[發明專利]一種基于容量證明的區塊鏈系統構建方法

有效

• 申請號: 201910807908.6
• 申請日: 2019-08-29
• 公開（公告）號: CN110609867B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 唐煜;郜策宇;蔡天煒;何天陽;任林
• 申請（專利權）人: 北京天云如川科技有限公司
• 主分類號: G06F16/27
• 分類號: G06F16/27;G06Q20/38;H04L9/08;H04L9/30
• 代理公司: 北京紐樂康知識產權代理事務所(普通合伙) 11210
• 代理人: 田磊

本發明涉及一種基于容量證明的區塊鏈系統構建方法，主要由初始化、區塊構建，區塊接收，主鏈選擇，數據持久化五個階段組成，本發明采用了新的共識模型，用存儲容量來抵御假名攻擊，采用可驗證隨機函數增加記賬權轉移的不可預測性，通過容量證明的過程來實現對區塊的共識，從而構建一個完整的區塊鏈系統。

技術領域

本發明涉及分布式系統技術領域，具體來說，涉及一種基于容量證明的區塊鏈系統構建方法。

背景技術

為改善工作量證明共識機制高耗能缺點，權益證明的共識機制引起了行業的關注，但權益證明的思想在區塊鏈系統中的實現一直未有完備性的解決方案。近年來，學術界提出的混合共識、權益證明、可驗證隨機函數權益證明等基于權益證明思想的共識機制在一定程度上將區塊鏈技術向前推進了一大步。這些共識機制通過引入權益證明的過程來抵抗分布式系統中的假名攻擊，可驗證隨機函數來提供記賬權轉移的不可預測性，在一定同步假設的基礎上實現了區塊鏈系統去中心化、高效能和安全的相對平衡。

為了追求極致的高效能，委托權益證明的共識機制犧牲了去中心化特性而追求高性能、多用途的區塊鏈系統。委托權益證明共識機制在最小化網絡成本的同時，賦予每個持股人一定的投票權，由他們投票產生“超級節點”代表。最后由獲得票數最多的一定數量的超級節點輪流平等地產生區塊，以此來維護一個高性能的全局賬本。而這些共識機制都未能在去中心化、高效能和安全之前找到最優的平衡點。

針對相關技術中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

針對相關技術中的上述技術問題，本發明提出一種基于容量證明的區塊鏈系統構建方法，以提高區塊鏈系統的公平性、安全性和可擴展性，并同時降低共識過程中的能源消耗。

為實現上述技術目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種基于容量證明的區塊鏈系統構建方法，包括以下步驟：

S1：初始化，計算機節點通過配置文件配置客戶端的啟動參數，客戶端程序進行初始化數據的計算并存儲；

S2：區塊構建，客戶端程序從數據庫中取出當前最新區塊，進行計算后開始構造區塊，構造完成后將其序列化后廣播至點對點網絡中；

S3：區塊接收，客戶端程序接收到來自網絡的區塊后對其進行反序列化，將其解析為區塊的具體結構和相關字段，并對其進行檢查；

S4：主鏈選擇，客戶端程序在接收到合格的區塊后判斷其是否為主鏈，如果是主鏈的區塊則將其持久化到數據庫中，如果不是主鏈的區塊則將其放入孤塊池中；

S5：數據持久化，客戶端程序經過上述四個階段后，如果區塊被驗證是合格的便將其持久化到本地數據庫。

優選的，所述步驟S1中，啟動參數包括：客戶端賬戶和密碼、初始化硬盤的空間。

優選的，所述步驟S1中，在進行計算之前，客戶端程序通過調用隨機數生成函數產生一個隨機數，并利用該隨機數采用橢圓曲線函數產生一對公私鑰對，其中公鑰用來作為初始化的參數，私鑰用來對后續創建的區塊進行簽名。

優選的，所述步驟S2中，區塊構建的具體過程如下：

客戶端程序從數據庫中取出當前最新區塊，提取區塊中目標挑戰c字段，并在存儲的哈希表B中查找目標挑戰c的后log₂ N位與z的后log₂ N位相等的z；

在哈希表B中取出相等的z所對應的(x，x′)，并將其帶入證明質量計算公式q＝(h(t//s，x，x′，h)/2^l)^1/s；

使用公式diff＝diff(n-1)+diff(n-1)//2048*max(1-(t-t(n-1))//10，-99)計算當前的目標難度diff；