CN108241926B - 一种区块链授权共识方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全新的授权共识算法的区块链方案。约定拥有一定币数量的服务器向区块链网络发送自己愿意成为不同权利服务器的请求；用户根据自己拥有币的数量，签发委托不同权利相应的服务器；服务器接收用户发出的指令，根据约定的共识算法投票决定是否写入区块链。本发明公开的技术方案，设计了一种能够同时保证系统公信力及系统性能的授权共识算法的区块链方案；同时，该方案能够保证，在不停止运行系统的情况下，快速识别性能不良或恶意的服务器，并迅速投票找到性能良好的服务器进行代替，有效提高整个系统的及时恢复能力、扩展性及灵活性。

Description

一种区块链授权共识方法
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，特别是区块链共识算法技术领域。
背景技术
区块链的一大优势是分布式记账，每个节点都有一份完整的账本记录。目前区块链主要有工作量证明(POW),权益证明(POS),委托权益证明(DPOS),拜占庭容错共识算法(PBFT)等共识算法。其中 POW与POS主要用于公有链，DPOS与PBFT主要用于许可链。在公有链中，全网所有节点都要验证新区块的正确性才能达成共识，因此最有公信力，但也最耗费时间，大大降低了系统性能。在许可链中，全网只需要通过部分节点验证区块链的正确性就能达成共识，耗时少，提高了系统性能，但同时也降低了系统公信力。
现有共识算法大多采用轮询机制，即系统每隔一段时间查看所有服务器。这就导致系统无法实时识别性能不良或恶意的服务器，影响系统的及时恢复能力、扩展性及灵活性。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种授权共识算法的区块链方案。
1、本发明所采用的技术方案是：在一条区块链上，约定用户依据自己持币的数量可以获得相应比例的利息等收益，但必须委托给有效的挖矿节点，用户不仅可以指定挖矿服务器，还可以指定挖矿候选服务器HX、检索服务器JS、监控服务器JK等具有一些指定功能的服务器，步骤如下；
步骤S1，约定拥有一定币数量的服务器WK可以向区块链网络发送自己愿意成为挖矿共识节点的请求，并缴纳一定违约保证金，并约定对用户服务的收费标准；
步骤S2，约定拥有一定币数量的服务器HX可以向区块链网络发送自己愿意成为候选挖矿共识节点的请求，并缴纳一定违约保证金，并约定对用户服务的收费标准；
步骤S3，约定拥有一定币数量的服务器JS可以向区块链网络发送自己愿意成为检索服务器的请求，并缴纳一定违约保证金，并约定对用户服务的收费标准；
步骤S4，约定拥有一定币数量的服务器JK可以向区块链网络发送自己愿意成为监控服务器的请求，并缴纳一定违约保证金，并约定对用户服务的收费标准；
步骤S5，约定拥有一定币数量的服务器ZL可以向区块链网络发送自己愿意成为指令服务器的请求，并缴纳一定违约保证金，并约定对用户服务的收费标准；
步骤S6，用户根据自己拥有币的数量，可以签发委托挖矿WK、候选HX、指令ZL、检索JS、监控JK等权利指定相应的服务器；
步骤S7，约定一共只有N个服务器可以成为挖矿服务器WK，按照服务性能将其降序排列，标记为WK1，WK2，……WKN。被用户指定累计币数量排名在N+1之前的服务器都可以成为挖矿服务器 WK。同理，其他候选、检索、监控服务器也需要在约定的排名内且性能达到要求才能为用户提供服务；
步骤S8，N个挖矿服务器接到用户发出的指令，根据约定的共识算法投票决定是否写入区块链；
步骤S9，达成共识后的新区块会传送给挖矿候选服务器HX、检索服务器JS、监控服务器JK等；
