基于微调锁定机制的区块链分片间账户迁移
随着区块链技术的发展，其可扩展性成为了一个关键问题。区块链分片技术被提出以提高区块链的吞吐量和降低交易执行时间，然而在区块链状态分片（state sharding）中，跨分片交易的产生以及区块链分片间工作负载的不平衡是亟待解决的挑战。为了减少跨分片交易的数量并平衡分片间的工作负载，一些研究关注于通过在区块链分片间洗牌一部分账户（account shuffling），这就涉及到账户在分片间的迁移。但目前在实现账户迁移方面存在一些挑战，如现有机制可能导致交易执行时间延长以及缺乏对迁移失败的有效处理等。
区块链分片是提高区块链可扩展性的重要技术，其中账户在分片间的迁移对于减少跨分片交易比例和平衡跨分片工作负载至关重要。现有通过账户洗牌来重新配置区块链分片的研究中，仅发现LB – Chain利用锁定机制实现账户迁移（称为SOTA Lock），但该机制存在一些缺点，如延长相关交易的执行时间、未提出迁移失败的恢复方案等。
为解决这些问题，本文提出了一种专用的微调锁定协议（Fine – tuned Lock），与SOTA Lock不同，它能够在账户迁移期间实时处理受影响的交易，从而降低相关交易的执行时间。作者修改了账本状态和区块的数据结构，并修改了传统的中继交易机制，以解决账户迁移可能带来的系统漏洞。
作者在开源区块链测试平台BlockEmulator上实现了该协议，并将其部署在腾讯云。实验结果表明，在交易执行时间方面，所提出的微调锁定协议优于SOTA Lock和另一种中继锁机制。例如，微调锁定协议的交易执行时间约为SOTA Lock的30%。
本文的贡献包括：设计了使用微调锁定机制的账户迁移协议，减轻了账户迁移对相关交易的影响；修改数据结构和中继交易机制，以实现账户迁移并解决系统漏洞；通过实验验证了所提出协议的有效性和实用性。
论文作者简介：
黄华威是中山大学的副教授和软件工程学院区块链与可信软件研究中心的副主任。他是全球顶尖2%科学家之一，也是IEEE和中国计算机学会的高级会员。黄教授专注于分布式网络、区块链技术、Web3基础设施和DeFi协议的研究。他的研究成果发表在多个顶级期刊和会议上，拥有5900多次谷歌学术引用和33的H指数。黄教授组织过多次区块链/Web3领域的专刊和学术会议，主持了多个国家级和省级科研项目。他还出版了两部区块链领域的英文学术著作和一本科普书，并带领团队开发了开源的区块链实验平台BlockEmulator。
郑子彬教授是中山大学软件工程学院的副院长，同时也是博士生导师。他是IET fellow和IEEE高级会员，研究领域广泛，包括移动互联网、大数据挖掘、软件服务、机器学习以及区块链技术。郑教授已发表超过200篇学术论文，包括在ACM/IEEE Transactions等重要期刊上的26篇论文，以及两篇ESI高被引论文。他的研究成果获得了多次学术奖项，包括CCF A类和B类会议的最佳论文奖，以及谷歌学术引用超过11400次，H指数达到50。
郑教授还获得了多项荣誉，如国家自然科学基金优秀青年科学基金、广东省青年珠江学者等。在学术界，他担任多个国际期刊的副主编和编委，以及多个国际会议的组织者和程序委员会成员，包括国际服务学会中国青年科学家论坛的首任主席。