CN107341660A - 一种区块链底层共识机制以及基于该共识机制的区块链系统 - Google Patents

一种区块链底层共识机制以及基于该共识机制的区块链系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种区块链底层共识机制以及基于该共识机制的区块链系统，区块链底层共识机制包括：共识网络结构和参与者，共识网络结构用以提供传输和同步数据的载体，参与者用以参与共识网络结构中的数据存储与评估，还包括：第一协议，用以基于轮转记账子协议投票选择出特定的参与者，以及在等概率轮转时产生新区块，第二协议，用以基于集体评估共识子协议对所有持有代币或数字股权的参与者提供集体投票或评估，并产生额外的新区块，第三协议，用以基于齿轮共识路由子协议与任一共识机制网络相互连通。本发明结合区块链数据结构和点对点网络通信的特点，实现安全、高效、去中心化、应用场景灵活的数据同步共识。

Description

一种区块链底层共识机制以及基于该共识机制的区块链系统
技术领域
本发明涉及区块链领域，特别涉及一种区块链底层共识机制以及基于该共识机制的区块链系统。
背景技术
共识机制是指，区块链事务达成分布式共识的算法。
区块链是一种去中心化的分布式账本系统，它可以用于登记和发行数字化资产、产权凭证、积分等，并以点对点的方式进行转账、支付和交易。区块链系统与传统的中心化账本系统相比，具有完全公开、不可篡改、防止多重支付等优点，并且不依赖于任何的可信第三方。而由于点对点网络下存在较高的网络延迟，各个节点所观察到的事务先后顺序不可能完全一致。因此区块链系统需要设计一种机制对在差不多时间内发生的事务的先后顺序进行共识。这种对一个时间窗口内的事务的先后顺序达成共识的算法被称为“共识机制”。
另外一方面，区块链(Blockchain)是由分布式节点共同参与维护的数据存储系统，其使用散列算法连接数据块形成链式数据结构，并通过共识机制以传输和同步数据，从而保障各个节点数据的最终一致性并不可修改和删除。
共识机制是区块链系统根据自身业务特点，在拜占庭将军问题(Lamport L.TheByzantine Generals Problem[J].Acm Transactions on Programming Languages&Systems,1995,4(3):382-401.)网络中传输和同步数据的分布式一致性算法。一般包括数据广播验证、新区块产生方法、区块广播验证、分叉处理等内容。目前，现有的常见共识机制包括工作量证明(POW)，权益证明(POS)，代理权益证明(DPOS)以及实用拜占庭(PBFT)等。
1、POW工作量证明，通过枚举式的hash运算，计算出一个满足规则的随机数，即获得本次记账权，发出本轮需要记录的数据，全网50％以上的其它节点验证后一起存储。POW即工作量证明，其优点是：1)算法简单，容易实现；2)节点间无需交换额外的信息即可达成共识；3)破坏系统需要投入极大的成本；但其缺点也非常明显：1)浪费能源；2)区块的确认时间难以缩短；3)新的区块链必须找到一种不同的散列算法，否则就会面临比特币的算力攻击；4)容易产生分叉，需要等待多个确认；5)永远没有最终性，需要检查点机制来弥补最终性。POW工作量证明的应用案例：比特币。
但是，目前共识机制POW的缺点在于：目前比特币已经吸引全球大部分的算力，其它再用POW共识机制的区块链应用很难获得相同的算力来保障自身的安全；挖矿造成大量的资源浪费；共识达成的周期较长，不适合商业应用；由于算力的集中，一定程度上有50％攻击的风险。
2、POS权益证明，是POW的一种升级共识机制；根据每个节点所占代币的比例和时间；等比例的降低挖矿难度，从而加快找随机数的速度。这种机制的优点是不像POW那么费电，但是也有不少缺点：1)没有专业化，拥有权益的参与者未必希望参与记账；2)容易产生分叉，需要等待多个确认；3)永远没有最终性，需要检查点机制来弥补最终性。POS权益证明的应用案例：未来币，以太坊采用了POW+POS的混合机制。
但是，目前共识机制POS的缺点在于：还是需要挖矿，本质上没有解决商业应用的痛点；由于代币持有的集中化，一定程度上造成中心化。
