[發(fā)明專利]一種動態(tài)的基于信譽的區(qū)塊鏈共識方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210257342.6
• 申請日: 2022-03-16
• 公開（公告）號: CN114338053B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦智;邱曉芳
• 申請（專利權(quán)）人: 成都信息工程大學(xué)
• 主分類號: H04L9/32
• 分類號: H04L9/32
• 代理公司: 北京市領(lǐng)專知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11590
• 代理人: 潘鏡如

本發(fā)明涉及一種動態(tài)的基于信譽的區(qū)塊鏈共識方法和系統(tǒng)，包括區(qū)塊創(chuàng)建模塊，用于使驗證節(jié)點在交易時間內(nèi)驗證并打包生成一個新區(qū)塊，并將新區(qū)塊廣播至監(jiān)控群組；以及判別驗證節(jié)點在創(chuàng)建新區(qū)塊時是否在交易時間內(nèi)完成；共識評估模塊，用于使驗證節(jié)點通過節(jié)點行為判別算法評估驗證節(jié)點是否正常的完成了共識流程，以及利用信譽評價算法對分布式網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點進(jìn)行信譽值動態(tài)更新。本發(fā)明通過節(jié)點行為判別算法來評估驗證節(jié)點是否正常的完成了共識流程，以及引入信譽評價算法給每個節(jié)點賦予和更新信譽值，在每輪共識周期結(jié)束前動態(tài)更新驗證節(jié)點及監(jiān)控節(jié)點，從而解決PoA共識機(jī)制中驗證節(jié)點權(quán)利過大導(dǎo)致的中心化問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及區(qū)塊鏈技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種動態(tài)的基于信譽的區(qū)塊鏈共識方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

區(qū)塊鏈基于去中心化、匿名性、不可篡改性等特征，區(qū)塊鏈今年來也逐漸廣泛運用于數(shù)字貨幣、金融、物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療等眾多領(lǐng)域。但現(xiàn)有的區(qū)塊鏈項目的交易速度不如傳統(tǒng)的交易速度。共識機(jī)制作為影響區(qū)塊鏈技術(shù)的重要因素之一，是將多個不可靠的單獨節(jié)點組建成一個可靠的分布式系統(tǒng)的關(guān)鍵，主要解決如何實現(xiàn)區(qū)塊鏈在分布式場景下的一致性。共識機(jī)制在維護(hù)區(qū)塊鏈的安全和效率方面起著至關(guān)重要的作用，使用正確的共識機(jī)制可以提升系統(tǒng)性能、促進(jìn)區(qū)塊鏈技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。

PoA是一種新的拜占庭類共識算法，它將區(qū)塊的創(chuàng)建限制在一組固定的節(jié)點上，PoA的核心是指定一個或者一組固定的驗證節(jié)點，由驗證節(jié)點對網(wǎng)絡(luò)中的交易進(jìn)行驗證并打包，其他節(jié)點直接從驗證節(jié)點這里同步數(shù)據(jù)。與PoW算法不同，PoA不是資源密集型算法，它是輕量級的，具有更高的吞吐量。PoA共識機(jī)制不需要競爭記賬權(quán)，區(qū)塊鏈的安全性是由驗證節(jié)點來保證的，因此PoA具有高度的可擴(kuò)展性。但PoA共識機(jī)制中由于驗證節(jié)點固定在一個或一組節(jié)點上，權(quán)限過高，如果驗證節(jié)點自己作惡，自己發(fā)動對網(wǎng)絡(luò)的攻擊或者篡改賬本，就很容易對整個區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)造成傷害。綜上所述，PoA共識機(jī)制雖然高效，但存在去中心化問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對PoA共識機(jī)制的去中心化問題，提供一種動態(tài)的基于信譽的區(qū)塊鏈共識方法和系統(tǒng)，通過節(jié)點行為判別算法來評估驗證節(jié)點是否正常的完成了共識流程，以及引入信譽評價算法給每個節(jié)點賦予和更新信譽值，在每輪共識周期結(jié)束前動態(tài)更新驗證節(jié)點及監(jiān)控節(jié)點，從而解決PoA共識機(jī)制中驗證節(jié)點權(quán)利過大導(dǎo)致的中心化問題。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明實施例提供了以下技術(shù)方案：

一種動態(tài)的基于信譽的區(qū)塊鏈共識方法，包括以下步驟：

步驟S1，從分布式網(wǎng)絡(luò)中生成監(jiān)控群組，所述監(jiān)控群組中包括多個監(jiān)控節(jié)點；生成監(jiān)控群組后，從分布式網(wǎng)絡(luò)中隨機(jī)選取n%的節(jié)點作為驗證節(jié)點，生成驗證群組；

步驟S2，設(shè)定交易時間，驗證群組中最先被選擇的驗證節(jié)點在交易時間內(nèi)驗證并打包生成一個新區(qū)塊，并將創(chuàng)建的新區(qū)塊廣播至監(jiān)控群組；若該驗證節(jié)點在交易時間內(nèi)未完成創(chuàng)建新區(qū)塊，則按照驗證群組中驗證節(jié)點的生成順序由下一個驗證節(jié)點創(chuàng)建新區(qū)塊，從而進(jìn)入下一個共識回合；

步驟S3，根據(jù)創(chuàng)建的新區(qū)塊，所有監(jiān)控節(jié)點通過節(jié)點行為判別算法分別評估驗證節(jié)點是否正常的完成了共識流程；如果驗證節(jié)點正常完成則得到代幣獎勵，否則該新區(qū)塊無效，所有監(jiān)控節(jié)點評估完后進(jìn)入下一個共識回合；

步驟S4，重復(fù)步驟S2、步驟S3，直到驗證群組中所有的驗證節(jié)點都完成共識流程；利用信譽評價算法對分布式網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點進(jìn)行信譽值動態(tài)更新，從而結(jié)束本次共識周期；

步驟S5，重復(fù)步驟S1，得到下一個共識周期的監(jiān)控節(jié)點，并根據(jù)步驟S5得到的信譽值，所有節(jié)點按照信譽值排序選擇前n%的節(jié)點作為驗證節(jié)點，進(jìn)入下一個共識周期。

所述從分布式網(wǎng)絡(luò)中生成監(jiān)控群組的步驟，包括：各個節(jié)點加入分布式網(wǎng)絡(luò)時，獲得信譽初始值；信譽初始值高于閾值的節(jié)點，申請成為監(jiān)控節(jié)點，從而生成監(jiān)控群組。

設(shè)定交易時間△T；