CN108447014A - 一种区块链博彩方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种区块链博彩方法及系统，用于实现公平、公正和安全高效的区块链博彩，本发明方法包括投注方法、开奖方法、兑奖方法和资金管理方法，本发明系统包括投注模块、开奖模块、兑奖模块和智能合约模块；本发明根据当期投注区块头参数计算中奖号码，一个兑奖记录或投注记录的差异都将导致完全不同的开奖结果；不能事先人为干预使其等于某个或某些特定值，因而从技术上消除了博彩作弊的可能性；利用智能合约进行资金池管理和兑奖，消除资金池人为管理的安全隐患；由可信记账节点记账，易监管；因此，本发明可用于发行区块链福利彩票和区块链体育彩票等，并能够大幅度降低彩票的发行成本，大幅度提升博彩的透明性、效率和安全性。

Description

一种区块链博彩方法及系统

技术领域

本发明属于博彩技术领域，尤其涉及一种区块链博彩方法及系统。

背景技术

通常，基于摇/抽奖的博彩方法的随机性不够好，容易被人为干扰。在缺少严格有效监管的情况下，很容易产生舞弊行为；即使加强监管，由于摇/抽奖的博彩方法操作方式不透明性和随机性不理想，依然不能从根本上解决公平、公正和效率问题。一个公平、公正和高效的博彩方法，不但要能够满足大众参与博彩的需求，还要满足博彩过程全透明、易监管、参与方便等技术要求。

区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。基于区块链的不可篡改和不可伪造特性，再结合智能合约自动化地执行预先定义好的博彩规则和条款，可以实现自动化的投注和兑奖，可以实现一个公平、公正和高效的博彩方法。

发明内容

针对现有技术的不足，为了实现一个公平、公正和高效的博彩方法，本发明提供了一种区块链博彩方法与系统。一种区块链博彩方法，其特征在于，包括投注方法、开奖方法、兑奖方法和资金管理方法，其中，

(1-1)投注方法包括但不限于：

参与投注的节点在当期投注时间段内广播投注单，代理节点搜索未确认的投注单并对投注单进行验证，如果投注单无效则直接向该节点返回无效信息，如果通过验证，则返回投注单有效确认信息，并把有效投注单转发给记账节点；投注时间到期后即停止当期投注；

获得当前区块记账权的记账节点搜索当前时间段内的全网未确认有效投注单，形成当前投注区块体的有效投注交易集合，以当期投注的截止时间为时间戳创建当期投注区块；然后在网络中广播；

(1-2) 开奖方法包括但不限于：

基于当前投注区块的区块头参数计算出当期开奖号码，并广播该中奖号码，在通过多节点验证无误后，确认所述中奖号码为当期中奖号码；

(1-3)兑奖方法包括但不限于：

在当期中奖号码被确认后，开启兑奖过程，中奖节点向智能合约提交中奖的投注单，智能合约验证中奖投注单的有效性，在通过验证后发出把相应奖金转移给中奖节点的兑奖交易，并广播兑奖交易记录；当期兑奖持续一定时间，时间到期后即停止当期兑奖；（可接受非当期的中奖兑奖）

获得当前区块记账权的记账节点搜索当前时间段内的全网未确认兑奖记录，形成当前兑奖区块体的兑奖记录集合，以当期兑奖的截止时间为时间戳创建当期兑奖区块；然后在网络中广播；

(1-4)资金管理方法包括但不限于：

智能合约用于管理由投注资金所形成的资金池，智能合约还用于收集投注资金并根据中奖投注单的相应中奖金额进行兑奖（高额奖金兑奖需要多个记账节点签名验证后才能完成转账），奖池资金被用于兑奖以外的用途时需要超过一半节点的签名认可。