3、DPOS股份授权证明机制，类似于董事会投票，持币者投出一定数量的节点，代理他们进行验证和记账。DPOS在POS的基础上，将记账人的角色专业化，先通过权益来选出记账人，然后记账人之间再轮流记账。这种方式依然没有解决最终性问题。DPOS股份授权证明机制的应用案例：比特股。
但是，目前共识机制DPOS的缺点在于：代币持有人的主动投票意愿不强烈或投票集中化，导致一定程度的中心化。
4、PBFT实用拜占庭容错算法，这是一种基于消息传递的一致性算法，算法经过三个阶段达成一致性，这些阶段可能因为失败而重复进行。
假设节点总数为3f+1，f为拜占庭错误节点：
1)当节点发现leader作恶时，通过算法选举其他的replica为leader，
2)leader通过pre-prepare消息把它选择的value广播给其他replica节点，其他的replica节点如果接受则发送prepare，如果失败则不发送，
3)一旦2f个节点接受prepare消息，则节点发送commit消息，
4)当2f+1个节点接受commit消息后，代表该value值被确定。PBFT实用拜占庭容错算法的应用案例：hyperledger fabric，部分国内联盟链。
但是，目前共识机制PBFT的缺点在于：容错率低、灵活性差，超过1/3的节点作恶就会导致系统崩溃，不可动态添加节点，只适用联盟链或私链场景。
综上可知，现有的区块链共识机制，存在共识效率低、消耗浪费计算资源、50％攻击风险、应用场景限制等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种结合区块链数据结构和点对点网络通信的特点，实现安全、高效、去中心化、应用场景灵活的数据同步共识的区块链底层共识机制。
解决上述技术问题，本发明提供了一种区块链底层共识机制，基于由分布式节点共同参与和维护的数据存储系统，所述数据存储系统使用散列算法连接数据块形成链式数据结构，包括：共识网络结构和参与者，
所述共识网络结构用以提供传输和同步数据的载体，
所述参与者用以参与所述共识网络结构中的数据存储与评估，
还包括：第一协议，用以基于轮转记账子协议投票选择出特定的参与者，以及在等概率轮转时产生新区块，
第二协议，用以基于集体评估共识子协议对所有持有代币或数字股权的参与者提供集体投票或评估，并产生额外的新区块，
第三协议，用以基于齿轮共识路由子协议与任一共识机制网络相互连通。
更进一步，所述共识网络结构，包括多个可动态加入和/或删除的节点，该些节点进一步包括：数据通信模块、数据存储模块、共识协议模块，
所述数据通信模块，用以保证在数据同步广播时，有足够多的节点接收到；
所述数据存储模块，用以保证完整和可验证的区块链数据结构；
所述共识协议模块，用以提供共识机制的数据处理程序，根据共识协议完成数据校验和数据同步；
上述节点之间具备两两互联的能力，但不必完全两两相联。
更进一步，所述参与者包括：轮转见证人rotate witness、一级集体评估人voter以及二级集体评估人valuer，
所述voter，用以作为接入所述共识网络结构的用户，并作为所述数据存储系统的使用者，所述voter还用以按照其所持代币加权评估选举出所述voter；
所述rotate witness，用以按照等概率轮流记账即产生新区块；
所述valuer，用以通过在评估事件发生时由所述rotate witness转化而来，并通过加权平均的接近率抢夺一次记账机会；
在所述评估共识中的valuer为评估共识的参与者，在成为valuer之前，首先要成为轮转见证人。
更进一步，所述轮转记账子协议进一步包括：成为轮转见证人，
上述成为轮转见证人时，首先成为轮转见证候选人，
成为上述轮转见证候选人需要满足：在共识网络中拥有公私钥对以及稳定运行一个绑定了账户体系的共识节点，
在成为所述轮转见证候选人后，则通过网络推送或社区宣传的方式拉票，
所述参与者通过手中所持选票选举出轮转见证人，
若得票数排在全网候选人前2/3的候选人，则成为当前记账轮次的轮转见证人，
上述持选票为：代币或数字股权。
更进一步，所述轮转记账子协议进一步包括：等概率记账，
