挖掘算法。     

一种可应用于联盟链的拜占庭容错共识算法

针对联盟链应用场景,分析了目前应用最广泛的PBFT（practical Byzantine fault tolerance,实用拜占庭容错）算法中的高通信成本和主节点选取的问题,提出了OBFT（optimistic Byzantine fault tolerance,乐观同步拜占庭容错）算法。首先,针对高通信成本问题,OBFT算法通过动态超时时间实现了乐观同步拜占庭容错,并且结合了PBFT算法中的检查点协议,当触发超时时,说明此时节点处于异步状态,为了实现拜占庭容错,算法切换回部分同步拜占庭容错,即执行PBFT算法的commit阶段,并且以stable checkpoint为新一轮乐观拜占庭容错的起点。其次利用积分制优化了主节点选取过程,保证可供选择的主节点符合区块链最长链原则。最后通过本地多节点仿真实验表明,OBFT算法提升了数据吞吐量和可拓展性,并且有效地降低了交易延迟。     

具有监督机制的高效拜占庭容错算法

共识机制作为区块链技术的核心内容,在不同应用领域各有差异。针对联盟链应用场景,应用广泛的实用拜占庭容错（PBFT）算法仍然存在效率及安全性问题,因此从网络模型、共识本质及安全攻击等角度对PBFT算法进行研究,提出了一种高效监督拜占庭容错算法（Efficient Supervised Byzantine Fault Tolerance,ES-BFT）。针对效率问题,ES-BFT算法将节点随机划分为多个节点簇,设置信誉值,通过信誉值从节点簇中选举共识节点、监督节点,尽可能提升共识节点的高效性及可靠性;监督节点对共识节点进行监控,避免了在Global Stabilization Time（GST）开始之前共识节点可能遭遇的系统不协调问题,进一步保证算法的安全性;通过实验表明ES-BFT算法在效率及安全性上较PBFT算法有所提升,并且免疫在GST之前的攻击所导致的系统不协调问题。     

一种结合粗糙集和Cobweb的聚类器

提出了一种有效的结合粗糙集和Cobweb的聚类算法CRSC。针对Cobweb的不足,引入了粗糙集理论求解属性-值对组的一个最佳归约集,然后结合Cobweb算法构建分类树。实验表明,该算法在不降低准确性的条件下,较之传统的聚类算法提高了效率。     

44m×66m网架结构高空滑移施工

利用相邻平屋面作组装场地，进行高空滑移，完成了近１００ｔ重的大型网架安装施工。     

一种基于支持向量机的专业中文网页分类器

文中提出了一种基于支持向量机的专业中文网页分类算法，利用支持向量机对网页进行二类分类，找出所需专业的中文网页；然后利用向量空间模型，对分类好的专业网页进行多类分类。在构造支持向量机的过程中，为了提高分类的召回率，采用了一种偏移因子。该算法只需要计算二类SVM分类器，实验表明，它不仅具有较高的训练效率，同时能得到很高的分类精确率和召回率。     

基于时间权重值的共识算法研究

针对联盟链中广泛应用的PBFT算法网络复杂度高、共识速度慢以及查询速度上的不足进行了研究,并提出了一种基于时间权重值(time-weighted value,TWV)的共识算法.首先,针对网络复杂度高和共识速度慢的问题,TWV共识算法通过节点的时间权重值选择合适的共识节点缩小了共识节点的规模,并且结合PBFT算法中的视图更换协议,将此时的共识节点替换为具有较高时间权重值的节点;其次利用共识节点延迟低、在线时间长以及数据存储量的特点,提升了数据查询和同步的效率;最后,通过本地多节点的仿真对比实验证明,TWV共识算法的数据查询效率以及吞吐量较PBFT共识算法有所提升,并且有效降低了节点达成共识的时间.     

用于联盟链的非拜占庭容错共识算法

随着区块链技术的发展,区块链出现了多种分类,兼顾公有链多中心特点和私有链高性能优势的联盟链成为了我国区块链的发展重心.结合联盟链中存在节点信任的特性,非拜占庭容错共识算法能为联盟链提供更好的性能支持.文中选取Raft共识算法作为研究对象,针对Raft共识算法中Leader节点选举和日志复制过程中的诸多问题,提出了一种可应用于联盟链的非拜占庭容错共识算法——KRaft(Kademlia-Raft)共识算法,该共识算法结合区块链网络层的双层Kademlia路由协议改进了Raft共识算法中的Leader节点选举和日志复制过程.首先,针对Raft共识算法Leader节点选举中存在的多Candidate节点分票和Follower节点增多引发的投票效率问题,KRaft共识算法利用双层Kademlia协议建立的K桶实现了Candidate节点集合内的稳定选举;其次,针对Raft共识算法日志复制过程中Leader节点单节点日志复制过程效率低和节点负载不均的问题,提出了均衡Leader节点负载的多Candidate节点并行日志复制方案,在提升数据吞吐量的同时提升了算法的可拓展性.本地多节点仿真实验的结果表明,KRaft共识算法相较于Raft共识算法,数据吞吐量提升了34.5％,Leader节点选举速度提升了55.6％.