进一步的，区块链博彩方法的区块链包括初始区块、投注区块、兑奖区块和智能合约，其中，各个区块的连接关系是，初始区块的下一个区块是投注区块，投注区块的下一个区块是兑奖区块，兑奖区块的下一个区块是投注区块，智能合约用于投注资金管理和兑奖管理；区块链博彩方法的区块链网络节点包括普通节点、代理节点和记账节点，代理节点是满足一定信用条件的用于验证投注单有效性的节点，记账节点是满足一定信用条件的用于创建投注区块和兑奖区块的节点，多个记账节点之间根据共识轮流获得下一个区块的记账权，记账节点保存全节点的投注区块和兑奖区块。

进一步的，区块链博彩的形式包括但不限于：掷骰子型彩票、被动型彩票和乐透型彩票，其中，（3-1）掷骰子型彩票的中奖号码由多个0和1组成的随机比特序列，根据与中奖序列的相同位置上具有相同比特的数量多少分级定奖；（3-2）被动型彩票的中奖号码分别从基本号码组和特别号码组中随机选取产生，根据选中号码的多少分级定奖（例如，福利彩票的双色球6+1，体育彩票的大乐透5+2）；（3-3）乐透型彩票的中奖号码从一组数字（15个到100个号码）中选出若干个号码（例如，“六合彩”），根据选中号码的多少分级定奖。

进一步的，投注单的信息内容包括但不限于：博彩标识、投注号码、投注金额及转账交易单、投注时间和签名；如果提交投注单的节点的可用资金余额小于投注金额或者投注时间不在当期投注时间段内，则该投注单无效，否则，投注单有效；其中，博彩标识是用于区分博彩形式的标识，投注号码的选取方法包括用户根据所选博彩的可选号码组选择一定数量的号码，或采用系统自带的自动选号功能选择一定数量的号码；投注金额及转账交易单是把相应的投注金额转给智能合约管理的资金池账户地址的交易。

进一步的，计算出当期开奖号码的方法包括但不限于：采用上一个兑奖区块Hash值、当前投注区块状态树根Hash值和当前投注区块时间戳的Hash值作为参数，对所述三个参数的异或运算结果再进行Hash运算，得到256比特的Hash值H，根据所述Hash值H计算出开奖号码；具体包括：

（6-1）掷骰子型彩票的开奖号码的计算方法包括但不限于：从Hash值H的低位比特依次选取n个比特作为中奖号码（其中，15<n<40），如果投注号码与中奖号码的n个比特全部一致，则中奖金最高的奖项；如果投注号码的连续m（10<m<n）个比特与中奖号码的相应比特完全相同，则根据m的大小确定其它奖项；

（6-2）被动型彩票的开奖号码的计算方法包括：

从Hash值H的低位字节依次选取X+Y个字节，其中X个字节用于确定b个基本号码，Y个字节用于确定s个特别号码，其中，X是不小于b的整数，Y是不小于s的整数；

（6-3）乐透型彩票的中奖号码的计算方法包括：从Hash值H的低位字节依次选取X个字节，其中X个字节用于确定a个号码，其中，X是不小于a的整数，a是不小于5的整数。

一种区块链博彩系统，其特征在于：（7-1）系统的区块链包括初始区块、投注区块、兑奖区块和智能合约，其中，各个区块的连接关系是，初始区块的下一个区块是投注区块，投注区块的下一个区块是兑奖区块，兑奖区块的下一个区块是投注区块，智能合约用于投注资金管理和兑奖；（7-2）系统的网络节点包括普通节点、代理节点和记账节点，代理节点是满足一定信用条件的用于验证投注单有效性的节点，记账节点是满足一定信用条件的用于创建投注区块和兑奖区块的节点，多个记账节点之间根据共识机制进行轮流记账，记账节点保存全节点的投注区块和兑奖区块；（7-3）系统包括投注模块、开奖模块、兑奖模块和智能合约模块，其中，(7-3-1)投注模块用于用户通过客户端在当期投注时间段内提交投注单，对投注单进行有效性验证；(7-3-2)开奖模块用于基于当前投注区块的区块头参数计算出当期开奖号码；(7-3-3)兑奖模块用于验证节点向智能合约提交的中奖投注单，并在验证中奖投注单的有效性后发出把相应奖金转移给中奖节点的兑奖交易，并广播兑奖交易记录；(7-3-4)智能合约模块用于根据智能合约收集和管理投注资金并根据中奖投注单的相应中奖金额进行兑奖。

