[發明專利]一種基于改進加權得分函數的區塊鏈中代理節點選擇方法

在審

• 申請號: 202110939265.8
• 申請日: 2021-08-16
• 公開（公告）號: CN113709222A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 劉俊;謝明月;陳蜀宇;徐光俠;馬創;沈旭
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王海軍

本發明涉及區塊鏈與決策分析兩種技術相結合的領域，特別涉及一種基于改進加權得分函數的區塊鏈中代理節點選擇方法，包括輸入區塊鏈DPoS共識算法中備選節點和代理節點的數量；在備選節點的投票決策中，設置語言術語作為投票語言術語集選項，構造備選節點投票矩陣；根據備選節點投票矩陣，構造備選節點的概率語言術語集；根據備選節點的概率語言術語集計算備選節點的得分值，并將得分值排序；選擇得分較高的備選節點作為代理節點，若存在得分相同的備選節點，則計算備選節點的偏離度值，并將偏離度值排序，將偏離度低的節點作為備選節點；本發明考慮到不同選項的權重值對得分值的影響，使得投票結果更加貼切現實投票中的決策過程。

技術領域

本發明涉及區塊鏈與決策分析兩種技術相結合的領域，特別涉及一種基于改進加權得分函數的區塊鏈中代理節點選擇方法。

背景技術

區塊鏈是互聯網從信息互聯網向價值互聯網演進的關鍵技術。共識算法是區塊鏈技術中非常重要的一環，它是解決分布式場景下區塊鏈一致性問題的主要部分。區塊鏈中代表性共識算法有:工作證明(PoW)、權益證明(PoS)、委托權益證明(DPoS)和拜占庭容錯(PBFT)。DPoS算法是目前區塊鏈中常用的共識算法。在DPoS共識算法中，每個持有代幣的節點都是備選節點，每個節點通過投票選擇多個代理節點，代理節點根據建立的調度輪流生成和驗證塊，從而快速達成共識，提高區塊上鏈流程的效率。因此區塊鏈的正常運行依賴于DPoS中的代理節點，而代理節點的選擇是DPoS共識算法的關鍵。

目前DPoS共識算法的代理節點選擇方法有很多。例如在商用分布式設計區塊鏈操作系統(EOS)中，EOS的21個代理節點由EOS權益持有者選舉產生，區塊的生產按21個區塊為一輪。在每輪開始的時候會選出21個代理節點。前20個代理節點由系統根據網絡持幣用戶的投票數自動生成，最后一名代理節點根據其得票數按概率生成。但是代理節點選舉過程中存在巨大的人為操作空間，且所有節點只能投支持票，沒有其他的投票選項，不能反映現實投票決策中的復雜情況。

決策分析中的概率語言術語集是表達和表征人們認知復雜信息的有力工具。概率語言術語集可以表示完全和不完全概率分布以及解釋個體上下文和群體上下文中的分布式信息。當決策者對自己的判斷猶豫不決，可以使用概率語言術語集來描述不確定性并表達他們的評估信息。概率語言術語集已經廣泛地應用于實際決策問題中，例如效益評價、產品研制、投資風險分析、系統選型、供應商選擇、網絡輿情分析等。

概率語言術語集在實際應用中，取得了較好的實踐效果。然而在區塊鏈DPoS共識算法中，還沒有相關發明解決更加高效、合理地選擇代理節點的問題。為此，本發明提出了一種基于改進加權得分函數的概率語言術語集的區塊鏈DPoS共識算法的代理節點選擇方法。

發明內容

為了更好地解決DPoS共識算法中代理節點選擇的問題，本發明提出一種基于改進加權得分函數的區塊鏈中代理節點選擇方法，所述方法具體包括以下步驟：

S1、輸入區塊鏈DPoS共識算法中備選節點和代理節點的數量；

S2、在備選節點的投票決策中，設置四個語言術語作為投票語言術語集選項，構造備選節點投票矩陣；

S3、根據備選節點投票矩陣，構造備選節點的概率語言術語集；

S4、根據備選節點的概率語言術語集計算備選節點的得分值，并將得分值排序；

S5、選擇得分較高的備選節點作為代理節點，若存在得分相同的備選節點，則計算備選節點的偏離度值，并將偏離度值排序，將偏離度低的節點作為備選節點；

S6、將選擇的節點集合作為區塊鏈共識算法中的代理節點。

進一步的，構造備選節點投票矩陣過程包括：令備選節點對包括自身節點在內的所有節點進行投票，構建備選節點投票矩陣，每個節點的投票結果包括非常支持時標志為s1、一般支持時標志為s2、一般反對時標志為s3、非常反對時標志為s4以及當投票節點放棄對備選節點投票時標志為空值。