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可支持频繁分片重组的两层分片区块链方案 —— DecoupleChain

许淼泳，黄华威 如下论文被 ICWS 2025 接收。 Huawei Huang, Miaoyong Xu, Chenlin Wu,  Xiaofei Luo, Jian Zheng, Jianru Lin, Zibin Zheng*, “DecoupleChain: A Two-Layer Blockchain Sharding System Enabling Frequent Shard Reconfiguration”, IEEE The International Conference on Web Services (ICWS), July 2025. 一、研究背景与动机 分片技术通过将区块链网络划分为能够并行处理交易的子集，可显著提升交易吞吐量，但现有分片区块链方案在安全性与系统动态调整方面普遍存在缺陷：分片内共识节点规模较小且易受攻击。而共识节点的跨分片重洗牌（shuffling）操作虽然可以一定程度上提高分片区块链的安全性，但是 shuffling操作产生的巨大系统开销会导致分片重组的频率受限，为恶意节点提供了可乘之机。本文针对这一核心矛盾，提出了一种可支持频繁分片重组的两层区块链架构 DecoupleChain，通过系统架构创新与机制优化兼顾了分片区块链的安全性与可扩展性。 二、本文贡献 三、提出方案的简介    1. 核心思想  DecoupleChain 的 core idea 在于对区块链功能的分层解耦。系统采用了两层架构设计：Layer1 与 Layer2。其中，我们将系统的 Layer2 … Continue reading 可支持频繁分片重组的两层分片区块链方案 —— DecoupleChain

两篇区块链论文被顶会 INFOCOM 2025 接收 (附论文下载)

2024年12月6日，INFOCOM 2025结果公布，中山大学软件工程学院黄华威研究组（HuangLab）与北航、新加坡科技设计大学、香港浸会大学、新加坡南洋理工大学合作的两篇区块链分片机制的论文被接收。INFOCOM 全称为 IEEE International Conference on Computer Communications, 是CCF-A类计算机网络领域顶会。INFOCOM 2025年的论文接收率为 272/1458 = 18.65%。 两篇被接收论文信息如下。 论文下载 通过网盘分享的文件：“INFOCOM25-两篇论文”链接: https://pan.baidu.com/s/1MAptxA8IRCbTUxCw8Qa4Jw?pwd=uit3 提取码: uit3 两篇论文的背景简介 论文1的一作是郑简，中山大学软件工程学院博士一年级同学。郑简同学的研究方向为区块链系统、DeFi 协议设计与经济学分析。自从2020年以本科实习生身份加入 HuangLab 之后，郑简先后参与了 HuangLab 多科研任务，例如参与开发开源区块链实验平台 BlockEmulator (blockemulator.com)、负责研究分片区块链 BrokerChain [INFOCOM 2022] 的分片间交易公平性机制 (即本篇论文提出的方案 Justitia)。此外，郑简同学2021-2022年还研究了针对 PoW (Proof-of-Work) 区块链的自适应新型双花攻击的问题，相关论文“Adaptive double-spending attacks on PoW-based blockchains”发表在TDSC（CCF A类期刊）。 论文2的一作是黄鑫鹏，北航人工智能学院博士一年级同学。黄鑫鹏同学的研究方向为高性能区块链系统、区块链攻击检测。本论文实验平台采用了黄华威研究组开源的区块链实验平台 BlockEmulator，并在此基础上进行ContribChain的系统实现。 论文1的更多背景 论文1是黄华威研究组自研分片公链BrokerChain (BrokerChain: A Cross-Shard Blockchain Protocol for Account/Balance-based … Continue reading 两篇区块链论文被顶会 INFOCOM 2025 接收 (附论文下载)