当所述轮转见证候选人，被评选为轮转见证人后该些轮转见证人所运行的共识节点在同等间隔的时间段内以等概率签名产生新区块，并广播到网络中的其他共识节点中，所述其他共识节点验证区块数据并存储新区块，
当超过50％以上共识节点确认新区块后，则确认区块中的数据，
以及，若一个等概率记账的新区块被网络确认后，产生上述区块的轮转见证人根据所记录的业务数据类型获得相应的记账奖励，
上述记账奖励为：代币或数字股权。
更进一步，所述基于集体评估共识子协议进一步包括：一级集体评估人，
所述一级集体评估人包括：所有持有代币或数字股权的账户，用以将所持代币或数字股权数量为权重投票选择轮转见证人，
同时，任一一级集体评估人允许投一次票，选择轮转见证人完毕即将所述一级集体评估人自己所有权重票投予该轮转见证人。
更进一步，所述基于集体评估共识子协议进一步包括：评估共识，
所述评估共识的操作为：
在所述共识网络结构中通过预置和/或智能合约定义一系列评估事件，并将该些事件通过提案的方式广播到共识节点中；
期望参与估值的所述参与者中的轮转见证人，用以在规定时间内对事件进行评估，按照所述参与者中一级集体评估人所投的所持选票的权重，给出评估数值；
上述轮转见证人通过非对称加密算法，生成一对临时公私钥对使用公钥加密后，然后广播到共识网络中；
共识网络在评估事件到期前，估值对所有人不可见，在评估事件到期后，估值参与人将估值对应的临时私钥广播到网络中；
当所有估值得到解密后，按照加权平均的原则，去掉最高最低两个估值，得到一个最终的评估数值，该估值确定成为该轮评估事件的最终估值；
参与该轮评估共识的轮转见证人中估值最接近最终估值的，则在下一次轮转记账共识直接获得100％概率的产生新区块机会；
当评估共识产生的新区块被确认后，区块奖励为估值的一定比例数量的代币或数字股权。
更进一步，所述基于齿轮共识路由子协议进一步包括：齿轮共识路由，
所述齿轮共识路由以所述共识网络结构作为主干网，其他任一共识机制网络通过所述共识网络结构中的共识节点中的齿轮共识路由模块，与所述区块链底层共识机制互通、互联。
基于上述，本发明还提供了一种区块链系统，包括：所述的区块链底层共识机制，
所述区块链底层共识机制是用于区块链结构数据的数据点对点传输和同步协议，并通过所述轮转记账rotate子协议，所述集体评估group estimate子协议以及所述齿轮共识路由gear子协议，结合区块链数据结构和点对点网络通信的数据同步共识。
更进一步，所述gear与POW、POS或类PBFT实现互通。
本发明的有益效果：
1)本发明提供了秒级共识、轮转记账，最大程度地减少了算力浪费和算力集中的情况。
2)本发明中采用等概率的轮转记账，无法预测新区块产生的节点，没有中心化风险。
3)本发明中不依靠记账者所持有代币，而依靠全网参与者的投票，规避了代币集中的风险。
4)本发明中集体评估奖励机制，让参与者更有投票或评估意愿，且通过集体评估机制可以使网络具有高容错性。
5)通过本发明中的齿轮共识路由可以使应用场景更广泛，数据存储更丰富，达到公链、私联和联盟链的场景融合。
附图说明
图1是本发明一实施例中的区块链底层共识机制示意图；
图2是图1中的共识网络结构示意图；
图3是图1中的参与者示意图；
图4是图1中的轮转记账子协议中成为轮转见证人流程示意图；
图5是图1中的轮转记账子协议中等概率记账流程示意图；
图6是图1中集体评估子协议中评估共识流程示意图；
图7是本发明一实施例中的区块链系统结构示意图。
具体实施方式
现在将参考一些示例实施例描述本公开的原理。可以理解，这些实施例仅出于说明并且帮助本领域的技术人员理解和实施例本公开的目的而描述，而非建议对本公开的范围的任何限制。在此描述的本公开的内容可以以下文描述的方式之外的各种方式实施。
如本文中所述，术语“包括”及其各种变体可以被理解为开放式术语，其意味着“包括但不限于”。术语“基于”可以被理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”可以被理解为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”可以被理解为“至少一个其它实施例”。
