基于区块链的可信节点共识机制在土地登记中的应用

沙特国王大学学报基于分布式账本技术的可信节点共识机制Amrendra Singh YadavSunday，Shivani Agrawal，Dharmender Singh Kushwaha印度北方邦阿拉哈巴德，Prayagraj，Motilal Nehru国家技术学院计算机科学与工程系阿提奇莱因福奥文章历史记录：收到2020年2020年12月2日修订2021年2月2日接受在线预订2021年保留字：区块链P2P计算星际文件系统分布式账本技术产权交易系统共识机制A B S T R A C T区块链技术是一种新兴的解决方案，适用于需要安全和防篡改交易系统的各种金融应用其中一个应用程序是土地注册处。土地登记交易的管理它是高度不安全的，并受到伪造的土地记录，在验证，调解员等问题，本文提出了一个可扩展的和新颖的财产/土地登记框架-工作基于区块链技术。区块链技术的透明性和不可变性使其成为侵入性和欺诈性土地登记活动的可靠工具。该框架使用星际文件系统（IPFS），一个对等（P2P）群网络。它允许以高效，分散和透明的方式共享和本文还提出了一种基于矿工信任值的可信节点共识算法（TNCA），该算法最大限度地减少了广播新块的计算开销。所提出的方法-可信节点共识算法需要更少的时间将块添加到区块链中，并且每个共识的消息交换比传统的工作量证明（PoW）方法少58.94%，比现有的负载平衡方法少26.44%。版权所有©2021作者。由爱思唯尔公司出版代表沙特国王大学这是一个开放的访问CC BY-NC-ND许可证下的文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。1. 介绍技术创新在商业、工业、学术、行政等方面带来了令人难以置信的变化，它已经能够防止税收系统中的欺诈和泄漏。 为政府创造大量收入的部门之一是房地产部门的土地注册处。当任何土地/财产从一个实体转移到另一个实体时，需要改变所有权，称为土地登记过程。这个过程需要几个步骤，如印花税，转让契约，销售契约和销售协议（Singh和Vardhan，2019）。在缴付印花税及其他税项后，买家须提交物业过户文件.契约必须在登记处签署。一旦所有的财产文件和一些个人文件（身份证，地址证明等） 审查并发现是完美的，土地注册作为最后一步。*通讯作者。电子邮件地址：yadavamrendrasingh@gmail.com（A.S. Yadav）。沙特国王大学负责同行审查因此，人们必须通过所有这些令人厌烦的过程来转移环的属性.整个程序通常需要很长时间来处理与土地有关的文件和个人文件。印花税和注册费因州而异。国家负责制定土地登记程序的政策，次区域指定主管部门维持或执行这些政策。财产交易记录在州一级集中保存土地登记过程土地登记过程有各种问题，如整个过程的时间消耗，过多的文书工作，由于手动文件处理导致的数据不正确，经纪人的额外成本，以及欺诈案件，如模糊的土地所有权，也发现了欺骗买家的伪造/伪造土地记录因此，土地登记过程需要数字化，需要一个安全、透明、分散的解决方案。因此，基于分布式账本技术（DLT）的区块链解决方案正在寻求研究人员的关注，以实现各种金融（ Singh 和Vardhan，2019）和电子政务（Singh和Vardhan，2019）应用。为了解决这些问题，我们提出了一个基于DLT的架构和一个有效的基于信任值的共识机制来验证财产交易。https://doi.org/10.1016/j.jksuci.2021.02.0021319-1578/©2021作者。由爱思唯尔公司出版代表沙特国王大学这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。制作和主办：Elsevier可在ScienceDirect上获得目录列表沙特国王大学学报杂志首页：www.sciencedirect.comAmrendra Singh Yadav，S.阿格拉瓦尔和达曼德·辛格·库什瓦哈沙特国王大学学报64151.1. DLT和区块链DLT作为许多需要可靠和防篡改交易系统的金融应用的解决方案正在迅速发展。这种技术的分散性导致了更高级别的容错性。