解耦分片内和分片间的共识机制，以实现许可型区块链的高可扩展性

《IEEE Transactions on Networking》：Decoupling Intra- and Inter-Shard Consensus for High Scalability in Permissioned Blockchain

P3-Chain采用分片并行双共识算法架构，通过解耦分片内外的共识流程实现高扩展性，配合状态访问锁解决交易冲突，在1024节点规模下性能仍优于现有方案，系统规模扩展时性能损失小于10%。

　　

摘要：

随着许可区块链应用领域的不断扩大以及相关行业的加速整合，对能够支持可扩展网络的许可区块链的需求也在不断增加。本文提出了一种名为P3-Chain的分布式、并行且实用的新型许可区块链，它基于多分片的两层架构设计。其核心设计理念在于通过改进共识算法、架构和调度机制来提升系统的可扩展性。具体而言，P3-Chain采用了双共识机制，将分片内部和分片之间的操作解耦，使得这些操作能够在实际应用场景中并行且异步地执行。为了解决这种解耦机制可能带来的交易冲突问题，P3-Chain引入了状态访问锁定机制。该系统使用Golang语言实现，并在Hyperledger Caliper测试平台上进行了评估，确保了测试结果的标准化和公平性。通过大量实验验证，当系统包含32个节点时，P3-Chain的吞吐量（TPS）可达FISCO的3.3倍、分片化FISCO的2.7倍、Fabric的2.3倍、AHL+的2.2倍、SharPer的2.2倍以及Ethereum的7.4倍。此外，在相同的实验条件下，P3-Chain能够成功扩展到1024个节点，而Fabric和FISCO仅能支持64个节点。此外，当系统规模从4个节点扩展到1024个节点时，P3-Chain的性能仅下降不到10%。