步骤S10，候选挖矿服务器HX接到用户发出的指令，以及挖矿排序服务器发出的排序指令，完成指令验证，用智能合约计算状态，算出相应的区块头哈希值。该哈希值可提交给监控服务器JK或用户等。当候选挖矿服务器HX挖矿速度快于(比较计算出头哈希值的时间)WKN时，并且候选票数也是最高的情况下，候选服务器HX就会替代挖矿最慢或综合评分最差的服务器；
步骤S11，对每个新区块投票成功的挖矿服务器能分享挖矿的主要收益，用户可以根据委托挖矿的币的数量来分享相应的收益，用户提取收益的时候可以约定一定的费用；
2、持币用户可通过各监控服务器来获取各服务器的相应指标并指定授权；
3、各挖矿共识节点按受委托量的累计挖矿权利数进行量的排名，排在约定的共识节点数量以内的可参与挖矿共识，超过约定数量以外的共识节点，不能参与挖矿共识，可以约定一定数量的否决权，被行使一定数量否决权的服务器也不能成为挖矿共识节点；
4、挖矿共识节点可约定只与白名单用户(包括服务器及信用级别高的用户)进行通讯，非白名单用户通过其相关的白名单用户获取服务，或通过白名单用户的过滤认可用后，才可把指令转发给挖矿共识节点；
5、监控服务器对于挖矿共识节点在一定时间内成功参与挖矿的区块数量，投票的速度进行综合排名，可将分配比例从多到少设定，但每台共识服务器能够获取收益的总数有上限设定，或每台共识服务器获得的收益比例有个下限设定，确保有足够的挖矿共识服务器数量，以及每个共识服务器都有足够用户的用户授权监督；
6、每台服务器可以以承担挖矿WK、候选HX、指令ZL、检索 JS、监控JK等功能的一项或多项功能，只要获得用户的授权并符合上述一定的要求；
7、收集一定数量的授权的用户可以发起各类提案，由共识节点来根据其被委托的票数来投票决定是否通过提案，不同类型的提案可以约定不同的投票通过率；
8、挖矿收益可包含利息，流量额度，税费抵扣，研发费，其它费，其中未使用完的流量额度会按比例自动衰减，税费抵扣部分可以交给政府部门可以抵扣税费，研发费或其他费只能支付给区块链投票后约定的机构或团体，其中的细则可由投票决定。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的授权共识算法的区块链方案模拟示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
1、在一条区块链上，约定用户依据自己持币的数量可以获得相应比例的利息等收益，但必须委托给有效的挖矿节点，用户不仅可以指定挖矿服务器，还可以指定挖矿候选服务器HX、检索服务器JS、监控服务器JK等具有一些指定功能的服务器，步骤如下；
步骤S1，约定拥有一定币数量的服务器WK可以向区块链网络发送自己愿意成为挖矿共识节点的请求，并缴纳一定违约保证金，并约定对用户服务的收费标准；
步骤S2，约定拥有一定币数量的服务器HX可以向区块链网络发送自己愿意成为候选挖矿共识节点的请求，并缴纳一定违约保证金，并约定对用户服务的收费标准；
步骤S3，约定拥有一定币数量的服务器JS可以向区块链网络发送自己愿意成为检索服务器的请求，并缴纳一定违约保证金，并约定对用户服务的收费标准；
步骤S4，约定拥有一定币数量的服务器JK可以向区块链网络发送自己愿意成为监控服务器的请求，并缴纳一定违约保证金，并约定对用户服务的收费标准；
步骤S5，约定拥有一定币数量的服务器ZL可以向区块链网络发送自己愿意成为指令服务器的请求，并缴纳一定违约保证金，并约定对用户服务的收费标准；
步骤S6，用户根据自己拥有币的数量，可以签发委托挖矿WK、候选HX、指令ZL、检索JS、监控JK等权利指定相应的服务器；
步骤S7，约定一共只有N个服务器可以成为挖矿服务器WK，按照服务性能将其降序排列，标记为WK1，WK2，……WKN。被用户指定累计币数量排名在N+1之前的服务器都可以成为挖矿服务器 WK。同理，其他候选、检索、监控服务器也需要在约定的排名内且性能达到要求才能为用户提供服务；
步骤S8，N个挖矿服务器接到用户发出的指令，根据约定的共识算法投票决定是否写入区块链；