请参考图1是本发明一实施例中的区块链底层共识机制示意图，在本实施例中的区块链底层共识机制，基于由分布式节点共同参与和维护的数据存储系统，所述数据存储系统使用散列算法连接数据块形成链式数据结构，包括：共识网络结构和参与者，所述共识网络结构用以提供传输和同步数据的载体，所述参与者用以参与所述共识网络结构中的数据存储与评估，还包括：第一协议，用以基于轮转记账子协议投票选择出特定的参与者，以及在等概率轮转时产生新区块，第二协议，用以基于集体评估共识子协议对所有持有代币或数字股权的参与者提供集体投票或评估，并产生额外的新区块，第三协议，用以基于齿轮共识路由子协议与任一共识机制网络相互连通。本申请提出了一种GEAR共识协议，即全称是集体评估和轮转记账(group estimate and rotate)共识协议，是适用于区块链结构数据的数据点对点传输和同步协议。该协议通过轮转记账(rotate)，集体评估(groupestimate)和齿轮共识路由(gear)三个子协议组成，结合区块链数据结构和点对点网络通信的特点，实现安全、高效、去中心化、应用场景灵活的数据同步共识。
作为本实施例中的优选，请参考图2是图1中的共识网络结构示意图，所述共识网络结构，包括多个可动态加入和/或删除的节点，该些节点进一步包括：数据通信模块、数据存储模块、共识协议模块，所述数据通信模块，用以保证在数据同步广播时，有足够多的节点接收到；所述数据存储模块，用以保证完整和可验证的区块链数据结构；所述共识协议模块，用以提供一共识机制的数据处理程序，根据共识协议完成数据校验和数据同步；上述节点之间具备两两互联的能力，但不必完全两两相联。本申请中的共识网络由若干可动态加入和删除的节点组成，这些节点包括数据通信模块、数据存储模块、共识协议模块。节点之间具备两两互联的能力，但不必完全两两相联。优选地，数据通信模块保证数据同步的广播能够被足够多的节点接收；数据存储模块保证区块链数据结构的完整性和可验证性；共识协议模块实现了GEAR共识的数据处理程序，能够按照GEAR共识协议校验和同步数据。
作为本实施例中的优选，请参考图3是图1中的参与者示意图，所述参与者包括：轮转见证人rotate witness、一级集体评估人voter以及二级集体评估人valuer，所述voter，用以作为接入所述共识网络结构的用户，并作为所述数据存储系统的使用者，所述voter还用以按照其所持代币加权评估选举出所述voter；所述rotate witness，用以按照等概率轮流记账即产生新区块；所述valuer，用以通过在评估事件发生时由所述rotate witness转化而来，并通过加权平均的接近率抢夺一次记账机会；在所述评估共识中的valuer为评估共识的参与者，在成为valuer之前，首先要成为轮转见证人。参与者协议的参与者包括轮转见证人(rotate witness)、一级集体评估人(voter)、二级集体评估人(valuer)。Voter作为接入共识网络的用户是系统的使用者也是一级集体评估人，按照其所持代币加权评估选举出轮转见证人；轮转见证人按照等概率轮流记账(产生区块)；二级集体评估人是在评估事件发生时由轮转见证人转化而来，通过加权平均的接近率抢夺一次记账机会。
作为本实施例中的优选，请参考图4是图1中的轮转记账子协议中成为轮转见证人流程示意图，所述轮转记账子协议进一步包括：成为轮转见证人，
上述成为轮转见证人时，进入步骤S400成为轮转见证候选人，
步骤S401成为上述轮转见证候选人需要满足：在共识网络中拥有公私钥对以及稳定运行一个绑定了账户体系的共识节点，
步骤S402在成为所述轮转见证候选人后，则通过网络推送或社区宣传的方式拉票，
步骤S403所述参与者通过手中所持选票选举出轮转见证人，
步骤S404若得票数排在全网候选人前2/3的候选人，则成为当前记账轮次的轮转见证人，
上述持选票为：代币或数字股权。
轮转记账子协议包括：成为轮转见证人和等概率记账。
具体而言，成为轮转见证人：成为轮转见证人首先要成为轮转见证候选人，成为轮转见证候选人的基本要求是在共识网络中拥有账户体系(公私钥对)以及稳定运行一个绑定了账户体系的共识节点。在成为候选人后，可以通过网络推送、社区宣传等方式为自己拉票，一级集体评估人通过手中所持选票(代币或数字股权)选举轮转见证人。得票数排在全网候选人前2/3的候选人，可以成为当前记账轮次的轮转见证人。
