共识算法仿真【论文及实现代码】

古城微笑少年丶 2022-08-29 05:51 791阅读 0赞

本文介绍13种区块链共识算法仿真工具，包含相关论文及实现源代码， 可以仿真比特币、以太坊、Hyperledger Fabric、IOTA、Tendermint、 Mir、Avalanche、Algorand等多种区块链共识算法的运行，适合研究区块链 网络行为或辅助毕业设计。

## 1、Bitcoin Simulator - 比特币共识算法仿真 ##

Bitcoin Simulator基于离散事件仿真平台ns3开发，使用rapidjson实现节点 之间的通信。该项目的目的是研究共识参数、网络特征以及协议修改会如何 影响采用工作量证明（PoW）共识算法的全块链的可伸缩性、安全性以及效率。

根据论文说明，Bitcoin Simulator目前最多可以仿真6000个节点，并且要求 区块中不能包含交易。

*  源码下载：[GitHub][], [官网][Link 1]
 *  论文PDF下载： [On the Security and Performance of Proof of Work Blockchains][]

## 2、VIBES - 可配置区块链共识算法仿真器 ##

VIBES是一个可配置的区块链仿真器，可用于大规模P2P网络，其开发目的是 为了更好的研究并理解比特币、以太坊、Hyperledger等区块链或分布式账本系统的 特性。VIBES支持多种不同的仿真场景，可以考察节点的交互并提供网络的 多种参数指标。

*  源码下载：[Github][]
 *  论文PDF下载：[VIBES: Fast Blockchain Simulations for Large-scale Peer-to-Peer Networks][VIBES_ Fast Blockchain Simulations for Large-scale Peer-to-Peer Networks]

## 3、distributed-consensus-simulator - Sleepy共识协议仿真器 ##

分布式共识仿真器是上海交通大学开发的Sleepy共识协议仿真器。Sleepy共识协议 是该团队为了解决PoW共识算法对计算能源的浪费问题而设计。其仿真器结构如下下图 所示：

![17a49461065b15f083350c65e6aa6767.png][]

*  源码下载：[Github][Github 1]
 *  在线文档：[Github][Github 2]

## 4、SimBlock - 事件驱动的共识算法仿真器 ##

SimBlock是东京科技大学开发的事件驱动的共识算法仿真器，适合用于 区块链网络的研究，可以重现比特币、莱特币、狗狗币的实际环境，并 对分叉率及分叉时间进行评估。

SimBlock提供一个配套的可视化工具：

![6782c9a03f8faaa2572740a574d58654.png][]

*  源码下载：[Github][Github 3]
 *  可视化工具下载：[Github][Github 4]
 *  论文PDF下载：[SimBlock: A Blockchain Network Simulator][SimBlock_ A Blockchain Network Simulator]

## 5、利用仿真器分析区块链的可伸缩性 ##

基于[PyCATSHOO][]以及蒙特卡罗仿真的区块链复杂系统分析。

*  [Scalability Analysis of Blockchains Through Blockchain Simulation][]
 *  [Agent-Based Simulations of Blockchain protocols illustrated via Kadena’s Chainweb][Agent-Based Simulations of Blockchain protocols illustrated via Kadena_s Chainweb]\]
 *  [Simulation of stochastic blockchain models][]

## 6、ShardShim - 分片算法仿真器 ##

ShardSim是一个研究区块链可伸缩性的分片算法仿真器。

*  源码下载：[Github][Github 5]
 *  介绍文章：[Ethereum Sharding inside a Supercomputer][]

## 7、Ripple Simulator - 瑞波链共识算法仿真器 ##

Ripple官方提供的共识算法仿真器的改进版本，进行了代码整理，并将网络构建 和仿真运行这两部分解耦，以便可以运行参数化的仿真网络，从而分析不同的网络 拓扑结构是如何影响共识过程的。

*  源码下载：[Github][Github 6]

## 8、Raftscope - Raft共识算法可视化工具 ##

RaftScope是raft共识算法的超级可视化工具，该项目受到thesecretlivesofdata的启发。

*  源码下载：[Github][Github 7]
 *  在线演示：[Github][Github 8]