基于区块链的DLT用于以块的形式存储交易。一旦任何记录存储在区块链，它变得不可变。这种内在的本性如Singh等人所讨论的，区块链的使用使得其本身便于政府的许多职能部门使用（Singh等人，2018）（辛格和Vardhan，2019）。为了提供安全性，区块链技术使用数字签名和加密散列来生成和链接块（Zheng等人，2017年）。在将区块添加到区块链之前，必须由网络的授权成员进行验证，以证明存储在区块中的交易/信息的可信度。这就是分布式共识协议出现的地方。根据一致投票，决定授权成员（矿工）的交易是否有效。只有在成功达成共识后，才能通过使用前面的区块哈希将区块添加到现有的区块链中 （Vujici c'etal.，2018）。下一节描述了与拟议工作、共识机制和基于DLT的应用2. 相关工作当 Nakamoto 在 2008 年 推 出 比 特 币 时 ， 区 块 链 技 术 出 现 了（Nakamoto，2009）。区块链作为比特币背后的关键技术，本质上是一个分布式数据库系统。Zibin等人（Zheng等人，2017年，Tschorsch和Scheuermann，2016年）探索区块链的设计，共识和可能的趋势。他们发现区块链作为一种不可变的分类账，允许交易以去中心化的方式发生。基于区块链的应用正在迅速增长，覆盖众多领域，包括金融服务、代表系统和物联网（IoT）等。作者对区块链技术进行了全面的概述，并比较了一些典型的共识算法，如工作量证明（PoW），权益证明（PoS），实用拜占庭容错（PBFT）和区块链中使用的委托权益证明（DPoS）。此外，简要列出了技术挑战和最新进展。Vujicic'等. （Vujici c'etal.， 2018）专注于区块链在比特币等加密货币中的应用。 Singh和Vardhan（Singh和Vardhan，2019）提出了一种基于区块链的分布式账本技术（DLT）的共识机制，用于土地登记。它们侧重于为管理电子印花和财产登记过程的可靠和分散的对等基础设施提供一个框架。作者扩展了他们在DLT这一领域的研究，并提出了一种用于真实状态交易和验证请求的分布式和分散式架构（Singh和Vardhan，2019）。他们提出了一个基于多数表决的协商一致拟议的去中心化架构提供了对真实世界中欺诈活动的保护。Singh和Vardhan（Singh等人， 2019）提出了基于DLT的银行交易，用于基于DLT的电子支票清算系统。拟议的方法将电子支票的范围从本地银行业务扩大到全球银行业务。所提出的方法基于许可区块链。所有愿意参与这一系统的银行都必须加入这一框架，为其客户提供更快的支票结算设施。它的目的是让任何一家银行都能看到其客户签发的支票或任何其他银行存入的支票Singh等人 （Singh等人， 2018）提供架构作为使用区块链技术集成不同银行电子钱包的解决方案。在这项工作中，他们使用IPFS（Benet，2014），一种P2P群网络，来实现电子钱包系统。这个解决方案-减少了服务器的负载。Kumar等人 （Kumar等人， 2020）提出了一种区块验证和共识算法，该算法随机生成一个区块并将其添加到现有的区块链中。这项研究提供了基于区块链的架构，使用单向哈希函数来存储和访问车辆区块链网络上的交通相关Singh和Vardhan（Singh和Vardhan，2018年，Singh和Vardhan，2020年）提出了一种基于DLT的电子邮票采购系统，讨论了其在用于房地产交易的邮票纸的真实性方面的效率Kumari和Kushwaha（Kumari和Kushwaha，2011）在他们的论文中讨论了与用户的认证和授权相关的问题，并提出了一种使用协作信任增强安全（CTES）模型进行Kerberos风格认证的方法。作者已经扩展了相同领域的研究，并通过 增 强 分 布 式 系 统 的 可 信 度 提 供 了 使 用 Ker-browser 的 模 型（Kumari等人， 2010年）。 他们还提出了一种用于可信分布式系统中迁移作业的调度算法（Mishra等人， 2010年）。Pippal等人（Pippal等人， 2011）提出了一种基于CTES模型的可扩展身份验证方法。