作为本实施例中的优选，请参考图5是图1中的轮转记账子协议中等概率记账流程示意图；所述轮转记账子协议进一步包括：等概率记账，则进入如下步骤：
步骤S500当所述轮转见证候选人，被评选为轮转见证人后该些轮转见证人所运行的共识节点在同等间隔的时间段内以等概率签名产生新区块，并广播到网络中的其他共识节点中，所述其他共识节点验证区块数据并存储新区块，
步骤S501当超过50％以上共识节点确认新区块后，则确认区块中的数据，
步骤S502若一个等概率记账的新区块被网络确认后，产生上述区块的轮转见证人根据所记录的业务数据类型获得相应的记账奖励，
优选地，上述记账奖励为：代币或数字股权。
具体而言，等概率记账：候选人被集体评估机制评选为轮转见证人后，这些轮转见证人所运行的共识节点可以每隔1秒以等概率签名产生新区块，并广播到网络中的其他共识节点中，其他共识节点验证区块数据并存储新区块。超过50％以上共识节点确认新区块后，区块中数据被确认。当一个等概率记账的新区块被网络确认后，产生该区块的轮转见证人可根据所记录的业务数据类型获得相应的记账奖励，即代币或数字股权。
本实施例中的轮转记账子协议，实现了秒级共识、轮转记账，没有算力浪费和算力集中的情况。通过所述轮转记账子协议中的等概率的轮转记账，无法预测新区块产生的节点，没有中心化风险。此外，本实施例中的轮转记账子协议不依靠记账者所持有代币，而依靠全网参与者的投票，规避了代币集中的风险。
在一些实施例中，所述基于集体评估共识子协议进一步包括：一级集体评估人，所述一级集体评估人包括：所有持有代币或数字股权的账户，用以将所持代币或数字股权数量为权重投票选择轮转见证人，同时，任一一级集体评估人允许投一次票，选择轮转见证人完毕即将所述一级集体评估人自己所有权重票投予该轮转见证人。具体而言，一级集体评估人由所有持有代币或数字股权的账户组成，负责以所持代币或数字股权数量为权重投票选择轮转见证人。一个评估人只允许投一次票，选择轮转见证人完毕即代表自己所有权重票投予该轮转见证人。
作为本实施例中的优选，请参考图6是图1中集体评估子协议中评估共识流程示意图；所述基于集体评估共识子协议进一步包括：评估共识，所述评估共识的操作为：
步骤S600在所述共识网络结构中通过预置和/或智能合约定义一系列评估事件，并将该些事件通过提案的方式广播到共识节点中；
步骤S601期望参与估值的所述参与者中的轮转见证人，用以在规定时间内对事件进行评估，按照所述参与者中一级集体评估人所投的所持选票的权重，给出评估数值；
步骤S602上述轮转见证人通过非对称加密算法，生成一对临时公私钥对使用公钥加密后，然后广播到共识网络中；
步骤S603共识网络在评估事件到期前，估值对所有人不可见，在评估事件到期后，估值参与人将估值对应的临时私钥广播到网络中；
步骤S604当所有估值得到解密后，按照加权平均的原则，去掉最高最低两个估值，得到一个最终的评估数值，该估值确定成为该轮评估事件的最终估值；
步骤S605参与该轮评估共识的轮转见证人中估值最接近最终估值的，则在下一次轮转记账共识直接获得100％概率的产生新区块机会；
步骤S606当评估共识产生的新区块被确认后，区块奖励为估值的一定比例数量的代币或数字股权。
在本实施例中，通过所述集体评估子协议的奖励机制，能够让参与者更有投票或评估意愿。此外，通过所述集体评估机制可以使网络具有高容错性。
具体而言，在所述评估共识中，二级集体评估人是评估共识的参与者，在成为二级集体评估人之前，首先要成为轮转见证人。
具体评估共识的流程如下：
●共识网络通过预置或智能合约Szabo N.Formalizing and SecuringRelationships on Public Networks[J].1997,2(9).定义一系列评估事件(如外包工作酬劳、公司股权估值、抵押物价值评估等)，这些事件通过提案的方式广播到共识节点中。
●期望参与估值的轮转见证人在规定时间内，对事件进行评估，按照所持选票(一级集体评估人所投)的权重，给出评估数值。
●该轮转见证人通过非对称加密算法，生成一对临时公私钥对，使用公钥加密后，广播到网络中。
●网络在评估事件到期前，估值对所有人不可见。