分片区块链 mini 综述发表在 IEEE ComMag

杨青林，黄华威， 2024 年 11 月 06 日 研究组一篇题目为 “The State-of-the-Art and Promising Future of Blockchain Sharding” 的论文近日被 IEEE Communications Magazine (ComMag) 接收。IEEE Communications Magazine 是计算机领域高水平国际期刊，重点专注工程技术-网络通讯领域的新研究，旨在促进和传播该领域相关的新技术和新知识。ComMag 最新影响因子为 8.3，是中科院 SCI 二区期刊。 论文信息 Yang, Qinglin (杨青林), Huang, Huawei (黄华威，通讯作者), Yin, Zhaokang (殷昭伉), Lin, Yue (林岳), Chen, Qinde (陈钦德), Luo, Xiaofei (罗肖飞), Li, Taotao (李涛涛), Liu, Xiulong (刘秀龙), Zheng, … Continue reading 分片区块链 mini 综述发表在 IEEE ComMag

黄华威2024年受邀学术报告

记录学术生涯的受邀学术报告。黄华威，更新于 2024 年 11 月 14 日。 – Nov, 2024: 黄华威老师受邀参加了多次学术报告、论坛报告，包括在港科广举办的 FinTech workshop 2024、香港岭南大学区块链讲座、中国电子学会区块链年会举办的2024 区块链和 Web3.0 技术创新与应用交流大会-新金设施论坛，报告主题为研究组正在推进落地的区块链金融项目 BrokerFi。 – Aug 09, 2024: 黄华威受电子科技大学交子区块链研究院的邀请 to give a talk titled 《分片区块链的研究 —— 以 Layer1 公链为目标》。 – 2024 CCF中国区块链技术与应用高峰论坛，2024年8月2-4日在内蒙古呼和浩特举办。黄华威受邀在论坛「Web3.0和元宇宙技术及应用专题论坛」发表学术演讲《区块链与Web3如何支撑元宇宙的思考与尝试》。 – 2024年7月21日-22日，华东师范大学第十一届数据科学与工程暑期学校第四天、第五天，邀请到了中山大学的黄华威教授为同学们带来关于 “区块链交易分片执行” 与 “实验: 分片区块链实验平台演示” 的精彩课程。[7月21日课程公众号文章介绍] [7月22号课程公众号文章介绍] – June 22, 2024: 黄华威老师受邀参加2024年6月21-23日在吉林长春举行的 2024 CSIAM 区块链技术与应用高峰论坛，并在“区块链共识与交易安全前沿分论坛”中做题为《分片区块链的性能优化研究：为 Web3 构建基础设施》的学术报告。[ 论坛介绍 ] – … Continue reading 黄华威2024年受邀学术报告

实验室在香港举办区块链学术论坛

Huawei Huang, 2024 May 16 2024年5月11-12日，中国计算机学会第17届服务科学国际会议（CCF 17th International Conference on Service Science, CCF ICSS 2024）在香港理工大学举办。5月11日下午，实验室在本次会议举办了以“区块链、可信计算和服务”(Blockchain, Trustworthy Computing, and Services)为主题的学术论坛。 论坛简介 本论坛专注于区块链、可信计算和服务。旨在为参会专家学者提供一个分享前沿新颖的学术观点以及交流合作的平台，共同探索区块链系统、可信执行环境、DeFi等最新进展和发展趋势。本技术论坛邀请了4位区块链和人工智能领域的知名专家学者进行主题演讲，使用语言为英语，演讲内容涵盖：区块链底层协议设计、鲁棒机器学习算法、基于可信执行环境的隐私保护技术、基于区块链的DeFi服务安全。论坛主席是黄华威副教授。 论坛邀请的4位专家分别是: 本次论坛更多的照片，请访问：https://acd.alltuu.com/mobile/large/1003451155/?mode=release 论坛主席介绍 黄华威，中山大学软件工程学院副教授，博导，入选2023年度全球前2% 顶尖科学家榜单，IEEE Senior Member，CCF高级会员。取得日本会津大学计算机科学与工程博士学位。研究方向包括区块链系统、Web3、元宇宙、分布式系统与协议。近五年区块链相关的研究成果发表在高水平国际学术会议与期刊，如 ToN, TPDS, INFOCOM, ICDCS 等，论文谷歌学术引用5500。曾在国际期刊组织6次区块链/Web3专刊；曾担任十余个国内外学术会议与学术论坛研讨会的组织主席。主持科技部与广东省重点研发计划课题，国自然面上青年、CCF-华为胡杨林基金区块链专项等十余项科研项目。出版区块链英文学术著作《From Blockchain to Web3 & Metaverse》、《Blockchain Scalability》与区块链书籍《从区块链到Web3：构建未来互联网生态》，开源了区块链实验平台blockEmulator.com。 BlockEmulator 是一个可支持多种共识协议与跨分片机制的区块链协议验证平台，由InPlusLab· 黄华威研究组开发并开源。 该实验平台主要面向区块链研究人员，当他们需要对提出的新型区块链共识协议、新型跨分片机制进行验证时，可以帮助用户快速搭建一个轻量化的区块链底层协议的实验平台，并对实验数据进行收集，方便绘制科研论文所需的实验图。 BlockEmulator实现了区块链的底层技术框架，不仅可以帮助初学者快速入门及加深理解区块链底层运行原理，也能为区块链研究者提供一个完整的区块链新型协议机制的开发和测试环境。它可以降低开发和测试一个区块链新协议的成本和难度，为研究人员提供可定制化的二次开发环境，可加速区块链技术的创新。

