引言

区块链技术［1］引领了划时代的数据存储和管理创新，其去中心化的特性确保了数据的安全性和永久性［2］。一旦数据被稳妥地录入区块链，便几乎无法篡改或删除，这为重要信息的长久保存提供了坚实的保障，例如交易记录、身份信息等。然而，区块链网络中的节点通信依赖于直接连接，因此在链路发生变化时，节点间的通信可能会中断，导致数据同步的延迟，甚至可能导致数据的不一致性。时变信道网络是指信道在时间上发生变化的无线通信网络［3］。面对时变信道环境，传统区块链在实现数据的安全可信存储方面显得捉襟见肘。

许可链是一种具备授权机制的区块链，参与者明确且彼此信任，其通常被设计为具有高吞吐量和高性能的系统，以满足各种实际应用的需求［4］。目前主流的许可链技术包括超级账本（Hyperledger Fabric）［5］和以太坊（Ethereum）［6］。其中，超级账本采用实用拜占庭容错（Practical Byzantine Fault Tolerance，PBFT）共识［7］。然而，PBFT在通信开销方面较大，因此不适合时变信道的网络环境。以太坊提供工作量证明（Proof of Work, PoW）［8］、权益证明（Proof of Stake, PoS）［9］和权威证明（Proof of Authority，PoA）［10］等共识机制。其中，PoA由一组权威节点来维护区块链的安全，这些权威节点具有出块控制权，负责验证交易并创建新的区块。PoA具有比PoW更快的交易确认速度和更高的吞吐量。由于权威节点的身份已经被信任和认证，因此，该共识具备比PBFT更高的安全性和抵抗恶意行为的能力。尽管PoA在许可链中得到了广泛应用，例如在Goerli测试链和PoA Network［11］中，但其仍然存在一些问题。例如，权威的节点进入与退出需要超过一半网络节点的投票确认，这会造成大量未确认的投票记录缓存在节点中，导致存储负担增加。此外，投票周期长不利于快速切换到下一个出块周期。

针对这些问题，本文将深入探讨在许可区块链网络中数据面对时变信道网络时的动态存储方式，并提出基于PoA的动态存储方法。本文的主要贡献如下：

（1）通过上游节点灵活选择授权节点。在网络信道发生变化时，上游节点通过委托下一个出块节点变更权威节点列表，进入新的一轮出块周期，从而降低切换出块周期的时间。

（2）设计存储数据的智能合约，提供高效的存储和检索性能。该方法提供数据存储和检索、授权节点更换和查询的远程过程调用（Remote Procedure Call，RPC）接口和TCP接口，便于二次开发。

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作者信息：

刘新璐1，闫皓楠2，张平1，庄兴昌1，严超1

（1.中国电子科技集团公司第二十八研究所，江苏南京 210023；

2.中国人民解放军96512部队，宁夏银川750000）