进一步的，上述方法或系统中多个记账节点进行轮流记账的共识机制包括但不限于POS共识、PBFT共识和随机选择的共识，其中，随机选择的共识方法包括但不限于，计算上一个区块Hash值的低位字节模M的值（其中，M是记账节点的数量，对记账节点从0到M-1进行编号），具有该编号的记账节点获得当前区块的记账权。

进一步的，上述方法或系统中的信用条件包括但不限于：拥有数字证书、具有提供全节点存储和服务的基础设施。

进一步的，上述方法或系统中的区块头参数包括但不限于：版本号、上一个区块Hash值、当前区块状态树根Hash值和当前区块时间戳。

本发明具有以下显著的创新性和突出优点：（1）开奖更随机、公平和公正，即，根据当期投注区块头参数计算中奖号码，由于每一个投注区块所记录的投注单的总数不受控，进而造成区块的状态树根Hash值的不可控，一个兑奖记录或投注记录的差异都将导致完全不同的开奖结果，不能事先人为干预使其等于某个或某些特定值，因而从技术上消除了博彩作弊的可能性；（2）资金池管理更安全更高效，即，利用智能合约进行资金池管理和自动兑奖，消除资金池人为管理的安全隐患；因此，本发明可直接用于发行区块链福利彩票和区块链体育彩票等，并能够大幅度降低彩票的发行成本，大幅度提升彩票的公信力、安全性和影响力。

附图说明

图1为本发明方法实施例的基本原理示意图；

图2为本发明实施例的投注方法示意图；

图3为本发明实施例的兑奖方法示意图；

图4为本发明实施例的区块头；

图5为本发明系统的功能模块示意图。

具体实施方式

为使本发明技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

由于区块链博彩方法和系统涉及的技术环节较多，为了方便理解本发明的实现方法，对其中一些重要环节进行说明。

初始区块记录的信息可以包括博彩的发行文件、博彩规则、智能合约规则等，本发明对此不进行具体限定。

用户投注所使用的资金可以是区块链的Token、信用积分和通过现金兑换的虚拟币等，本发明对此不进行具体限定。

代理节点的佣金可以由智能合约根据代理节点验证投注单的多少分配佣金，记账节点的佣金可以根据共识或预先设定的佣金比例由智能合约负责分配佣金，本发明对此不进行具体限定。

本发明中使用的Hash算法包括目前已公开使用的Hash算法（比如MD5、SHA_256等）和未来的抗量子计算的Hash算法，本发明不对具体Hash算法和所采用Hash算法的数量进行限定，实际应用中可以根据应用系统需求采用一个或多个Hash函数。

本发明方法实施例的基本原理如图1所示，在该实施例中，区块链包括智能合约、初始区块0、投注区块1、兑奖区块2、投注区块3、兑奖区块4，…，依次形成投注区块与兑奖区块交叉连接的区块链，其中，投注区块记录投注节点（比如图1中的投注节点A和C）的投注单，兑奖区块记录兑奖节点（比如图1中的投注节点B和D）的兑奖记录，以达到形成不可篡改的投注和兑奖区块链；每一个区块都包含区块头和区块体（投注区块的区块体包含投注单，兑奖区块的区块体包含兑奖记录）；其中，所采用的具体方法包括投注方法、开奖方法、兑奖方法和资金管理方法，其中，

(1-1)投注方法包括：

参与投注的节点在当期投注时间段内广播投注单（图2中的201），代理节点搜索未确认的投注单并对投注单进行验证（图2中的202），如果投注单无效则直接向该节点返回无效信息，如果通过验证，则返回投注单有效确认信息，并把有效投注单转发给记账节点；投注时间到期后即停止当期投注；