可伸缩性可以通过分布式系统中的负载平衡来提高。Mishra等人 （Mishra等人， 2009）已经提出了一种用于分布式环境的可信和主动的混合负载平衡机制。可以用于创建块的IPFS是P2P网络，并且已经提出了用于以分布式方式存储和共享数据的各种协议Mallick和Kushwaha（Mallick andKushwaha，2012）提出了一种改进的PUSH协议，称为Ex-PUSH协议。所提出的发布-订阅系统可以向订户递送具有内容递送能力的通知本节介绍了区块链在不同领域的用途。应用领域和共识机制。在对这些研究进行研究之后，发现很少有研究人员提出一种基于区块链的P2P架构，用于高效，无欺诈，防篡改和值得信任的财产交易系统在现有的共识机制（如PoW）中，大部分时间都花在解决授权难题上。对于任何基于区块链的应用程序，如果所有网络节点都参与共识过程，则会消耗大量的CPU时间和网络因此，需要有效的共识机制，以实现共识。下一节将详细介绍拟议的财产交易制度。我们提出了一个框架，使用区块链和高效的共识机制来处理土地交易重点是对土地交易制度的说明3. 基于DLT的财产交易系统本文提出了一个可扩展的、新颖的财产/土地交易框架和一个有效的基于信任值的共识机制，以提供一个快速、安全、透明和防篡改的土地登记系统。所提出的架构基于区块链技术。在这里，我们使用了星际文件系统（IPFS）是一个分布式和对等网络，以实现所提出的应用程序。因此，该州所有愿意部署拟议系统的注册办事处都必须加入拟议的基于区块链的框架，以提供快速透明的验证和注册流程。3.1. 物业交易系统的群网络架构所提出的基于区块链的P2P群架构如图所示。 3.1是建立在IPFS之上的。各种平台可用于Amrendra Singh Yadav，S.阿格拉瓦尔和达曼德·辛格·库什瓦哈沙特国王大学学报6416图3.1. 基于Swarm的P2P架构。实施区块链应用程序，即，以太坊，Coinbase，Hyperledger fabric等，这些平台都有自己的挖矿和安全策略。IPFS为开发人员提供了灵活性，可以为区块链应用程序开发他们的挖掘策略和共识机制。IPFS平台具有内容寻址数据共享、P2P网络、去中心化等功能。3.1.1. 拟议架构的参与实体参与实体用于创建、验证和保护土地/财产现简述如下：A. 政府拥有的土地注册处：土地交易需要政府拥有的土地注册处（G_LRO）进行多层次的验证过程，如图3.2所示，该注册处分为分注册处和注册处。第一分登记处（SRO）核实所有提交的文件，包括土地图，身份证明和两名证人。一旦文件验证完成，然后SRO将验证文件发送到注册办公室。登记员核实文件，并检查正式要求，如确定双方和两个证人的签名，契约格式的正确性等。登记员B. 区域：电子登记册文件的生成是各区域的区域办事处的主要责任。该区域包括通过web服务器一个地区对应于州或联邦领土。注册办公室具有各种注册办公室矿工和授权的专业矿工节点，用于挖掘交易块。C. Web服务器：一个Web服务器连接到一个区域，用于存储土地记录的区域数据库。网络服务器专用于一个地区，该服务器用作对应于该地区的行政区的各个地区办事处的信息储存库D. Registry Office Miner：Registry Office Miners是属于G_LRO的矿工。它们被分为两类：高度可信的注册表办公室矿工（HTROM）和低可信的注册表办公室矿工（LTROM）。E. 授权专业矿工：授权专业矿工（APM）节点执行采矿和交易验证的重要部分APM提供他们的服务，以提高注册局的性能和可它减少了登记处矿工的开销，因为区域矿工是由政府管理的，政府忙于契约F. 引导服务器：引导服务器向打算加入P2P网络的新对等体提供服务，以发现现有网络中其他对等体的联系信息。引导服务器维护作为网络一部分的活动和非活动节点的列表拟议的土地登记框架被假定为完全由政府拥有，政府控制着所有的系统实体。众多的登记处及其网络服务器构成了Amrendra Singh Yadav，S.阿格拉瓦尔和达曼德·辛格·库什瓦哈沙特国王大学学报6417图3.2. 一个地区/州政府拥有的土地注册处（G_LRO）。提出的P2P群架构的骨干。