[發明專利]一種基于DPOS共識區塊鏈網絡中的礦池定價策略分析方法

在審

• 申請號: 202010849870.1
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN112270558A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 陶文源;陳書卓;翁仲銘
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06Q30/02
• 分類號: G06Q30/02;G06N20/00;G06N5/04
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉子文

本發明公開一種基于DPOS共識區塊鏈網絡中的礦池定價策略分析方法，首先通過博弈分析，按照矩陣博弈的模型對實際情況進行建模；然后通過多智能體算法的實驗模擬，推算在趨利避害前提下網絡收益環境和發展趨勢并計算礦池最優定價。

技術領域

本發明涉及區塊鏈、強化學習和博弈論技術領域，具體涉及一種DPOS共識區塊鏈網絡中的礦池定價策略分析方法。

背景技術

區塊鏈技術在2008年隨著比特幣的發明而產生。區塊鏈網絡類似于分布式賬本技術(DLT)，它是使用對等網絡進行同步的分布式數據集。在穩定的區塊鏈網絡中，共識機制是產生記賬節點，確保區塊鏈數據一致性和可信性的關鍵步驟。Nakamoto 2009年首次在比特幣中使用了工作量證明(Proof of Work，PoW)的共識機制以解決雙花攻擊和女巫攻擊。2012年S King等人針對PoW消耗大量資源的問題提出了股權證明(Proof of Stake，PoS)共識機制。Larimer在2014年提出了委托股權證明(Delegated Proof of Stake，DPoS)的共識機制。這種機制通過投票選舉少數節點進行記賬，大大減少了出塊時間。

DPOS共識機制分為兩個主要步驟：(1)選舉一組區塊生產者(2)生產者產生區塊。選舉過程的目的是選出2n+1個具有生成區塊的權力的生產者。每一個節點可以申請成為候選礦池或者作為投票者為候選礦池進行投票。投票者抵押一定數量的代幣，獲得相應比重的投票權，所有選舉人在每次維護周期進行一次投票。投票數前2n+1位的候選礦池成為生產者。DPOS采用輪流出塊的方式生產區塊。生產者按照地址順序安排出塊順序，每一個生產者在驗證上一個生產者廣播的新區塊后打包未經打包的交易生成新區塊并進行廣播。

本發明主要解決的技術問題是通過改進多智能體強化學習方法實現基于DPOS共識機制的區塊鏈網絡中礦池的最優定價策略制定。在很多DPOS網絡如EOS中礦池逐漸增多。在DPOS網絡中投票本身對于投票者是沒有收益的，這種礦池的存在激勵了持有代幣的用戶行使投票權力。但是和POW共識網絡中的礦池一樣，這種礦池的產生使得網絡的去中心化程度變低，并且容易形成壟斷聯盟。

在基于DPOS共識機制的區塊鏈網絡如EOS中使用代幣質押和投票代理操縱投票獲取收益的礦池是存在的。如圖1所示，在這種礦池中用戶將自己的代幣通過網絡智能合約凍結獲得投票權，同時接入候選節點事先設置好的投票代理進行委托投票。在這種投票代理中候選節點將設置只為自己投票以最大化自身收益確保自己最大可能當選生產節點。

在這種場景中，投票用戶與候選節點的關系類似于一種投資關系，投票用戶將自己的代幣和投票權質押給候選節點，并從候選節點處取得利息。如果候選節點成功當選為生產者，則其將會把生產者收益分配給投資者，如果候選節點沒有當選為生產者，則投票用戶收回代幣，并取得較低的收益。

在對于比特幣的礦池中，最近有一些使用博弈論工具分析產生的關于礦工和礦池收益和行為規律的研究，以及在各種應用情景中的博弈問題，例如礦池發動的的跳幣攻擊，扣塊攻擊和基礎獎勵消失后的“間隙博弈”等。

盡管目前在區塊鏈社區中有許多對于DPOS礦池的討論，但是在研究領域缺少對于DPOS甚至POS礦池的研究。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種基于DPOS共識區塊鏈網絡中的礦池定價策略分析方法，在基于DPOS共識機制的區塊鏈網絡如EOS中使用代幣質押和投票代理操縱投票獲取收益的礦池是存在的。本發明提供的技術方案能夠分析在某種區塊鏈網絡環境中達到納什均衡的礦池定價最優策略以及定價策略變化趨勢。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種基于DPOS共識區塊鏈網絡中的礦池定價策略分析方法于，包括以下步驟：

(1)博弈分析，按照矩陣博弈的模型對實際情況進行建模；具體的：