Page 408 - 《软件学报》2026年第4期

徐易 等: 基于真实源地址验证的轻量共识机制 1849

表 2 测试实验参数表

配置 参数
编程软件 Golang 1.17.5
测试平台 Ubuntu 20.04 服务器
处理器 Intel E5-2650 v4 @ 2.20 GHz
仿真方式 多线程并行, 线程代表共识节点
网络拓扑结构 节点间全连接
丢包率 0
网络延迟 27.4 ms
指标采集方法 日志采集

在节点仿真模块中, 节点的行为分为两部分: 节点个体行为与共识行为. 节点个体行为主要针对基于真实地址
和对称密钥的 IP 地址身份验证机制的相关功能, 包括本地“对称密钥-地址域”对应关系维护和身份验证两个子功
能. 节点个体行为模拟中, 本文采用基于真实地址、SHA256 的 HMAC 对信任联盟内节点进行身份验证, 采用非
对称加密的方式交换、维护密钥. 共识行为主要针对网络信任联盟的相关功能, 包括发起、参与共识两个子功能,
主要负责与网络信任联盟仿真模块对接.
在网络信任联盟中, 本文在共识部分采用广泛应用的 PBFT 共识机制对网络信任联盟激活和动态更新的共识
过程进行模拟. 共识过程按照 PBFT 共识机制执行, 共识完成后, 采用向所有节点广播同步的方式保证各节点所记
录的共识结果一致, 所维护的网络信任联盟信息一致. 对于共识过程的相关指标, 测试过程中通过专门实现的函数
从各线程所模拟的共识节点和发起共识请求的用户端中拉取日志进行分析, 共识完成后根据日志内容计算后得到
具体测试结果.
7.2 共识效率测试
本文首先测试了在网络信任联盟正常运行的情况下, 部署真实源地址验证技术的地址域内各节点进行共
识过程的共识效率. 本文将所提出的基于真实地址的轻量共识框架与在目前使用最为广泛的区块链应用 Bitcoin、
Ethereum 中所使用的身份验证机制: 基于 ECDSA 算法的身份验证机制进行了对比, 同时与常用于身份验证的
基于 RSA 算法的身份验证机制也进行了对比, 将分别采用这 3 种不同的身份验证机制的情况与不进行身份
验证的情况在 PBFT 共识框架下进行共识过程不同负载情况的测试. 测试内容为轻载和平均负载环境下共识
过程的计算开销和共识延迟, 计算开销指不考虑网络延迟的情况下完成单个共识所需的平均用时, 共识延迟
指完成单个共识所需的平均用时. 测试过程取共识节点数为 4、7、10、13、16、25、32 个节点, 测试结果如
图 5、图 6 所示.

25
轻量共识框架 105 轻量共识框架
RSA RSA
20 ECDSA ECDSA
None 100 None
轻载计算开销 (ms) 15 轻载延迟 (ms) 95

10
90

5 85
0 80
4 7 10 13 16 25 32 4 7 10 13 16 25 32
节点数 节点数
图 5 轻载计算开销测试结果 图 6 轻载延迟测试结果