[發明專利]一種用?ztürk低延時模平方算法提高區塊鏈吞吐量的方法

有效

• 申請號: 202011251780.9
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112346708B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 劉靜;張良峰
• 申請（專利權）人: 上海科技大學
• 主分類號: G06F7/556
• 分類號: G06F7/556;G06F7/523;H04L9/06;G06F16/27
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊

1.一種用低延時模平方算法提高區塊鏈吞吐量的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、區塊鏈上的每個節點從各自所擁有的若干個空間中生成空間證明；一個空間對應一個空間證明，節點的空間證明數量等于節點所擁有的空間數量；

步驟2、每個節點將各自的空間證明輸入統一的哈希函數H(·)計算分別得到每個空間證明對應的哈希值；

步驟3、每個節點從所擁有的空間證明的哈希值中取最小值T_z進行模指數運算其中，a表示輸入，mod表示模運算，M表示模數；

最快完成模指數運算的節點成為領導者，贏得出塊權和出塊獎勵；

每個節點進行模指數運算時，在8位超導集成電路上連續T_z次串行運行模平方運算a²mod?M，則任意一個節點每次運行一次模平方運算a²mod?M包括以下步驟：

步驟301、將參與乘法運算的大整數a表示成對應的多項式形式，有：

a＝a₀r⁰+a₁r¹+a₂r²+…+a_Ir^I?(1)

式(1)中，r多項式的未知數，為計算機的基數；r的指數定義為權重；

步驟302、設因數A＝a、因數B＝a，則有下式(2)及下式(3)：

A＝A₀r⁰+A₁r¹+A₂r²+…+A_Ir^I?(2)

B＝B₀r⁰+B₁r¹+B₂r²+···+B_Ir^I?(3)

式(2)中的系數A_i及式(3)中的系數B_j的比特數均為d+2，d＝8，i∈[0,I]，j∈[0,I]；

步驟303、將系數A_i與系數B_j相乘得到T_ij＝A_i·B_j，T_ij的比特數為2d+4；

步驟304、將T_ij分為三塊，表示為(T_ij2,T_ij1,T_ij0)，其中，T_ij0及T_ij1的比特數均為d，T_ij2的比特數均為4；

將(T_ij2,T_ij1,T_ij0)記為(T_k2,T_k1,T_k0)，k∈[0,(I+1)²]，將具有相同權重的T_k2、T_k1、T_k0相加得到D_t，t∈[0,2(I+1)]，D_t的比特數為3d，將D_t分為三塊，表示為(D_t2,D_t1,D_t0)，D_t2、D_t1、D_t0的比特數均為d；

步驟305、將具有相同權重的D_t2、D_t1、D_t0相加得到C_t，將C_t作為系數得到表示因數A乘以因數B所得到的乘法結果C的多項式；

步驟306、將模數M表示為多項式，獲得該多項式的最高權重m；

步驟307、獲得步驟305獲得的乘法結果C的多項式中所有大于最高權重m的權重，計算每個權重對應模數M的模運算結果后將計算結果表示為多項式，并存儲該多項式的系數；

步驟308、對于步驟305獲得的乘法結果C大于模數M最高權重的每個權重，查詢步驟307中存儲的該權重的系數在對應權重的模運算結果的系數，對于查詢到的所有系數，將相同權重的系數相加得到D_v，D_v的比特數為3d，v∈[0,m]；

步驟309、將D_v分為三塊，表示為D_v＝(D_v2,D_v1,D_v0)，D_v2、D_v1、D_v0的比特數均為d，將相同權重的D_v2,D_v1,D_v0相加得到Res_u，u∈[0,m+2]；

步驟310、將Res_u作為系數得到多項式，該多項式表示的大整數作為下一次模平方運算a²mod?M中的輸入a。

2.如權利要求1所述的一種用低延時模平方算法提高區塊鏈吞吐量的方法，其特征在于，步驟307中，將乘法結果C的多項式中任意一個大于最高權重m的權重定義為w，則有：

計算權重w對應模數M的結果為L，L＝s·r^wmod?M，式中，s為遍歷系數區間[0,2^d+2-1]的變量，并將計算結果L表示為多項式的形式有：存儲多項式的系數L_l。