Storage Scalability Oriented Segment Allocation Based on Cost Clustering in Sharding Blockchains

doi:10.1109/TSUSC.2025.3566072

Storage Scalability Oriented Segment Allocation Based on Cost Clustering in Sharding Blockchains

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DOI：10.1109/TSUSC.2025.3566072

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区块链技术已引起学术界和产业界的广泛关注，其中可扩展性仍是一个关键挑战。分片（sharding）是一种有前景的解决方案，它将区块链划分为更小的分区（称为分片），每个分片处理一部分交易以提高吞吐量。这种方法对于实现高效的权益证明（Proof of Stake, PoS）共识机制至关重要，正如Dogecoin转向PoS的过渡所示，分片减轻了验证者的计算负担并增强了可扩展性。然而，分片引入了高存储冗余，因为每个分片中的节点必须共同维护整个区块链的副本，这带来了巨大的存储压力。为此，引入了分段（segments）概念，用于将主链划分为更小的部分并分布到节点上。然而，现有方法随机地将分段分配给节点，导致节点设置和分段查询成本高昂。本文研究了分段在分片内的最优分配以最小化这些成本，提出了基于成本聚类的分段分配算法（Segment Allocation based on Cost Clustering, SACC）。理论分析和模拟表明，SACC在降低设置、查询和总成本的同时保持安全性和可扩展性，为Dogecoin等基于分片的PoS区块链提供了更高效的解决方案。

Keyword:

Blockchain

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Storage Scalability Oriented Segment Allocation Based on Cost Clustering in Sharding Blockchains

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