步骤S9，达成共识后的新区块会传送给挖矿候选服务器HX、检索服务器JS、监控服务器JK等；
步骤S10，候选挖矿服务器HX接到用户发出的指令，以及挖矿排序服务器发出的排序指令，完成指令验证，用智能合约计算状态，算出相应的区块头哈希值。该哈希值可提交给监控服务器JK或用户等。当候选挖矿服务器HX挖矿速度快于(比较计算出头哈希值的时间)WKN时，并且候选票数也是最高的情况下，候选服务器HX就会替代挖矿最慢或综合评分最差的服务器；
步骤S11，对每个新区块投票成功的挖矿服务器能分享挖矿的主要收益，用户可以根据委托挖矿的币的数量来分享相应的收益，用户提取收益的时候可以约定一定的费用；
2、持币用户可通过各监控服务器来获取各服务器的相应指标并指定授权；
3、各挖矿共识节点按受委托量的累计挖矿权利数进行量的排名，排在约定的共识节点数量以内的可参与挖矿共识，超过约定数量以外的共识节点，不能参与挖矿共识，可以约定一定数量的否决权，被行使一定数量否决权的服务器也不能成为挖矿共识节点；
4、挖矿共识节点可约定只与白名单用户(包括服务器及信用级别高的用户)进行通讯，非白名单用户通过其相关的白名单用户获取服务，或通过白名单用户的过滤认可用后，才可把指令转发给挖矿共识节点；
5、监控服务器对于挖矿共识节点在一定时间内成功参与挖矿的区块数量，投票的速度进行综合排名，可将分配比例从多到少设定，但每台共识服务器能够获取收益的总数有上限设定，或每台共识服务器获得的收益比例有个下限设定，确保有足够的挖矿共识服务器数量，以及每个共识服务器都有足够用户的用户授权监督；
6、每台服务器可以以承担挖矿WK、候选HX、指令ZL、检索 JS、监控JK等功能的一项或多项功能，只要获得用户的授权并符合上述一定的要求；
7、收集一定数量的授权的用户可以发起各类提案，由共识节点来根据其被委托的票数来投票决定是否通过提案，不同类型的提案可以约定不同的投票通过率；
8、挖矿收益可包含利息，流量额度，税费抵扣，研发费，其它费，其中未使用完的流量额度会按比例自动衰减，税费抵扣部分可以交给政府部门可以抵扣税费，研发费或其他费只能支付给区块链投票后约定的机构或团体，其中的细则可由投票决定。
本发明制定一种全新的授权共识算法的区块链方案，设计了一种能够同时保证系统公信力及系统性能的授权共识算法的区块链方案；同时，该方案能够在不停止运行系统的情况下，快速识别性能不良或恶意的服务器，并迅速投票找到性能良好的服务器进行代替，有效提高整个系统的及时恢复能力、扩展性及灵活性。

Claims (8)

1.一种区块链授权共识方法，其特征在于，在一条区块链上，约定用户依据自己持币的数量获得相应比例的利息收益，但必须委托给有效的挖矿节点，用户指定以下至少一种指定功能的服务器：挖矿服务器WK、挖矿候选服务器HX、检索服务器JS、监控服务器JK、指令服务器ZL；步骤如下：
步骤S1，约定拥有一定币数量的服务器向区块链网络发送自己愿意成为挖矿共识节点的请求，并缴纳一定违约保证金，并约定对用户服务的收费标准以获取成为所述挖矿服务器WK的资格；
步骤S2，约定拥有一定币数量的服务器向区块链网络发送自己愿意成为候选挖矿共识节点的请求，并缴纳一定违约保证金，并约定对用户服务的收费标准以获取成为所述挖矿候选服务器HX的资格；
步骤S3，约定拥有一定币数量的服务器向区块链网络发送自己愿意成为检索服务器的请求，并缴纳一定违约保证金，并约定对用户服务的收费标准以获取成为所述检索服务器JS的资格；
步骤S4，约定拥有一定币数量的服务器向区块链网络发送自己愿意成为监控服务器的请求，并缴纳一定违约保证金，并约定对用户服务的收费标准以获取成为所述监控服务器JK的资格；
步骤S5，约定拥有一定币数量的服务器向区块链网络发送自己愿意成为指令服务器的请求，并缴纳一定违约保证金，并约定对用户服务的收费标准以成为指令服务器ZL；
步骤S6，用户根据自己拥有币的数量，签发委托所述挖矿服务器WK、所述挖矿候选服务器HX、所述指令服务器ZL、所述检索服务器JS和/或所述监控服务器JK；