每个注册办公室都有一个Web服务器，其中也有更新的区块链的副本。此外，一些专业矿工，谁利用国家的最先进的技术，也参与了交易过程。在拟议的系统中，所有区域都使用P2P网络连接，并包含整个区块链的副本。在这里，该架构示出了不同状态区域中的矿工的内部（在区域内生成或传输的电子注册表）和内部（在两个区域之间生成或传输的电子注册表）P2P连接。每个区域在网络中有一个单独/唯一的地址。买方/卖方通过“土地注册管理框架”（LRMF）的官方门户网站连接。通过提交土地转让和土地核查细节，买方/卖方请求交易。SRO检查细节并验证卖方/买方的信息。然后，SRO将经过验证的文件发送给RO。RO验证文件并执行电子交易。应将该事务添加到池中的交易。当有足够数量的交易可用时，矿工会创建一个由交易组成的区块。交易池。创建的新区块由lea- der miner广播到所有节点。然后在交易块上达成共识。最后，将商定的区块添加到区块链中。3.2. 块中的属性交易当任何实体（卖方/买方）想要将其土地转让给其他实体时，他们通过在线门户网站提供一些信息来提交土地的详细信息。用户提交的详细信息以事务的形式存储。 图3.3显示了以财产交易的形式存储的属性。交易包含与交易相关的信息，例如买方和卖方身份，财产详细信息，以前的区块哈希值等。被选中的矿工被称为领导矿工。如果发现提交的详细信息有效，则领导者矿工将创建的交易块广播到所有节点。然后，在对发布的交易区块进行投票后，共识被批准，并将区块添加到区块链中。图3.3. 区块中的交易结构。3.3. 为e-Registry生成事务创建块领袖矿工创建一个区块，并添加经过验证的交易，以将这些交易存储在区块链中。所有有效对等体必须Amrendra Singh Yadav，S.阿格拉瓦尔和达曼德·辛格·库什瓦哈沙特国王大学学报6418验证新生成的区块中的所有交易，以将该区块添加到区块链中一旦矿工们验证了所有新一代的-（续）算法1：信任值计算算法的块，共识过程是为了实现最终的共识将该区块添加到区块链中。下一节提出了一种新的方法来计算信任值和共识机制的过程。4. 领导人遴选过程leader负责通过同步挖掘策略来维护区块链的一致性在建议的框架中，引导服务器维护活动矿工的列表.将挖掘槽分配给矿工由引导服务器使用信任值表（在第4.2节表1中讨论）处理4.1. 建议的基于信任值的方法拟议的电子登记交易系统包括两种类型的矿工：一种是G_LRO的一部分，另一种是APM。作为G_LRO的一部分的节点在这里被称为注册办公室矿工（ROM）。在这里，基于矿工的信任值，ROM被分为高度可信ROM（HTROM）和不太可信 ROM（LTROM）。第二种是APM，投资于这些农场的最先进的基础设施，并提供服务以兑现投资。4.2. 信任值计算当每个矿工第一次加入IPFS网络时，都会为他们分配一个固定的信任值（TV）（在我们提出的方法中为40）。TV表将注册处矿工分为HTROM和LTROM两类每个矿工维护电视台。Leader矿工使用这个TV表来选择一些可靠的矿工/节点进行共识过程。 TV计算的过程在每个节点同时开始，得到最终共识的结果。节点的TV基于所创建的块正确性和验证响应时间来计算。下面描述TV计算算法算法1：信任值计算算法1：输入：最终共识结果和来自所有共识矿工的投票，用于块验证2：输出：信任值（TV）的更新表3：过程：计算算法（）4：初始信任值（TV）= 40//首次加入网络时5：对于每个共识矿工（CM）6：如果CM响应=最终共识结果//计算多数票7：如果电视是负的8：TV = 09：否则，如果TV是最高的//建议的最高阈值是12010：电视没有变化11：其他12：TV + = 3 //如果TV在下限（0）和上限（120）13：如果结束14：其他15：TV-= 12//CM响应无效16：如果17：如果响应时间（RT）30 ms 18：TV +=219：结束20：结束程序在这里，TV小于20的矿工被认为是不太可信的矿工/节点。这些矿工将没有机会参与共识进程。TV表在每个新块创建后更新TV根据新块的正确或不正确验证和响应时间递增或递减。图4.1示出了在接收到来自领导者矿工最终结果的投票每个矿工都有一个状态表。