ABChain: A Dynamic Sharding Protocol With Balanced Account Partitioning and Adaptive Brokers for IoT Blockchain

块链 计算机科学 协议(科学) 分布式计算 计算机网络 物联网 嵌入式系统 计算机安全 医学 病理 替代医学
作者
Tong Li,Yongdong Wu,Jian Weng,Jiao Lü,Shishi Huang,Weichu Deng
出处
期刊:IEEE Internet of Things Journal [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:12 (17): 36285-36301 被引量:1
标识
DOI:10.1109/jiot.2025.3582292
摘要

Sharding enhances the Internet of Things (IoT) blockchain scalability by parallel transaction (TX) processing, yet cross-shard TXs and dynamic workload imbalance persist as key bottlenecks. Existing solutions employ brokers that have segmented accounts across multiple shards to efficiently handle cross-shard TXs. Nevertheless, they rely on preset optimal accounts as brokers, which may not be feasible in dynamic IoT blockchains where TX workloads are unpredictable. To this end, this paper proposes ABChain, a blockchain sharding protocol for efficient state synchronization with two key components. One is a balanced account partitioning method which allocates accounts to the shards with the highest degree of correlation, and the other is an adaptive broker framework which includes dynamic broker selection from historically active accounts, seamless broker updates via account splitting/aggregation, and dual broker queues to minimize cross-shard TX overhead. The theoretical analysis shows that the former can reduce the number of cross-shard TXs and mitigate workload imbalance, while the latter can efficiently handle cross-shard TXs and adapt to the dynamic blockchain environments. Experimental evaluations demonstrate ABChain’s superiority. Compared to state-of-the-art protocols, it improves throughput by 33.4%, reduces cross-shard TX rate by 52.3%, and lowers confirmation latency by 67.7%.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
小于要毕业完成签到,获得积分10
1秒前
Herrr发布了新的文献求助10
3秒前
zoe发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
5秒前
搜集达人的应助被周大聪明采纳,获得10
5秒前
Fatherrr完成签到,获得积分20
5秒前
接班人完成签到,获得积分10
5秒前
危机的芷巧完成签到,获得积分10
7秒前
zhen完成签到,获得积分10
7秒前
华仔的应助被Herrr采纳,获得10
8秒前
Lisa完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
sun完成签到,获得积分10
16秒前
Ava的应助被风中蜜粉采纳,获得10
16秒前
歪比巴布完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
SciGPT的应助被www采纳,获得50
18秒前
ZZZLJ完成签到,获得积分10
19秒前
molihuakai的应助被动人的采纳,获得10
20秒前
Patman发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
22秒前
Akim的应助被搞怪岂愈采纳,获得10
22秒前
23秒前
邓力的应助被学术雷锋采纳,获得10
23秒前
23秒前
Jessie完成签到 ,获得积分10
24秒前
ggk的应助被学术雷锋采纳,获得10
25秒前
25秒前
26秒前
wlq完成签到 ,获得积分10
27秒前
wmd发布了新的文献求助10
27秒前
FashionBoy的应助被学术雷锋采纳,获得10
27秒前
小星星发布了新的文献求助50
28秒前
29秒前
wanci的应助被学术雷锋采纳,获得10
30秒前
陈冠希发布了新的文献求助30
31秒前
高高发布了新的文献求助10
31秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
Experimentelle und numerische Modellierung des dynamischen Trag- und Verformungsverhaltens von hochflexiblen Schutzsystemen gegen Steinschlag 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8148026
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9545919
关于积分的说明 21672108
捐赠科研通 7735056
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3423743
关于科研通互助平台的介绍 2548733
邀请新用户注册赠送积分活动 2466697