Node-Based Blockchain Decentralization Measurement Model

Zhenliang Liu

doi:10.1109/TNSM.2026.3665402

2026-02-16

PRE

Zhenliang Liu

樊星 (Xing Fan)

Baoning Niu

DOI：10.1109/TNSM.2026.3665402

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摘要

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区块链去中心化是指区块链系统的特性，其中数据存储、交易验证和账本状态更新由分布式节点执行和维护，而不是依赖集中式机构或组织实体的服务器。它是区块链系统的核心特征之一，旨在确保安全性、抗审查性和系统鲁棒性。量化区块链去中心化程度有助于识别潜在的中心化风险，评估系统架构和治理机制的公平性，并为优化设计以提高共识效率和资源分配提供重要依据，同时也有助于评估区块链系统在可扩展性、应用领域和监管适应性方面的可信度及理解其未来发展趋势。现有的区块链去中心化测量方法依赖单一或两个维度，忽略去中心化程度的趋势分析，且缺乏标准化的定量方法，例如未能一致应用变异系数或信息熵等方法，以实现跨系统的客观可比评估。鉴于区块链系统由参与节点构成，我们采用以节点为中心的视角，提出了一种基于节点的区块链去中心化测量模型（NBDMM）。NBDMM利用从三个维度——节点分布、交易网络中心化和节点可靠性——提取的十个关键指标来衡量去中心化程度。实验结果表明，所提出的NBDMM能够有效量化采用不同共识机制的区块链系统的去中心化水平。此外，研究发现比特币和以太坊均呈现出中心化程度增加的趋势，表明其原有的去中心化特性正逐渐减弱。

Keyword:

Blockchain

decentralization measurement

node distribution

transaction-network centralization

node reliability