步骤S7，约定一共只有N个服务器成为所述挖矿服务器WK，按照服务性能将其降序排列，标记为WK1，WK2，……WKN，被用户指定累计币数量排名在N+1之前的服务器都成为所述挖矿服务器WK；同理，所述挖矿候选服务器HX、所述检索服务器JS、所述监控服务器JK也需要在约定的排名内且性能达到要求才能为用户提供服务；
步骤S8，N个所述挖矿服务器WK接到用户发出的指令，根据约定的共识算法投票决定是否写入区块链；
步骤S9，达成共识后的新区块会传送给所述挖矿候选服务器HX、所述检索服务器JS和/或所述监控服务器JK；
步骤S10，所述挖矿候选服务器HX接到用户发出的指令，以及挖矿排序服务器发出的排序指令，完成指令验证，用智能合约计算状态，算出相应的区块头哈希值；该哈希值提交给所述监控服务器JK或用户；当第一挖矿候选服务器挖矿速度快于WKN时，并且候选票数也是最高的情况下，所述第一挖矿候选服务器就会替代WKN；
其中，所述当第一挖矿候选服务器挖矿速度快于WKN时，并且候选票数也是最高的情况下，所述第一挖矿候选服务器就会替代WKN包括：
获取所述第一挖矿候选服务器计算出头哈希值的第一时长；
获取WKN计算出头哈希值的第二时长；
在所述第一时长小于所述第二时长，并且候选票数也是最高的情况下，所述第一挖矿候选服务器替代WKN；
步骤S11，对每个新区块投票成功的挖矿服务器能分享挖矿的主要收益，用户根据委托挖矿的币的数量来分享相应的收益，用户提取收益的时候约定一定的费用。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，持币用户通过各监控服务器来获取各服务器的相应指标并指定授权。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各挖矿共识节点按受委托量的累计挖矿权利数进行量的排名，排在约定的共识节点数量以内的参与挖矿共识，超过约定数量以外的共识节点，不能参与挖矿共识，约定一定数量的否决权，被行使一定数量否决权的服务器也不能成为挖矿共识节点。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，挖矿共识节点约定只与白名单用户进行通讯，非白名单用户通过其相关的白名单用户获取服务，或通过白名单用户的认可后，才把指令转发给挖矿共识节点；其中，所述白名单用户包括以下至少一项：服务器、信用级别高的用户。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，监控服务器对于挖矿共识节点在一定时间内成功参与挖矿的区块数量，投票的速度进行综合排名，将分配比例从多到少设定，但每台共识服务器能够获取收益的总数有上限设定，或每台共识服务器获得的收益比例有个下限设定，确保有足够的挖矿共识服务器数量，以及每个共识服务器都有足够用户的用户授权监督。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每台服务器至少配置以下任意一种功能：挖矿、挖矿候选、指令、检索、监控。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，收集一定数量的授权的用户发起各类提案，由共识节点来根据其被委托的票数来投票决定是否通过提案，不同类型的提案约定不同的投票通过率。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，挖矿收益包含利息，流量额度，税费抵扣，研发费，其它费，其中未使用完的流量额度会按比例自动衰减，税费抵扣部分用于交给政府部门、抵扣税费、研发费或其他费只能支付给区块链投票后约定的机构或团体，其中的细则由投票决定。
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