●在评估事件到期后，估值参与人将估值对应的临时私钥广播到网络中。
●当所有估值得到解密后，按照加权平均的原则，去掉最高最低两个估值，得到一个最终的评估数值，该估值确定成为该轮评估事件的最终估值。
●参与该轮评估共识的轮转见证人中估值最接近最终估值的，可以在下一次轮转记账共识直接获得100％概率的产生新区块机会。
●由评估共识产生的新区块被确认后，区块奖励为估值的一定比例数量的代币或数字股权。这部分奖励由评估者和对评估者投票的一级集体评估人按比例分成。
作为本实施例中的优选，所述基于齿轮共识路由子协议进一步包括：齿轮共识路由，所述齿轮共识路由以所述共识网络结构作为主干网，其他任一共识机制网络通过所述共识网络结构中的共识节点中的齿轮共识路由模块，与所述区块链底层共识机制互通、互联。本实施例中的齿轮共识路由可以使应用场景更广泛，数据存储更丰富，达到公链、私联和联盟链的场景融合。
作为本实施例中的优选，请参考图7是本发明一实施例中的区块链系统结构示意图，本实施例中的一种区块链系统1，包括：所述的区块链底层共识机制10，所述区块链底层共识机制是用于区块链结构数据的数据点对点传输和同步协议，并通过所述轮转记账rotate子协议101，所述集体评估group estimate子协议102以及所述齿轮共识路由gear子协议103，结合区块链数据结构和点对点网络通信的数据同步共识。更进一步地，所述gear与POW、POS或类PBFT实现互通。
与现有技术中的区块链共识机制中存在共识效率低、消耗浪费计算资源、50％攻击风险、应用场景限制等问题不同的是：本申请的系统通过轮转记账、集体评估、齿轮共识路由等特征，可以有效解决现有方案中的这些问题。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
总体而言，本公开的各种实施例可以以硬件或专用电路、软件、逻辑或其任意组合实施。一些方面可以以硬件实施，而其它一些方面可以以固件或软件实施，该固件或软件可以由控制器、微处理器或其它计算设备执行。虽然本公开的各种方面被示出和描述为框图、流程图或使用其它一些绘图表示，但是可以理解本文描述的框、设备、系统、技术或方法可以以非限制性的方式以硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其它计算设备或其一些组合实施。
此外，虽然操作以特定顺序描述，但是这不应被理解为要求这类操作以所示的顺序执行或是以顺序序列执行，或是要求所有所示的操作被执行以实现期望结果。在一些情形下，多任务或并行处理可以是有利的。类似地，虽然若干具体实现方式的细节在上面的讨论中被包含，但是这些不应被解释为对本公开的范围的任何限制，而是特征的描述仅是针对具体实施例。在分离的一些实施例中描述的某些特征也可以在单个实施例中组合地执行。相反地，在单个实施例中描述的各种特征也可以在多个实施例中分离地实施或是以任何合适的子组合的方式实施。

Claims (10)

1.一种区块链底层共识机制，基于由分布式节点共同参与和维护的数据存储系统，所述数据存储系统使用散列算法连接数据块形成链式数据结构，其特征在于，包括：共识网络结构和参与者，
所述共识网络结构用以提供传输和同步数据的载体，
所述参与者用以参与所述共识网络结构中的数据存储与评估，
还包括：第一协议，用以基于轮转记账子协议投票选择出特定的参与者，以及在等概率轮转时产生新区块，
第二协议，用以基于集体评估共识子协议对所有持有代币或数字股权的参与者提供集体投票或评估，并产生额外的新区块，
第三协议，用以基于齿轮共识路由子协议与任一共识机制网络相互连通。
2.根据权利要求1所述的区块链底层共识机制，其特征在于，所述共识网络结构，包括多个可动态加入和/或删除的节点，该些节点进一步包括：数据通信模块、数据存储模块、共识协议模块，
所述数据通信模块，用以保证在数据同步广播时，有足够多的节点接收到；
所述数据存储模块，用以保证完整和可验证的区块链数据结构；
所述共识协议模块，用以提供共识机制的数据处理程序，根据共识协议完成数据校验和数据同步；
上述节点之间具备两两互联的能力，但不必完全两两相联。