黄华威受邀参加两个区块链与Web3论坛发布 BrokerFi

2023-12-28 2023年12月份，黄华威老师受邀参加了两个区块链与Web3.0的学术会议论坛，分别记录如下。 在这两个技术论坛，黄华威老师首次向外界发布了 HuangLab 的最新研究成果——“BrokerFi : 构建在分片区块链基础之上的 DeFi 协议”。 演讲报告 (PDF) 请前往学者网页面下载：https://www.scholat.com/vpost.html?pid=229788

HuangLab 两篇区块链论文被 INFOCOM’24 接收

2023年12月1日，INFOCOM’24 结果公布，HuangLab 两篇区块链分片机制的论文被接收。INFOCOM 全称为 IEEE International Conference on Computer Communications, 是国际上公认的计算机网络领域顶级会议、CCF-A类国际会议，2024年的论文接受率为 256/1307 = 19.58%。 两篇被接收论文信息如下。 点击跳转至 [知乎文章页面] 下载论文的接收版本。 论文1 的一作是陈钦德，中山大学软件工程学院博士一年级同学。陈同学的研究方向为高性能区块链系统。自从2022年加入 HuangLab 之后，陈钦德参与了 HuangLab 多项重要任务，如参与开发开源区块链实验平台 BlockEmulator，负责研究 BrokerChain 分片区块链的激励机制 (即本篇论文提出的方案 Broker2Earn)。 论文2 的二作是林岳，中山大学计算机学院硕士3年级同学。自从2021年加入 HuangLab，林岳同学参与了BlockEmulator 早期版本的开发，重点研究 BrokerChain 分片区块链的账户迁移机制。 两篇论文的背景简介 这两篇论文是继发表在 INFOCOM’22 年 BrokerChain (BrokerChain: A Cross-Shard Blockchain Protocol for Account/Balance-based State Sharding) 的后续扩展工作。BrokerChain发表之后，HuangLab负责人黄老师提出了一个设想：HuangLab要将 BrokerChain完善为一个高性能分片区块链系统，而且还要基于 BrokerChain 开发一个去中心化金融(DeFi)应用 (后来命名为 BrokerFi)。至今，这三篇重要论文构建了 … Continue reading HuangLab 两篇区块链论文被 INFOCOM’24 接收

