[發明專利]基于大規模科學核心計算的區塊鏈共識激勵系統與方法

有效

• 申請號: 201910911485.2
• 申請日: 2019-09-25
• 公開（公告）號: CN110674533B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 張淼;陳建海;何欽銘;沈欽仙;盧令令
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06F21/64
• 分類號: G06F21/64;H04L29/08
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 曹兆霞

1.一種基于大規模科學核心計算的區塊鏈共識激勵系統，其特征在于，包括：

雇主，其發布計算任務，設計并提供Map和Reduce程序函數、任務運行時間限制、快速驗證算法以及獎懲制度；

工人，其質押誠實保證金，并領取計算子任務進行計算；

驗證者，其根據快速驗證算法對子任務計算結果進行驗證計算；

數據庫，其存儲雇主提交的計算任務數據和工人提供的計算結果數據；

混淆器，對雇主、工人以及驗證者的身份信息進行掩蓋，并行子任務的隨機分發；

智能合約，其用于實現計算任務上鏈、計算任務分發、執行MapReduce程序、工人領取計算任務上鏈、數據庫權限開放和時間控制、工人的獎懲；

所述智能合約包括：

計算任務上鏈合約，用于提取計算任務的哈希碼，并將所述哈希碼作為該計算任務的唯一標識碼，雇主的身份信息經混淆器混淆后，與計算任務的唯一標識碼生成一條交易記錄，未來將記錄在區塊中；

MapReduce合約，用于根據雇主提供的Map程序函數，將計算任務劃分為不同的可并行計算的子任務；在各子任務都得到由工人計算得出的子結果后，根據雇主提供的Reduce程序函數將各子結果進行匯總合并，得出計算任務的最終結果；

計算任務分發合約，將劃分好的計算子任務分別提取哈希碼，作為哈希索引；依據雇主設定的任務運行時間限制，為每一個子任務設置運行時間限制；通過混淆器將不同的子任務隨機分發給不同的接受了計算任務的工人，且同一個子任務可分發給不同的工人；

工人領取計算任務上鏈合約，在工人領取計算子任務后，將工人經混淆器混淆后的身份信息與計算子任務的哈希索引生成一條交易記錄，未來將記錄在區塊中；

數據庫權限開放和時間控制合約，以各計算子任務的哈希索引為數據庫訪問索引，存放各子任務計算所需的數據，并控制何時開放給工人進行讀取；當有工人計算得出子結果后，按計算子任務的哈希索引對子結果進行存放，并控制何時開放給其他相同子任務計算工人進行驗證；

獎懲合約，對工人成功計算得出正確結果、得到錯誤結果或未在規定時間內得出結果，以及驗證者驗證出計算結果有錯誤存在的情況進行相應的獎懲，并形成相應的交易記錄，未來將記錄在區塊中。

2.一種基于大規模科學核心計算的區塊鏈共識激勵方法，其特征在于，實現所述區塊鏈共識激勵方法應用權利要求1所述的區塊鏈共識激勵系統，所述區塊鏈共識激勵方法包括以下階段：

計算任務提交階段，雇主發布計算任務，設計并提供Map和Reduce程序函數、任務運行時間限制、快速驗證算法以及獎懲制度；

任務領取與分發階段，工人進行子任務領取，MapReduce合約依據Map程序函數對計算任務劃分子任務，混淆器對子任務進行分發；

工人計算階段，工人對領取的子任務進行計算；

結果驗證階段，驗證者依據快速驗證算法對計算結果進行驗證；

獎懲階段，依據計算結果和驗證結果對工人和驗證者按照獎懲制度進行獎勵或懲罰；

子任務結果合并階段，根據Reduce程序函數將驗證正確的子任務結果進行合并，形成最終計算結果；

區塊上鏈階段，將最終計算結果記錄在區塊中，將所述區塊鏈接到區塊鏈系統；

所述計算任務提交階段包括以下步驟：

S101，所述雇主將計算任務、時間限制、快速驗證算法、獎勵金及懲罰力度形成明文信息廣播到全網，并質押獎勵金；

S102，所述混淆器對雇主身份信息進行混淆得到混淆身份信息；所述計算任務上鏈合約計算所述計算任務的哈希碼，并根據所述哈希碼與所述混淆身份信息生成一條交易信息；

S103，所述雇主將編寫好的Map函數與Reduce函數提交至所述MapReduce合約；所述MapReduce合約將計算任務劃分為多個可并行計算的子任務；

S104，所述雇主將計算任務所需的數據傳至數據庫，并觸發所述數據庫權限開放和時間控制合約，所述數據庫權限開放和時間控制合約暫時鎖定所述數據。