获得当前区块记账权的记账节点搜索当前时间段内的全网未确认有效投注单（图2中的203和204），形成当前投注区块体的有效投注交易集合，以当期投注的截止时间为时间戳创建当期投注区块（图2中的205）；然后在网络中广播；

(1-2) 开奖方法包括：

基于当前投注区块的区块头参数计算出当期开奖号码（图2中的206），并广播该中奖号码，在通过多节点验证无误后，确认所述中奖号码为当期中奖号码；

其中，采用上一个兑奖区块Hash值、当前投注区块状态树根Hash值、当前投注区块时间戳的Hash值和投注数量的Hash值作为参数，对所述四个参数的异或运算结果再进行Hash运算，得到256比特的Hash值H，根据所述Hash值H计算出开奖号码；在此实施例中，给出三类博彩开奖号码的优选计算方法：

（1）掷骰子型彩票28个比特的开奖号码的计算方法：从Hash值H的低位比特依次选取28个比特作为中奖号码，如果某个投注单所选择的号码与中奖号码中的28个比特全部一致（比特位置和比特值完全相同），则中奖金最高的奖项；如果有连续m（10<m<28）个比特与中奖号码的相应比特完全相同，则根据m的大小中取其它奖项；

（2）福利彩票双色球“6+1”的开奖号码的计算方法包括：从Hash值H的低位字节依次选取6个字节，计算每个字节模33的值，得到6个小于33的整数集合，对该集合进行排除重复的操作，如果该集合中有重复的数，则，再从H中依次取一个字节并计算其模33的值X，如果X与集合中的数字都不相同，则把其中一个重复的数替换为X，重复对该集合进行排除重复的操作，最后得到一个没有重复的6个小于33的整数集合；如果其中有0，则把0替换为33；最后得到6个完全不同的基础号码；然后再从H中依次取一个字节并计算其模16的值S（如果S等于0，则把S替换为16），最后得到特别号码S；6个基础号码与一个特别号码一起作为当期的中奖号码；

（3）乐透型彩票“六合彩”（比如，从36个数字中选择6号码）的中奖号码的计算方法包括：从Hash值H的低位字节依次选取6个字节，计算每个字节模36的值，得到6个小于36的整数集合，对该集合进行排除重复的操作，如果该集合中有重复的数，则，再从H中依次取一个字节并计算其模36的值X，如果X与集合中的数字都不相同，则把其中一个重复的数替换为X，重复对该集合进行排除重复的操作，最后得到一个没有重复的6个小于36的整数集合；如果其中有0，则把0替换为36；最后得到6个完全不同的开奖号码；以上博彩方法的奖项设置可以采用相应彩票的奖项设置，也可以在其基础上进行优化，本实施例不具体限定奖项设置规则；

(1-3)兑奖方法包括：

在当期中奖号码被确认后，开启兑奖过程，中奖节点向智能合约提交中奖的投注单（包括往期的中奖兑奖，图3中的301），智能合约验证中奖投注单的有效性（图3中的302），在通过验证后发出把相应奖金转移给中奖节点的兑奖交易，并广播兑奖交易记录（图3中的303）；当期兑奖持续一定时间，时间到期后即停止当期兑奖；

获得当前区块记账权的记账节点搜索当前时间段内的全网未确认兑奖记录（图3中的304），形成当前兑奖区块体的兑奖记录集合，以当期兑奖的截止时间为时间戳创建当期兑奖区块（图3中的305）；然后在网络中广播；

(1-4)资金管理方法包括：

智能合约用于管理由投注资金所形成的资金池，智能合约还用于收集投注资金并根据中奖投注单的相应中奖金额进行兑奖（高额奖金兑奖需要多个记账节点签名验证后才能完成转账），奖池资金被用于兑奖以外的用途时需要超过一半节点的签名认可。