该表根据每个节点的信任值将其分为三类：HTROM、LTROM和APM。表1中说明了同样的情况。当系统启动时，任何节点都承担矿工角色，并将新创建的块及其信任值广播到所有其他节点。当LTROM节点信任值超过20%时，其状态从LTROM组更改为HTROM组。所有其他节点通过接收其他矿工的当前TV来更新其状态表。在某个时间点，一个节点可能是HTROM，但它的信任值可能会在以后减少，现在它在LTROM列表中找到了因此，HTROM和LTROM节点的数量动态变化政府拥有的土地登记处依赖HTROM和LTROM，尽管APM的目标是以提高运营效率。4.3. 拟议系统的交易验证流程图 4.2描述了网络中的矿工在区块链中添加新创建的区块的过程。当买方/卖方想要请求交易时，他们必须提交其身份和财产的详细信息。然后，一个区块被一个领导者矿工创建并广播到网络中的所有节点。共识算法决定选择节点参与共识。此外，这些节点被称为Consensus Miners（CM）。每个CM在其各自的区块链中执行搜索操作，直到这些找到包含trans-blocks的块表1Miner加载信任值状态表。S. 号HTROMLTROMAPM对等ID电视对等ID电视对等ID电视1一40C19E622B54D17F483G44P15R604M54S20K505X60不18W466––––––7––––––Amrendra Singh Yadav，S.阿格拉瓦尔和达曼德·辛格·库什瓦哈沙特国王大学学报6419图4.1. 信任值计算。属性与属性详细信息匹配的操作。 每个CM响应基于事务细节的验证为真（1）或假（0）如果交易被证明是有效的，那么CM回答true，否则回答false。它将响应发送给leader miner。矿工的每个有效或无效的响应都被视为一次投票。在获得所有CM的投票后，领导者矿工基于信任值获得50%的多数票（HTROM），然后应用共识。如果最终的共识结果有利于该区块，那么该区块将被添加到区块链中。块被发布并广播到网络中的所有节点（共识和剩余节点）。所有其他节点将该区块添加到各自的区块链中，并更新其信任值表。4.4. 提出的可信节点一致性算法现有的共识方法（PoW）需要大量的计算能力和时间来挖掘并将区块添加到区块链中。我们提出了一个基于信任值的共识算法的土地/物业交易处理系统，而不是工作量证明（PoW）的方法。与现有的PoW方法相比，该算法可信节点共识算法（TNCA）最大限度地减少了将区块添加到区块链中所需的时间，并且需要更少的消息交换（在第5.2.1节中讨论）每个节点维护信任值表并更新它。信任值（TV）表包含节点id（peer id）和它们各自的信任值。Amrendra Singh Yadav，S.阿格拉瓦尔和达曼德·辛格·库什瓦哈沙特国王大学学报64201/4C图4.2. 拟议系统的工作流程。在这里，领导者矿工从HTROM中随机选择50%，并从APM中随机选择50%用于共识过程。CM广播他们的（续）算法2：可信节点共识算法（TNCA）用它的对等体ID投票给所有节点（领导者、共识和保留-在网络中。因此，所有节点可以在得到最终共识结果后更新表中每个CM12：//c =选择共识13的矿工数量算法2：可信节点共识算法（TNCA）总和ci¼1响应ω信任值1：输入：交易2：输出：发布已添加区块的散列，否则丢弃区块3：程序：协商一致批准（）4：总和= 05：由领导者矿工向所有节点广播块6：如果这是第一个块7：所有节点将被选为共识节点8：否则9：由Leader Miner随机选择50%的HTROM和50%的APM10：如果结束11：//继续接收共识矿工的响应14：如果总和> 0，则收到赞成整批增加的多数15：添加区块并将区块广播到所有节点。16：其他17：未添加任何块并发布无效响应18：结束，如果19：结束程序根据计算结果和大多数投票的结果，得出最终的一致结果。如果该区块被证明是有效的，那么领导者矿工将该区块添加到其现有的区块链中，并将该区块广播到所有节点。因此，其他节点也将该区块添加到各自的区块链中。基于信任值，领导矿工Amrendra Singh Yadav，S.阿格拉瓦尔和达曼德·辛格·库什瓦哈沙特国王大学学报6421封闭的街区每个矿工都根据信任值维护状态表。