3.根据权利要求1所述的区块链底层共识机制，其特征在于，所述参与者包括：轮转见证人rotate witness、一级集体评估人voter以及二级集体评估人valuer，
所述voter，用以作为接入所述共识网络结构的用户，并作为所述数据存储系统的使用者，所述voter还用以按照其所持代币加权评估选举出所述voter；
所述rotate witness，用以按照等概率轮流记账即产生新区块；
所述valuer，用以通过在评估事件发生时由所述rotate witness转化而来，并通过加权平均的接近率抢夺一次记账机会；
在所述评估共识中的valuer为评估共识的参与者，在成为valuer之前，首先要成为轮转见证人。
4.根据权利要求1所述的区块链底层共识机制，其特征在于，所述轮转记账子协议进一步包括：成为轮转见证人，
上述成为轮转见证人时，首先成为轮转见证候选人，
成为上述轮转见证候选人需要满足：在共识网络中拥有公私钥对以及稳定运行一个绑定了账户体系的共识节点，
在成为所述轮转见证候选人后，则通过网络推送或社区宣传的方式拉票，
所述参与者通过手中所持选票选举出轮转见证人，
若得票数排在全网候选人前2/3的候选人，则成为当前记账轮次的轮转见证人，
上述持选票为：代币或数字股权。
5.根据权利要求1或4所述的区块链底层共识机制，其特征在于，所述轮转记账子协议进一步包括：等概率记账，
当所述轮转见证候选人，被评选为轮转见证人后该些轮转见证人所运行的共识节点在同等间隔的时间段内以等概率签名产生新区块，并广播到网络中的其他共识节点中，所述其他共识节点验证区块数据并存储新区块，
当超过50％以上共识节点确认新区块后，则确认区块中的数据，
以及，若一个等概率记账的新区块被网络确认后，产生上述区块的轮转见证人根据所记录的业务数据类型获得相应的记账奖励，
上述记账奖励为：代币或数字股权。
6.根据权利要求1所述的区块链底层共识机制，其特征在于，所述基于集体评估共识子协议进一步包括：一级集体评估人，
所述一级集体评估人包括：所有持有代币或数字股权的账户，用以将所持代币或数字股权数量为权重投票选择轮转见证人，
同时，任一一级集体评估人允许投一次票，选择轮转见证人完毕即将所述一级集体评估人自己所有权重票投予该轮转见证人。
7.根据权利要求1、3或6所述的区块链底层共识机制，其特征在于，所述基于集体评估共识子协议进一步包括：评估共识，
所述评估共识的操作为：
在所述共识网络结构中通过预置和/或智能合约定义一系列评估事件，并将该些事件通过提案的方式广播到共识节点中；
期望参与估值的所述参与者中的轮转见证人，用以在规定时间内对事件进行评估，按照所述参与者中一级集体评估人所投的所持选票的权重，给出评估数值；
上述轮转见证人通过非对称加密算法，生成一对临时公私钥对使用公钥加密后，然后广播到共识网络中；
共识网络在评估事件到期前，估值对所有人不可见，在评估事件到期后，估值参与人将估值对应的临时私钥广播到网络中；
当所有估值得到解密后，按照加权平均的原则，去掉最高最低两个估值，得到一个最终的评估数值，该估值确定成为该轮评估事件的最终估值；
参与该轮评估共识的轮转见证人中估值最接近最终估值的，则在下一次轮转记账共识直接获得100％概率的产生新区块机会；
当评估共识产生的新区块被确认后，区块奖励为估值的一定比例数量的代币或数字股权。
8.根据权利要求1所述的区块链底层共识机制，其特征在于，所述基于齿轮共识路由子协议进一步包括：齿轮共识路由，
所述齿轮共识路由以所述共识网络结构作为主干网，其他任一共识机制网络通过所述共识网络结构中的共识节点中的齿轮共识路由模块，与所述区块链底层共识机制互通、互联。
9.一种区块链系统，其特征在于，包括：如权利要求1-9任一项所述的区块链底层共识机制，
所述区块链底层共识机制是用于区块链结构数据的数据点对点传输和同步协议，并通过所述轮转记账rotate子协议，所述集体评估group estimate子协议以及所述齿轮共识路由gear子协议，结合区块链数据结构和点对点网络通信的数据同步共识。
10.根据权利要求9所述的区块链系统，其特征在于，所述gear与POW、POS或类PBFT实现互通。
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