上述实施例中的投注/兑奖区块头参数如图4所示，其中，包括版本号（比如，采用4字节的区块头的版本号）、上一个区块Hash值（比如，SHA_256）、当前区块状态树根Hash值（比如，Merkle树的根值）、当前区块时间戳（比如，UNIX时间戳）、投注数量/兑奖数量、投注总额/兑奖总额。

为了提高区块链博彩系统的记账效率，在上述实施例中采用不需要“挖矿”的共识机制，即，计算上一个区块Hash值的低位字节模M的值（M是记账节点的数量，对记账节点从0到M-1进行编号），具有该编号的记账节点获得当前区块的记账权。

本发明系统的功能模块如图5所示，包括投注模块、开奖模块、兑奖模块和智能合约模块，其中，投注模块用于用户通过客户端在当期投注时间段内提交投注单；开奖模块用于基于当前投注区块的区块头参数计算出当期开奖号码；兑奖模块用于验证节点向智能合约提交的中奖投注单，并在验证中奖投注单的有效性后发出把相应奖金转移给中奖节点的兑奖交易，并广播兑奖交易记录；智能合约模块用于根据智能合约收集和管理投注资金并根据中奖投注单的相应中奖金额进行兑奖。

Claims (10)

1.一种区块链博彩方法，其特征在于，包括投注方法、开奖方法、兑奖方法和资金管理方法，其中，

(1-1)投注方法包括：

参与投注的节点在当期投注时间段内广播投注单，代理节点搜索未确认的投注单并对投注单进行验证，如果投注单无效则直接向该节点返回无效信息，如果通过验证，则返回投注单有效确认信息，并把有效投注单转发给记账节点；投注时间到期后即停止当期投注；

获得当前区块记账权的记账节点搜索当前时间段内的全网未确认有效投注单，形成当前投注区块体的有效投注交易集合，以当期投注的截止时间为时间戳创建当期投注区块；然后在网络中广播；

(1-2)开奖方法包括：

基于当前投注区块的区块头参数计算出当期开奖号码，并广播该中奖号码，在通过多节点验证无误后，确认所述中奖号码为当期中奖号码；

(1-3)兑奖方法包括：

在当期中奖号码被确认后，开启兑奖过程，中奖节点向智能合约提交中奖的投注单，智能合约验证中奖投注单的有效性，在通过验证后发出把相应奖金转移给中奖节点的兑奖交易，并广播兑奖交易记录；当期兑奖持续一定时间，时间到期后即停止当期兑奖；

获得当前区块记账权的记账节点搜索当前时间段内的全网未确认兑奖记录，形成当前兑奖区块体的兑奖记录集合，以当期兑奖的截止时间为时间戳创建当期兑奖区块；然后在网络中广播；

(1-4)资金管理方法包括：

智能合约用于管理由投注资金所形成的资金池，智能合约还用于收集投注资金并根据有效中奖投注单的相应中奖金额进行兑奖，奖池资金被用于兑奖以外的用途时需要超过一半节点的签名认可。

2.根据权利要求1所述的一种区块链博彩方法，其特征在于:（2-1）所述方法的区块链包括初始区块、投注区块、兑奖区块和智能合约，其中，各个区块的连接关系是，初始区块的下一个区块是投注区块，投注区块的下一个区块是兑奖区块，兑奖区块的下一个区块是投注区块，智能合约用于投注资金管理和兑奖管理；（2-2）所述方法的网络节点包括普通节点、代理节点和记账节点，代理节点是满足一定信用条件的用于验证投注单有效性的节点，记账节点是满足一定信用条件的用于创建投注区块和兑奖区块的节点，多个记账节点之间根据共识轮流获得下一个区块的记账权，记账节点保存全节点的投注区块和兑奖区块。

