[發(fā)明專利]抗量子攻擊的區(qū)塊鏈PoW共識方法、系統(tǒng)及存儲介質(zhì)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202210949111.1
• 申請日: 2022-08-09
• 公開（公告）號: CN115426097A
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李汝佳;劉云霞;劉思
• 申請（專利權(quán)）人: 上海朝夕網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司;鄭州師范學(xué)院
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00;H04L9/32;G06F17/11
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42224
• 代理人: 雷霄

1.一種抗量子攻擊的區(qū)塊鏈PoW共識方法，其特征在于，包括：

共識節(jié)點(diǎn)從區(qū)塊鏈系統(tǒng)獲取PoW期望時(shí)間值和PoW難度值，PoW難度值包括方程組難度值和哈希目標(biāo)值，基于方程組難度值生成二次多項(xiàng)式方程組并求解，求解方程組成功的共識節(jié)點(diǎn)將方程組的解、PoW難度值和隨機(jī)數(shù)填充進(jìn)區(qū)塊頭，并對區(qū)塊頭進(jìn)行雙重哈希運(yùn)算，調(diào)整區(qū)塊頭內(nèi)的隨機(jī)數(shù)直至雙重哈希運(yùn)算的結(jié)果值小于或等于哈希目標(biāo)值，雙重哈希運(yùn)算成功的共識節(jié)點(diǎn)將其區(qū)塊頭和區(qū)塊體組成的區(qū)塊向其他共識節(jié)點(diǎn)廣播，其他共識節(jié)點(diǎn)基于區(qū)塊頭內(nèi)PoW難度值和隨機(jī)數(shù)對區(qū)塊進(jìn)行驗(yàn)證；

根據(jù)當(dāng)前周期的實(shí)際平均PoW共識時(shí)間和PoW期望時(shí)間值調(diào)整PoW難度值，根據(jù)調(diào)整后的PoW難度值進(jìn)行下一周期的PoW共識。

2.如權(quán)利要求1所述的區(qū)塊鏈PoW共識方法，其特征在于，所述根據(jù)一個(gè)周期的實(shí)際平均PoW共識時(shí)間和PoW期望時(shí)間值調(diào)整PoW難度值包括：

若當(dāng)前周期的實(shí)際平均PoW共識時(shí)間與PoW期望時(shí)間值的差的絕對值小于第一預(yù)設(shè)值，則只調(diào)整哈希目標(biāo)值；

若當(dāng)前周期的實(shí)際平均PoW共識時(shí)間與PoW期望時(shí)間值的差的絕對值大于第二預(yù)設(shè)值，則調(diào)整方程組難度值和哈希目標(biāo)值。

3.如權(quán)利要求2所述的區(qū)塊鏈PoW共識方法，其特征在于，所述根據(jù)當(dāng)前周期的實(shí)際平均PoW共識時(shí)間和PoW期望時(shí)間值調(diào)整PoW難度值還包括：

若調(diào)整PoW難度值后，下一個(gè)周期的期望方程組求解時(shí)間與期望雙重哈希運(yùn)算的時(shí)間比小于第三預(yù)設(shè)值或大于第四預(yù)設(shè)值，則繼續(xù)調(diào)整PoW難度值，直至下一周期的期望方程組求解時(shí)間與期望雙重哈希運(yùn)算的時(shí)間比在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

4.如權(quán)利要求2所述的區(qū)塊鏈PoW共識方法，其特征在于，所述只調(diào)整哈希目標(biāo)值的計(jì)算公式為：

t’為下一周期的哈希目標(biāo)值，t為當(dāng)前周期的哈希目標(biāo)值，T為當(dāng)前周期平均實(shí)際平均PoW共識時(shí)間，當(dāng)前周期的期望方程組求解時(shí)間與期望雙重哈希運(yùn)算的時(shí)間比為a/b。

5.如權(quán)利要求2所述的區(qū)塊鏈PoW共識方法，其特征在于，所述調(diào)整方程組難度值和哈希目標(biāo)值的計(jì)算公式為：

t’為下一周期的哈希目標(biāo)值，t為當(dāng)前周期的哈希目標(biāo)值，T為當(dāng)前周期平均實(shí)際平均PoW共識時(shí)間，當(dāng)前周期的期望方程組求解時(shí)間與期望雙重哈希運(yùn)算的時(shí)間比為a/b，Δ表示下一周期多變量方程組難度調(diào)整幅度。

6.如權(quán)利要求1所述的區(qū)塊鏈PoW共識方法，其特征在于，所述基于方程組難度值生成二次多項(xiàng)式方程組并求解包括：

方程組難度值包括方程數(shù)m、變量數(shù)n，獲取當(dāng)前的混沌映射函數(shù)參數(shù)，該混沌映射函數(shù)參數(shù)定期被更新，根據(jù)當(dāng)前的混沌映射函數(shù)參數(shù)生成(n(n+1)/2+n+1)×m個(gè)多變量方程組系數(shù)，根據(jù)生成的多變量方程組系數(shù)生成包含m個(gè)方程和n個(gè)變量的二次多項(xiàng)式方程組并求解。

7.如權(quán)利要求1所述的區(qū)塊鏈PoW共識方法，其特征在于，全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)每一輪投票選出P個(gè)確認(rèn)委員會節(jié)點(diǎn)，其中包括1個(gè)主節(jié)點(diǎn)和P-1個(gè)副節(jié)點(diǎn)，主節(jié)點(diǎn)每隔若干個(gè)區(qū)塊后進(jìn)行輪換，雙重哈希運(yùn)算成功的共識節(jié)點(diǎn)將其區(qū)塊頭和區(qū)塊體組成的區(qū)塊發(fā)給主節(jié)點(diǎn)，所述其他共識節(jié)點(diǎn)基于區(qū)塊頭內(nèi)PoW難度值和隨機(jī)數(shù)對區(qū)塊進(jìn)行驗(yàn)證包括：

主節(jié)點(diǎn)基于區(qū)塊頭內(nèi)PoW難度值和隨機(jī)數(shù)對該區(qū)塊進(jìn)行PoW確認(rèn)和區(qū)塊內(nèi)容合法性確認(rèn)，確認(rèn)無誤后將該區(qū)塊和“已確認(rèn)”信息廣播給P-1個(gè)副節(jié)點(diǎn)，P-1個(gè)副節(jié)點(diǎn)分別基于區(qū)塊頭內(nèi)PoW難度值和隨機(jī)數(shù)確認(rèn)該區(qū)塊無誤后分別廣播“已確認(rèn)”信息給主節(jié)點(diǎn)和其他副節(jié)點(diǎn)，當(dāng)每個(gè)確認(rèn)委員會節(jié)點(diǎn)收到預(yù)設(shè)比例以上的“已確認(rèn)”信息時(shí)，該區(qū)塊被確認(rèn)并寫入?yún)^(qū)塊鏈，同時(shí)向全網(wǎng)廣播該區(qū)塊。