chainScale：面向去中心化资源市场的安全功能导向可扩展性方案

摘要

去中心化资源市场是Web 3.0应用，旨在为用户构建无需中心化管理的数字资源交易开放平台。它们承诺降低成本、提高透明度并提供灵活的服务。然而，这些市场通常需要及时处理大量工作负载，导致严重的可扩展性问题。尽管已有大量关于区块链可扩展性的研究，但现有解决方案因未考虑这些市场的工作模式和流量特征而效果有限。

我们提出chainScale，一种安全的混合侧链分片解决方案，旨在提升去中心化资源市场的吞吐量，并降低其延迟和存储开销。chainScale的核心在于利用依赖侧链和功能导向的工作负载分割，通过为每个市场模块分配专属侧链来实现流量并行处理。与分片技术不同，chainScale不会产生任何高成本的跨侧链交易。

chainScale引入多项技术创新，包括：

• 分层工作负载共享：进一步细分过载模块
• 加权矿工分配：将具有系统权益的矿工分配到关键模块的侧链
• 侧链同步机制：保持主链作为系统状态的唯一真实来源
• 数据修剪技术：丢弃过期记录

除了安全性分析，我们还为分布式文件存储市场构建了概念验证实现。实验结果表明，与基于单侧链的现有方案相比，chainScale将吞吐量提升4倍，确认延迟降低5倍。同时，chainScale在吞吐量和延迟方面分别比分片技术提升2.5倍和3.5倍。

主题分类

密码学与安全（cs.CR）

引用信息

arXiv:2509.20356 [cs.CR]