黄华威受邀在CNCC论坛发表学术演讲

2023年10月26日，黄华威老师受邀在「CNCC | Web 3.0前沿技术与未来趋势」论坛发表学术演讲，报告题目《为Web3构建基础设施：分片区块链的可扩展性研究》。 该论坛的介绍：https://mp.weixin.qq.com/s/PbaXT9XJCesYKYMmaq3OOA 黄华威老师是中山大学软件工程学院副教授，CCF高级会员、CCF区块链专委会执行委员、CCF分布式与并行计算专委会执行委员。研究方向包括区块链体系架构、Web3、元宇宙、分布式系统与协议。论文谷歌学术引用4500。近三年区块链相关的研究成果发表在高水平国际学术会议与期刊，如IEEE/ACM ToN, TDSC, TPDS, INFOCOM等。曾担任十余个国内外学术会议与学术论坛研讨会的组织主席。在Springer出版区块链英文学术著作2部《From Blockchain to Web3 & Metaverse》与《Blockchain Scalability》出版区块链教材《从区块链到Web3》，开源区块链实验平台 blockEmulator.com。 报告题目《为Web3构建基础设施：分片区块链的可扩展性研究》 报告简介：可扩展性已经成为区块链底层一个关键研究方向。学术界已经提出了若干具有代表性的方案来提升区块链可扩展性，比如有向无环图技术、分片技术、新型共识机制、状态通道、侧链、跨链等等方案。其中，分片技术被认为是一个非常有潜力可大幅度提高区块链吞吐性能的扩容方案。本次报告黄华威老师首先梳理了区块链分片技术的研究现状，然后介绍了他的研究团队在基于分片机制的区块链可扩展性方面的研究进展与成果。

HuangLab 出版 2 本区块链英文书

近期，HuangLab 在 Springer 出版两本区块链英文书，分别是： From Blockchain to Web3 & Metaverse —— 作者: Huawei Huang, Jiajing Wu, Zibin Zheng —— 本书简介 Web3 has attracted considerable attention due to its uniquely decentralized characteristics. The digital economy, currently undergoing a rapid development, is a critical driver to highly efficient societies. It is imperative that we investigate how to … Continue reading HuangLab 出版 2 本区块链英文书

实验室近期举办两个区块链论坛

近期，实验室在 CCF 专委技术大会的平台上举办了两个区块链为主题的学术论坛： 2023年8月4日在南昌举办的中国计算机学会（CCF）计算机系统大会 (CCFSys) “区块链分布式账本技术”分论坛 2023年8月15日在南京举办的第六届CCF区块链技术大会 (CBCC 2023)“区块链系统与智能合约安全”论坛 CCFSys“区块链分布式账本技术”论坛 —— 论坛主席：黄华威副教授、郑子彬教授 —— 论坛简介 区块链技术作为一项颠覆性的创新，对于实现可信、去中心化的数字经济具有重要意义。为促进国内外科研机构和专家学者之间的交流与合作，本论坛提供了一个分享最新学术观点、讨论国际前沿进展的平台。本论坛专注于区块链底层机制、区块链系统与分布式协议设计、区块链性能瓶颈突破、以及针对区块链系统的原理发现等方面。本技术论坛将邀请海内外知名区块链专家和学者进行主题演讲和分享，内容涵盖但不限于：区块链存储网络、共识算法优化、可扩展性技术、区块链加密算法、区块链存储优化技术、区块链安全数据交互，等等区块链关键技术与应用。欢迎各位与会专家学者参加本次论坛，共同探讨区块链技术的未来发展趋势和实际应用价值。 —— 论坛邀请的6位专家分别是 本次论坛更多的照片，请访问：https://live.photoplus.cn/live/pc/80831571/#/live CBCC“区块链系统与智能合约安全”论坛 —— 论坛主席：郑子彬教授、黄华威副教授 —— 论坛简介 本论坛专注于区块链系统与智能合约安全。旨在为参会专家学者提供一个分享前沿新颖的学术观点以及交流合作的平台，共同探索区块链系统与智能合约安全方向的最新进展和发展趋势。本技术论坛邀请6位知名区块链专家学者进行主题演讲，内容涵盖：区块链用户身份推断、区块链与数字货币、区块链数据挖掘、可信区块链技术与应用、智能合约的缺陷与漏洞发现。 —— 论坛邀请的6位专家分别是 本次论坛更多的照片，请访问 [传送门]