## 9、bft-simulation - BFT共识算法仿真 ##

bft-simulation是Mir提供的BFT共识算法仿真软件，支持Tendermint、Algorand和Mir 这三种拜占庭容错算法的仿真：

![7c9606b4f8b29d0cd305903596b281c8.png][]

*  源码下载：[Github][Github 9]

## 10、DAGsim -IOTA共识算法仿真框架 ##

DAGsim是IOTA Tangle共识算法的仿真框架，支持异步、连续、多agent的仿真， 对忠诚和半忠诚agent进行了建模。

*  源码下载：[Github][Github 10]
 *  论文PDF下载：[iacr][]

## 11、CIDDS - 大规模IOTA共识算法仿真框架 ##

CIDDS是一个可配置、交互式的DAG共识算法仿真框架。利用CIDDS，用户 可以创建包含数千个节点的大规模tangle仿真，并调整各种参数来研究 不同参数下的DAG网络的特征。

*  源码下载：[Github][Github 11]

## 12、Snow-bft-demo - Avalanche共识算法仿真 ##

该项目是Avalanche区块链的Snow共识算法的仿真实现。

*  源码下载：[Github][Github 12]
 *  在线演示：[tedyin][]

## 13、PHANTOM 共识算法实现及仿真框架 ##

该项目是PHANTOM(GhostDAG)共识协议的一个高效实现，同时包含一个网络仿真 框架以及一些有用的工具。

*  源码下载：[Github][Github 13]

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原文链接：[Blockchain simulator][]

[GitHub]: https://github.com/arthurgervais/Bitcoin-Simulator
[Link 1]: http://arthurgervais.github.io/Bitcoin-Simulator
[On the Security and Performance of Proof of Work Blockchains]: https://eprint.iacr.org/2016/555.pdf
[Github]: https://github.com/i13-msrg/vibes/
[VIBES_ Fast Blockchain Simulations for Large-scale Peer-to-Peer Networks]: https://github.com/i13-msrg/vibes/blob/master/docs/Master_Thesis_VIBES.pdf
[17a49461065b15f083350c65e6aa6767.png]: /images/20220829/39ddb60cc1804817a5df90b9a4c8a713.png
[Github 1]: https://github.com/abcdabcd987/distributed-consensus-simulator
[Github 2]: https://abcdabcd987.github.io/distributed-consensus-simulator/
[6782c9a03f8faaa2572740a574d58654.png]: /images/20220829/570d4594667348048c16afe7db1210a0.png
[Github 3]: https://dsg-titech.github.io/simblock/
[Github 4]: https://github.com/dsg-titech/simblock-visualizer
[SimBlock_ A Blockchain Network Simulator]: https://arxiv.org/pdf/1901.09777.pdf
[PyCATSHOO]: http://pycatshoo.org/
[Scalability Analysis of Blockchains Through Blockchain Simulation]: https://digitalscholarship.unlv.edu/cgi/viewcontent.cgi?referer=https://scholar.google.co.jp/&httpsredir=1&article=3979&context=thesesdissertations
[Agent-Based Simulations of Blockchain protocols illustrated via Kadena_s Chainweb]: https://arxiv.org/pdf/1904.12924.pdf
[Simulation of stochastic blockchain models]: http://pycatshoo.org/SimulationOfStochasticBlockchainModels.pdf
[Github 5]: https://github.com/leobago/shardSim
[Ethereum Sharding inside a Supercomputer]: https://medium.com/coinmonks/ethereum-sharding-inside-a-supercomputer-2a1580a66303
[Github 6]: https://github.com/sebastiandagostino/ripple-simulator
[Github 7]: https://github.com/ongardie/raftscope
[Github 8]: https://raft.github.io/
[7c9606b4f8b29d0cd305903596b281c8.png]: /images/20220829/2d3122bcd69d4362bf01d6381f3ef207.png
[Github 9]: https://github.com/mir-protocol/bft-simulation
[Github 10]: https://github.com/IC3RE/DAGsim
[iacr]: https://eprint.iacr.org/2018/1062.pdf
[Github 11]: https://github.com/i13-msrg/cidds
[Github 12]: https://github.com/Determinant/snow-bft-demo
[tedyin]: https://tedyin.com/archive/snow-bft-demo/
[Github 13]: https://github.com/AvivYaish/PHANTOM
[Blockchain simulator]: https://scrapbox.io/layerx/Blockchain_simulator