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结论
本文对区块链共识算法进行了研究，重点关注了 PBFT 算法的改进。首先，分析了国内外对 PBFT 共识算法的研究趋势，介绍了区块链和共识算法的基础知识，以及医疗信息共享等相关概念；然后，针对 PBFT 共识算法性能进行分析，并开展相关的改进研究工作；最后，以区块链技术为研究背景，设计了基于区块链技术的医疗信息共享方案。本文工作总结如下：
(1) 对 PBFT 算法性能进行研究，分析了算法中存在的不足。主要为主节点选取随意，系统的可靠性低；三阶段通信次数多，系统开销大；节点加入和退出需要重启系统，降低了系统利用率，增加了系统开销；视图更换协议时，节点效率低。同时，对目前 PBFT 算法改进的 Dynamic PBFT、HSBFT 和 OBFT 三种算法进行研究，分析了每个算法的优势和缺陷。
(2) 针对 PBFT 算法存在的问题，提出了一种基于角色管理的实用拜占庭容错算法。首先，算法对通信过程进行优化，把一次单点全通信和两次全点全通信的过程优化为两次单点全通信和一次全点全通信，减少了通信次数，降低了算法通信过程的开销。其次，算法将节点分为管理者，候选者和普通节点三种角色，通过奖励机制和选举机制实现角色之间的转换；节点每一次成功交易系统奖励信用积分，信用积分达到一定值的时候节点从普通节点升级成候选节点，而当管理者节点出错时，管理者降级为普通节点，选举机制从候选者中选举管理者，解决了主节点选取不可靠的问题。然后，算法使用同步验证机制代替视图更换协议，在选举管理者后直接进行同步验证，节点不用切换到视图更换状态，增加了系统效率。最后，算法使用节点加入和退出机制，来动态的调节系统节点数量，新加入的节点为普通节点，只参与交易不参与选举，保证了系统的安全性。通过实验及对比分析，结果表明 RPBFT 算法在上述问题的解决上具有一点的优势。
参考文献（略）
