[發(fā)明專利]一種基于權(quán)益證明機(jī)制的區(qū)塊鏈共識協(xié)議

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310166713.4
• 申請日: 2023-02-24
• 公開（公告）號: CN116366293A
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜志強(qiáng);劉亮鑫;傅妍芳;黃牧鴻;李鄆梁;李佳臻;馬益帆;張嘉恒;張文東;蔣文隆
• 申請（專利權(quán)）人: 西安工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H04L9/40
• 分類號: H04L9/40;H04L9/00;H04L67/104
• 代理公司: 西安嘉思特知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61230
• 代理人: 勾慧敏

1.一種基于權(quán)益證明機(jī)制的區(qū)塊鏈共識協(xié)議，其特征在于，包括：

對區(qū)塊鏈系統(tǒng)中每個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行注冊，生成節(jié)點(diǎn)信息；

利用分布式隨機(jī)信標(biāo)隨機(jī)選擇區(qū)塊鏈的領(lǐng)導(dǎo)者節(jié)點(diǎn)；

領(lǐng)導(dǎo)者節(jié)點(diǎn)將交易打包生成新區(qū)塊，并廣播到區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，其它節(jié)點(diǎn)對新區(qū)塊進(jìn)行驗(yàn)證；

對于通過驗(yàn)證的新區(qū)塊通過鏈選擇規(guī)則實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈主鏈共識。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于權(quán)益證明機(jī)制的區(qū)塊鏈共識協(xié)議，其特征在于，所述節(jié)點(diǎn)信息包括：節(jié)點(diǎn)編號U_i、節(jié)點(diǎn)狀態(tài)值sid，分布式隨機(jī)信標(biāo)密鑰和節(jié)點(diǎn)權(quán)益值s，其中，所述分布式隨機(jī)信標(biāo)密鑰包括公鑰cpk和私鑰sk。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于權(quán)益證明機(jī)制的區(qū)塊鏈共識協(xié)議，其特征在于，所述分布式隨機(jī)信標(biāo)為五元組的多項(xiàng)式算法，表示為：R＝(CmteGen,PartialRand,CombRand,VerifyRand,Updstate)，CmteGen表示密鑰生成函數(shù)，PartialRand表示部分評估函數(shù)，CombRand表示總評估函數(shù)，VerifyRand表示節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證函數(shù)，Updstate表示更新領(lǐng)導(dǎo)者函數(shù)；

其中，CmteGen(1^λ,t,l)：由區(qū)塊鏈系統(tǒng)中一組節(jié)點(diǎn)U₁,…,U_i,…,U_l運(yùn)行，輸出一個公鑰cpk和每個節(jié)點(diǎn)的私鑰SK＝{sk₁,...,sk_i,...,sk_l},其中，1^λ表示長度為λ的{0，1}比特串的集合，l表示區(qū)塊鏈系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)參與的數(shù)目，在敵手控制下的節(jié)點(diǎn)數(shù)θ不超過閾值t，U_i表示第i個節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)編號sk_i表示第i個節(jié)點(diǎn)的分布式隨機(jī)信標(biāo)密鑰的私鑰，每一個節(jié)點(diǎn)的私鑰sk_i只有相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)知道；

PartialRand(sid_i,sk_i,cpk)：輸入第m-1輪共識的狀態(tài)st_m-1，每個節(jié)點(diǎn)的私鑰SK＝{sk₁,...,sk_i,...,sk_l}和一個公鑰cpk，輸出第m輪共識的每個節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的隨機(jī)信標(biāo)值和證明，輸出表示為ε_i＝(U_i,δ_m,i,π_m,i)，其中，st_m-1＝{sid₁,...,sid_i,...,sid_l}，sid_i表示第i個節(jié)點(diǎn)在此輪共識的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)值，δ_m,i表示第i個節(jié)點(diǎn)第m輪共識的隨機(jī)信標(biāo)值，π_m,i表示第i個節(jié)點(diǎn)第m輪共識的證明；

CombRand(st_m-1,ε,cpk)：輸入第m-1輪共識的狀態(tài)st_m-1，集合ε＝{ε₁,…,ε_i,…,ε_l}和一個公鑰cpk，若節(jié)點(diǎn)i為領(lǐng)導(dǎo)者節(jié)點(diǎn)則輸出其對應(yīng)的隨機(jī)信標(biāo)值和證明作為第m輪共識的隨機(jī)信標(biāo)值和證明(δ_m,π_m)，否則輸出⊥，其中，δ_m表示第m輪共識的隨機(jī)信標(biāo)值，π_m第m輪共識的證明，⊥表示無輸出結(jié)果；

VerifyRand(st_m-1,δ_m,π_m,cpk)：輸入第m-1輪共識的狀態(tài)st_m-1，第m輪共識的隨機(jī)信標(biāo)值和證明(δ_m,π_m)和一個公鑰cpk，驗(yàn)證(δ_n,π_n)是否有效，有效則輸出1，無效則輸出0；

Updstate(st_n-1,δ_n,π_n,cpk)：輸入第m-1輪共識的狀態(tài)st_m-1，第m輪共識的隨機(jī)信標(biāo)值和證明(δ_m,π_m)，當(dāng)領(lǐng)導(dǎo)者節(jié)點(diǎn)提出一個區(qū)塊后通過更新領(lǐng)導(dǎo)者函數(shù)計(jì)算新的領(lǐng)導(dǎo)者時，輸出第m輪更新的狀態(tài)值st_m，當(dāng)計(jì)算不出結(jié)果時，輸出⊥。