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网络与信息安 要：随着区块链技术的不断发展，作为区块链技术基石的共识技术受到更多关注，共识技术的发展越
发迅速，但依旧存在相关难题。如今，容错类共识算法作为区块链共识技术的代表性之一，依然存在诸多
难题待研究，针对容错类共识算法中节点随机性和节点共谋攻击问题进行了研究，提出基于博弈论抗共谋
攻击的全局随机化共识算法，通过实现节点的随机化和解决相关安全问题提高区块链网络的安全性和吞吐
量。首先，在选择参与容错类共识算法的节点过程中，利用映射函数和加权随机函数实现发起者和验证者
节点的全局随机化，从而保证发起者和验证者节点的身份匿名，提高区块链网络的安全性。其次，利用信
誉更新模型实现信誉动态更新的同时利用博弈论分析容错类共识算法的安全问题，构造更加正确和高效的
算法模型提高算法的吞吐量并分析发现这类算法中存在超过 1/3 节点的共谋攻击问题，利用精炼贝叶斯博弈
构造共谋合约，分析求得共谋者之间的纳什均衡点，从而解决超过 1/3 节点的共谋攻击问题。最后，通过安
全性分析和实验表明，基于博弈论抗共谋攻击的全局随机化共识算法相对 PoW 、PoS 和 PBFT 共识算法不
仅提高吞吐量、降低计算资源消耗，而且该算法抵抗 DDoS、Eclipse attacks 和超过 1/3 节点共谋攻击。
关键词：共识算法；全局随机化；博弈论；共谋攻击
中图分类号：TP393
文献标志码：A
Global randomized consensus algorithm resist collusion
attack based on game theory
ZHANG Bao1,2, TIAN Youliang1,2, GAO Sheng3
1. Computer Science and Technology Institute, Guizhou University, Guiyang 550025, China
2. Guizhou Provincial Key Laboratory of Public Big Data, Guiyang 550025, China
3. Information Institute Central University of Finance and Economics, Beijing 100081, China
Abstract: With the continuous development of blockchain technology, consensus technology, which is the
cornerstone of blockchain technology, has received more attention, and the developme