Page 106 - 《软件学报》2025年第10期

张川 等: 抗量子的高效区块链认证存储方案 4503

外, 在更高的交易总量下, 账本数据更大, 查询可能需要检索和处理更多的信息, 这增加了每次查询的复杂性和所
需时间.

证明生成时间 (s) 10 验证时间 (ms) 20
EQAS SPHINCS+ LVMT 40 EQAS SPHINCS+ LVMT

0
100 200 300 400 0 100 200 300 400
轻节点数量 轻节点数量
(a) 不同轻节点数量下证明生成时间 (b) 不同轻节点数量下验证时间
20
EQAS SPHINCS+ LVMT
总时间 (s) 10

0
100 200 300 400
轻节点数量
(c) 不同轻节点数量下总时间开销
图 7 在固定查询次数下, 轻节点数量对认证存储时间开销的影响

EQAS EQAS
证明生成时间 (s) 100 LVMT 验证时间 (ms) 1 000 LVMT
SPHINCS+
SPHINCS+
500
50
500 1 000 1 500 2 000 500 1 000 1 500 2 000
查询次数 查询次数
(a) 不同查询数量下证明生成时间 (b) 不同查询数量下验证时间
EQAS
SPHINCS+
总时间 (s) 50
LVMT
100

500 1 000 1 500 2 000
查询次数
(c) 不同查询数量下总时间开销
图 8 在固定交易总量下, 查询数量对认证存储时间开销的影响

图 9 分别展示了不同轻节点数量 U = 100, 200, 300, 400 下, 查询次数 q = 100 对签名生成时间的影响. 图 9(a)
显示了不同查询次数下的证明生成时间, 随着查询次数的增加, EQAS 的生成时间保持在较低水平, 而 SPHINCS+
和 LVMT 的生成时间则随着查询次数的增加呈现出明显的上升趋势, 尤其是 LVMT 在查询次数达到 2 000 时, 生
成时间大幅增加, 明显高于 EQAS. 图 9(b) 展示了验证时间的变化, EQAS 在不同查询次数下的验证时间均保持在
较低水平, 与 SPHINCS+和 LVMT 相比呈现出明显的优势. 图 9(c) 显示了总时间开销, EQAS 的总时间开销在不
同查询次数下增长缓慢, 始终低于其他两种方案, 显示了其在高查询次数场景中的高效性. 随着轻节点数量的增
加, 每个查询可能需要从全节点获取更多的数据. 此外, 在高轻节点数量下, 全节点可能需要同时处理更多的查询
请求, 因此时间开销随着查询和轻节点数量成正比.
综上所述, 本文提出的 EQAS 方案总的认证存储时间开销平均为 40 s 左右, 然而, 在以太坊中交易通常需要
等待大约 12 个区块才能被确认, 每个区块间隔约 15 s, 总计约 180 s. 由此可见, EQAS 方案的时间开销相对较小.