3.根据权利要求1所述的一种区块链博彩方法，其特征在于，所述博彩的形式包括掷骰子型彩票、被动型彩票和乐透型彩票，其中，

（3-1）掷骰子型彩票的中奖号码由多个0和1组成的随机比特序列，根据与中奖序列的相同位置上具有相同比特的数量多少分级定奖；

（3-2）被动型彩票的中奖号码分别从基本号码组和特别号码组中随机选取产生，根据选中号码的多少分级定奖；

（3-3）乐透型彩票的中奖号码从一组数字（15个到100个号码）中选出若干个号码，根据选中号码的多少分级定奖。

4.根据权利要求1所述的一种区块链博彩方法，其特征在于，所述投注单的信息内容包括博彩标识、投注号码、投注金额及转账交易单、投注时间和签名，如果提交投注单的节点的可用资金余额小于投注金额或者投注时间不在当期投注时间段内，则该投注单无效，否则，投注单有效。

5.根据权利要求1所述的一种区块链博彩方法，其特征在于，计算出当期开奖号码的方法包括：采用上一个兑奖区块Hash值、当前投注区块状态树根Hash值和当前投注区块时间戳的Hash值作为参数，对所述三个参数的异或运算结果再进行Hash运算，得到256比特的Hash值H，根据所述Hash值H计算出开奖号码。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述Hash值H计算出开奖号码的方法包括：

（6-1）掷骰子型彩票的开奖号码的计算方法包括：从Hash值H的低位比特依次选取n个比特作为中奖号码（其中，15<n<40），如果投注号码与中奖号码的n个比特全部一致，则中奖金最高的奖项；如果投注号码的连续m（10<m<n）个比特与中奖号码的相应比特完全相同，则中其它奖项；

（6-2）被动型彩票的开奖号码的计算方法包括：从Hash值H的低位字节依次选取X+Y个字节，其中X个字节用于确定b个基本号码，Y个字节用于确定s个特别号码，其中，X是不小于b的整数，Y是不小于s的整数；

（6-3）乐透型彩票的中奖号码的计算方法包括：从Hash值H的低位字节依次选取X个字节，其中X个字节用于确定a个号码，其中，X是不小于a的整数，a是不小于5的整数。

7.一种区块链博彩系统，其特征在于：

（7-1）所述系统的区块链包括初始区块、投注区块、兑奖区块和智能合约，其中，各个区块的连接关系是，初始区块的下一个区块是投注区块，投注区块的下一个区块是兑奖区块，兑奖区块的下一个区块是投注区块，智能合约用于投注资金管理和兑奖；

（7-2）所述系统的网络节点包括普通节点、代理节点和记账节点，代理节点是满足一定信用条件的用于验证投注单有效性的节点，记账节点是满足一定信用条件的用于创建投注区块和兑奖区块的节点，多个记账节点之间根据共识进行轮流记账，记账节点保存全节点的投注区块和兑奖区块；

（7-3）所述系统包括投注模块、开奖模块、兑奖模块和智能合约模块，其中，

(7-3-1)投注模块用于用户通过客户端在当期投注时间段内提交投注单；

(7-3-2)开奖模块用于基于当前投注区块的区块头参数计算出当期开奖号码；

(7-3-3)兑奖模块用于验证节点向智能合约提交的中奖投注单，并在验证中奖投注单的有效性后发出把相应奖金转移给中奖节点的兑奖交易，并广播兑奖交易记录；

(7-3-4)智能合约模块用于根据智能合约收集和管理投注资金并根据中奖投注单的相应中奖金额进行兑奖。

8.根据权利要求1所述的方法或权利要求7所述的系统，其特征在于，所述区块头参数包括：版本号、上一个区块Hash值、当前区块状态树根Hash值和当前区块时间戳。

9.根据权利要求2所述的方法或权利要求7所述的系统，其特征在于，多个记账节点进行轮流记账的共识机制包括POS共识、PBFT共识和随机选择的共识，其中，随机选择的共识方法包括，计算上一个区块Hash值的低位字节模M的值（其中，M是记账节点的数量，对记账节点从0到M-1进行编号），具有该编号的记账节点获得当前区块的记账权。

10.根据权利要求2所述的方法或权利要求7所述的系统，其特征在于，所述信用条件包括：拥有数字证书、具有提供全节点存储和服务的基础设施。