第49卷第2期2023年2月ComputerEngineering计算机工程基于密码累加器的无状态区块链性能优化孙林昆，蒋文保，郭阳楠，李春强（北京信息科技大学信息管理学院，北京100192）摘要：区块链由于其去中心化的特点，被认为是近年来最具颠覆性和革命性的技术创新之一。然而，目前大多数公有链由于数据高度冗余使得区块链系统数据迅速增长，从而造成节点存储资源消耗严重，此外它还存在区块共识成本较高导致系统吞吐量低的问题。针对区块链的可扩展性问题，提出一种适用于智能合约的无状态区块链性能优化方案STiPChain。STiPChain基于密码累加器与可验证计算完成无状态设计，采用RSA累加器生成智能合约的有效性证明实现节点状态数据压缩，同时通过分布式设计将智能合约的有效性证明更新效率优化至常数，极大降低节点对磁盘和内存的需求。在此基础上，STiPChain将区块共识与区块运算解耦，基于可验证计算技术提出新的智能合约执行逻辑和交易验证方案，解决无状态条件下的交易验证与执行问题，有效提高系统吞吐量。实验结果表明，与Ethereum相比，STiPChain无状态区块链性能优化方案将共识节点的存储需求降低了99%，吞吐量提高了1.6~2500倍。关键词：区块链；高性能；密码累加器；智能合约；可验证计算开放科学（资源服务）标志码（OSID）：中文引用格式：孙林昆，蒋文保，郭阳楠，等.基于密码累加器的无状态区块链性能优化［J］.计算机工程，2023，49（2）：46-53.英文引用格式：SUNLK，JIANGWB，GUOYN，etal.Performanceoptimizationofstatelessblockchainbasedoncryptographicaccumulator［J］.ComputerEngineering，2023，49（2）：46-53.PerformanceOptimizationofStatelessBlockchainBasedonCryptographicAccumulatorSUNLinkun，JIANGWenbao，GUOYangnan，LIChunqiang（SchoolofInformationManagement，BeijingInformationScience&TechnologyUniversity，Beijing100192，China）【Abstract】Blockchainsareconsideredamongthemostdisruptiveandrevolutionarytechnologicalinnovationsinrecentyearsbecauseoftheirdecentralizationcharacteristics.However，mostpublicchainsarefacedwiththesignificantconsumptionofnodestorageresourcesowingtothehighdataredundancy，makingtheblockchainsystemdatagrowrapidly.Inaddition，theyexhibitlowsystemthroughputcausedbythehighcostofblockconsensus.Highstorageandlowthroughputhavebecomeurgentproblemst...