5. 绩效评价所提出的方法的性能评估- TNCA需要确定其可扩展性和鲁棒性相比，现有的证明PoW的方法。5.1. 区块数量与挖矿时间矿工的数量是固定的，区块链中的区块数量矿工需要遍历区块链来获取有关财产和用户的信息。矿工返回交易的有效性状态。图5.1显示了区块数量与其相应开采时间的对比分析5.2. 与现有方法的性能通过改变min- ers的数量来衡量。每个矿工为获取买方和卖方信息而遍历的区块数量是固定的。一些区块已经被添加到区块链中，并且新的交易在intenationally进行，使得每个矿工遍历固定数量的区块。矿工的数量随后递增，并记录以秒为单位的执行时间或消息交换的数量。建议的共识方法的性能结果- TNCA与PoW基于以下措施进行比较：1. 消息交换次数，2. 时间（毫秒）。5.2.1. 与PoW所提出的方法- TNCA的性能是衡量的数量的消息所需的，以实现的共识。表2显示了所提出的方法最终达成共识所需的消息总数- TNCA和PoW。假设有一个由N个节点组成的网络。在PoW方法中，所有'N'个节点都参与共识，并且在验证之后，每个节点将其投票广播给所有'N-1'个节点。因此，PoW需要总共N*（N-1）个消息交换。而TNCA需要较少的消息交换，这是因为选择了较少的“M”个节点参与共识过程。这种方法导致M*（N-1）个消息的交换。假设N1和N3是HTROM和APM组中的矿工总数设X1和X3是从N1和N3中为共识过程选择的节点组。其中X1和X3分别定义为（N1*50）/100和（N3*50）/100。的图5.1.区块数量与挖矿时间。组X2中的矿工数量被认为是0，因为基于所提出的方法- TNCA，来自不太可信类别的节点没有机会参与共识过程。因此，所提出的方法-TNCA所需的消息交换总数（TNME）TNME¼ X1 X2 X3ω N- 1表2显示，与现有的PoW方法相比，TNCA所需的消息交换数量减少了60%。图5.2的右侧表示工作量证明（PoW）中的消息流，其中所有矿工都相互发送响应。该图的左侧示出了所提出的方法中的消息流-在验证块之后的TNCA，其中一个节点是LM，并且基于信任值选择少数节点作为CM。只有CM向LM发送响应。LM发送两种类型的消息：LM根据信任值向选定的CM发送第一个消息。在交易被验证和认证之后，CM发送投票LM。其次，LM从CM获得大多数选票。然后，LM将消息广播到网络中的所有节点图中不包括从leader到所有节点的初始消息，因为这两种方法中的消息数量相同。可以看出，与PoW相比，TNCA中所需的消息交换数量非常少图 5.3是PoW和我们的TNCA比较的图形视图。与传统的PoW方法相比，所提出的方法- TNCA在每个共识过程中平均只需要58.94%的消息交换TNCA中更好的性能背后的原因是基于网络中所有节点之间的共识过程的先前性能选择更少的节点5.2.2. 与PoW、PoS、DPoS和TNCA的性能评估比较将所提出的方法- TNCA执行时间与传统的方法，如PoW，PoS和DPoS进行了比较。表3比较了PoW、PoS和DPoS与TNCA在实验执行时间上的差异。表3显示了PoW、PoS、DPoS和TNCA的执行时间。min- ers的数量从10增加到350，并记录执行时间。该表格是从不同的模拟计算执行时间得到的结果。图5.4中的图形表示显示了节点的数量从10到350不等。与PoW、PoS、DPoS和所提出的方法TNCA相比，TNCA在执行时间方面表现更好 。 结 果 表 明 ， 与 PoW ， PoS 和 DPoS 方 法 相 比 ， TNCA 减 少 了67.59%，61.65%和47.99%的执行时间。5.2.3. 与基于信任的共识方法Singh和Vardhan（Singh等人， 2019）在2020年提出了一种基于消息交换的基于信任的共识方法。交易请求的数量决定了矿工分为两类，即HTROM和LTROM。50%的轻负载矿工和50%的私有矿工使用该方法作为基于负载的共识矿工。这种方法更关注CPU利用率。此外，所提出的方法-TNCA更注重可靠性和信任因素。这两种方法都需要几乎相同数量的消息交换来达成共识，因为两者平均都需要50%的矿工作为共识矿工。由于基于负载的方法维护负载状态表，因此可以根据时间来测量差异。它通过获取和更新矿工的负载状态来消耗时间。表4显示了TNCA和基于负载的方法在几秒钟内实现完整过程的比较分析。矿工人数不断增加，Amrendra Singh Yadav，S.阿格拉瓦尔和达曼德·辛格·库什瓦哈沙特国王大学学报表64226422TNCA和PoW方法在消息交换数量方面的比较S. 号NN1X1N2X2N3X3TNME（PoW）TNME（TNCA）信息减少（%）1105320329045502209540743801715533014760105870348604502211110179245098060510045232203317990039606061506734330502522,350879160.672009045440663339,80015,52261825011156550844262,25024,40260.89300134676601005089,70034,98361103501567877011759122,15047,81361图5.2.共识投票的消息流。图5.3. 从消息交换的角度分析PoW和TNCA从10到1000，并记录执行时间。该表是从计算执行时间的不同模拟中获得的结果。图5.5显示了所提出的方法的比较评估的图形表示-TNCA和负载信任-基于方法。节点的数量范围从100到1000。实验结果表明，与基于负载和信任的方法相比，TNCA减少了26.44%的执行时间。与现有算法相比，TNCA算法性能更好。Amrendra Singh Yadav，S.阿格拉瓦尔和达曼德·辛格·库什瓦哈沙特国王大学学报6423表3PoW、PoS、DPoS和TNCA之间的时间分析（秒）。S. 号节点数量（N）功率POSDPOsTNCA110129.8106.288.360.1220186.2149.6125.683.5330207.6183.4153.298.3450296.4225.3198.7118.65100358.2283.7252.4153.66150416.6319.6297.6189.27200476.9376.3341.3227.38250537.3408.4383.6267.59300601.6458.7433.2308.910350663.7505.3477.4352.6图5.4. PoW、PoS、DPoS和TNCA生成的区块数量比较表4分析TNCA和现有的基于信任的方法在几秒钟内。Sr. 没有节点数量（N）基于负载和信任的方法（Singh等人， 2019年度）TNCA执行时间减少（%）1100332427.32200322328.13300312229440032.522.431.155003221.433.1660032.523.328.3770033.42331.1880031.42423.5990032.221.632.9101000322231.26. 结论这项研究提供了一个可扩展的和新的机制，从一个实体到另一个交易的财产/土地。区块链是本研究的基础技术，可以通过P2P集成应用于当前的土地登记部门区块链的特点可以提供透明，安全，快速处理和分散的系统。提出了一种基于信任值的高效一致性算法平均而言，50%的节点参加了所提出的基于信任值的通信。感觉机制它使得系统可扩展，因为共识过程所花费的时间比传统的PoW方法少大约58.94%，并且与现有的负载平衡方法相比，所花费的时间少26.44%由于消息交换，整个过程的通信开销平均也减少了60%因此，本文提出的可信节点一致性算法框架的性能优于PoW.因此，基于区块链技术的财产交易系统对于侵入性和欺诈性活动具有高度可扩展性和安全性，并且可以部署在实时应用中。Amrendra Singh Yadav，S.阿格拉瓦尔和达曼德·辛格·库什瓦哈沙特国王大学学报6424图五点五负载和信任方法和TNCA的分析。区块链也有一些缺点，例如没有通用和统一的区块链架构。分析应在这些方向上进行。区块链计划的负载将稳步增加，由于人口增长，交易将增加。存储这些庞大的区块链并执行高效的搜索操作需要高效的搜索算法。竞争利益作者声明，他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系，可能会影响本文报告的工作。引用Benet，J.，2014.内容寻址，版本控制，p2p文件系统。arXiv预印本arXiv：1407.3561。库马尔，A.，Yadav，A.S.，Kushwaha，D.S.，2020. VChain：基于区块链的高效车载通信协议。在：云计算国际会议，数据科学&工程，pp。 762- 768Kumari，A.，Kushwaha，D.S.，2011.八月分布式系统中通过CTES模型的身份验证和授权。在：信息处理国际会议，pp。 457- 462Kumari，A.，米什拉，S.，Kushwaha，D.S.，2010.一种新的协同信任增强的分布式系统安全模型。Int. J. Comput. 应用程序、975-8887Mallick，S.，Kushwaha，D.S.，2012.一种高效的协作内容分发订阅协议--Ex-PUSH。在：云计算和服务计算国际研讨会，页。 152比156米什拉，S.，Kushwaha，D.S.，米什拉，A.K.，2009.八月Jingle-Mingle：一种用于可信分布式环境的混合可靠负载平衡方法。第五届INC、IMS和IDC国际联合会议，pp.117比122米什拉，S.，Kushwaha，D.S.，米什拉，A.K.，2010年。九月可信分布式系统中迁移作业的优化调度算法。在：计算机和通信技术国际会议，页。 503-509Nakamoto ， S. ， 2009. 中 本 聪 比 特 币 ： 一 种 点 对 点 电 子 现 金 系 统 。 参 见 ： https ：//bitcoin。org/bitcoin. PDF.Pippal，S.K.，Kumari，A.，Kushwaha，D.S.，2011.基于CTES的云计算资源和服务认证与授权的安全方法。在：第二届计算机和通信技术国际会议，页。 444- 449辛格，K.，Singh，N.，Kushwaha，D.S.，2018.一个可互操作和安全的电子钱包架构，基于使用区块链的数字账本技术。在：国际会议上计算，电力和通信技术，页。 165比169Singh，N.，Vardhan，M.，2018.基于区块链的电子印章采购系统，具有高效的共识机制和快速的并行搜索。J.Mech.续数学科 学 ，电话：0973-8975Singh，N.，Vardhan，M.，2019.支持物联网设备的基于分布式账本技术的财产交易系统。Int. J. Cloud Appl. （IJCAC）9，60-78.Singh，N.，Kumar，T.，Vardhan，M.，2019.基于区块链的电子支票清算框架。规模。计算：Pract. Exp. 20（3），511-526.Singh，N.，Vardhan，M.，2019.基于数字账本技术的房地产交易机制及其区块大小评估。Int. J. Blockchains Cryptocurr. 1（1），67. https://doi.org/10.1504/IJBC.2019.101853网站。Singh，N.，Vardhan，M.，2020.为具有矛盾目标的基于区块链的应用程序计算最佳块大小。Procedia Computer Science 171，1389-1398.Tschorsch，F.，Scheuermann，B.，2016. Bitcoin and beyond：A technical survey ondecentralized digital currencies比特币及其他：去中心化数字货币的技术调查。IEEE通信Surveys Tuesday 18（3），2084- 2123.Vujicic′ ，D.， Jagodic'，D.，S.，2018年 区块链技术，比特币和以太坊：简要概述。In：International Symposium infoteh-jahorina（infoteh），pp. 1比6郑志，Xie，S.，戴，H.，陈旭，王，H.，2017.区块链技术概述：架构，共识和未来趋势。Int. Congr. Big Data，557-564.