CN109003003A - 一种工作量算法难度叠加方法 - Google Patents

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陈晋飞
胡振生
陈华毅
王旭
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    • G06Q10/00—Administration; Management
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Abstract

本发明公开了一种工作量算法难度叠加方法，包括以下步骤：在一个交易结构中添加随机设置参数；通过随机设置参数计算用户n个交易的的哈希值；保留前置位0的数量最多的随机设置参数；交易区块链中的记账节点接收到用户的所有交易信息，并遍历每个交易过程，计算每个交易的哈希值；把用户所有交易的置位0的数量相加，作为区块链的难度区块；然后在整个交易区块链中，选出总难度高的区块，淘汰难度低的区块，并形成共识。本发明通过将多个交易的难度叠加起来，增加了矿工收集交易的积极性，实现了交易即挖坑，矿工不需要耗费工作量，提高了出块性能。

Description

一种工作量算法难度叠加方法
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，尤其涉及一种工作量算法难度叠加方法。
背景技术
区块链(Blockchain)技术由于其具有去中心化、自治性、防篡改性、完备可追溯等特点，近些年受到了广泛的关注。区块链建立在分布式网络上，维护系统的节点将一段时间内的数据整合打包为一个区块，后生成的区块包含之前区块的哈希信息，以保证区块间可形成连贯的链条。区块链本质上是一种数据存储技术，最初它实现于比特币中负责保存所有的交易记录。
为实现公平、安全、可靠的分布式系统，区块链引入了P2P网络、密码学、共识算法、梅克尔树等多个元素。所以严格意义上说，区块链并不是一种全新的技术，而是多种已有成熟技术的巧妙整合。比如其中的共识算法，作为区块链中解决一致性问题的关键，它最初诞生于分布式系统中，经过多年的研究探索，共识已经演变出多种体系。
pow共识算法是在区块链中被普遍使用的共识算法，pow算法的的核心思想是对区块难度进行计量，然后保留难度大的区块链，丢弃难度小的区块链，难度值(difficulty)是矿工们在挖矿时候的重要参考指标，它决定了矿工大约需要经过多少次哈希运算才能产生一个合法的区块。但是该种方法会直接影响矿工收集交易的积极性，本发明提出一种一种工作量算法难度叠加方法，使多个交易的难度能被叠加起来，增加了矿工收集交易的积极性，提高出块性能。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的一种工作量算法难度叠加方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种工作量算法难度叠加方法，包括以下步骤：
(1)、在一个交易结构中添加随机设置参数；
(2)、通过随机设置参数计算用户n个交易的的哈希值；
(3)、保留前置位0的数量最多的随机设置参数；
(4)、交易区块链中的记账节点接收到用户的所有交易信息，并遍历每个交易过程，计算每个交易的哈希值；
(5)、把用户所有交易的置位0的数量相加，作为区块链的难度区块；
(6)、然后在整个交易区块链中，选出总难度高的区块，淘汰难度低的区块，并形成共识。
优选的，所述步骤(5)中的难度区块生成后，生成该难度区块的节点会将该难度区块的工作量证明连同记账信息一起广播给其他节点，其它节点接收到此消息后，会首先验证难度区块的工作的有效性，如果有效且记账信息也验证无误，则可以将难度区块加入本地维护的区块链中；若如验证失败，则丢弃此信息。
优选的，所述步骤(3)中前置位0的数量即从高至最高位计数，一共有多少个连续的0。
优选的，所述步骤(2)和步骤(4)中所计算的哈希值任何人都可以复现并验证。
优选的，所述步骤(6)中选出总难度高的区块后，会对生成总难度高的区块的节点一定的奖励。
优选的，所述交易区块链系统每生成M个区块后都会调整一次难度，调整函数为：新难度＝实际生成M个区块的时间×旧难度/14天的秒数。
优选的，所述难度的调整是在每个完整节点中独立自动发生的。
与现有技术相比，本发明提供了一种工作量算法难度叠加方法，具备以下有益效果：该工作量算法难度叠加方法，通过将多个交易的难度叠加起来，增加了矿工收集交易的积极性，实现了交易即挖坑，矿工不需要耗费工作量，提高了出块性能。
该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明结构简单，操作方便。
附图说明
图1为本发明提出的一种工作量算法难度叠加方法的结构示意图；
图2为本发明实施例2的流程图
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
如图1所示，一种工作量算法难度叠加方法，包括以下步骤：
(1)、在一个交易结构中添加随机设置参数；
(2)、通过随机设置参数计算用户n个交易的的哈希值；
(3)、保留前置位0的数量最多的随机设置参数；
(4)、交易区块链中的记账节点接收到用户的所有交易信息，并遍历每个交易过程，计算每个交易的哈希值；
(5)、把用户所有交易的置位0的数量相加，作为区块链的难度区块；
(6)、然后在整个交易区块链中，选出总难度高的区块，淘汰难度低的区块，并形成共识。
进一步的，所述步骤(3)中前置位0的数量即从高至最高位计数，一共有多少个连续的0，0的个数越多，代表难度越大。
进一步的，所述步骤(2)和步骤(4)中所计算的哈希值任何人都可以复现并验证，可以提高系统的性能。
实施例2
如图2所示，一种工作量算法难度叠加方法，所述步骤(5)中的难度区块生成后，生成该难度区块的节点会将该难度区块的工作量证明连同记账信息一起广播给其他节点，其它节点接收到此消息后，会首先验证难度区块的工作的有效性，如果有效且记账信息也验证无误，则可以将难度区块加入本地维护的区块链中；若如验证失败，则丢弃此信息，工作量证明需要有一个目标值，目标值的大小与难度值成反比，工作量证明的达成就是矿工计算出来的区块哈希值必须小于目标值，工作量证明的过程，就是通过不停的变换区块头中随机数作为输入进行哈希运算，然后找出一个特定格式哈希值的过程(即要求有一定数量的置位0)；所述步骤(6)中选出总难度高的区块后，会对生成总难度高的区块的节点一定的奖励，提高矿工收集交易的积极性，节点只有主动花费自己的资源用于工作量证明，新的数据才能够加入到区块链中，保证系统的正常运转；所述交易区块链系统每生成M个区块后都会调整一次难度，调整函数为：新难度＝实际生成M个区块的时间×旧难度/14天的秒数；所述难度的调整是在每个完整节点中独立自动发生的，如果要在不同的全网算力条件下，新区块的产生保持都基本同样速率，难度值必须根据全网算力的变化进行调整，以此达到系统稳定运行的目的。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种工作量算法难度叠加方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、在一个交易结构中添加随机设置参数；
(2)、通过随机设置参数计算用户n个交易的的哈希值；
(3)、保留前置位0的数量最多的随机设置参数；
(4)、交易区块链中的记账节点接收到用户的所有交易信息，并遍历每个交易过程，计算每个交易的哈希值；
(5)、把用户所有交易的置位0的数量相加，作为区块链的难度区块；
(6)、然后在整个交易区块链中，选出总难度高的区块，淘汰难度低的区块，并形成共识。
2.根据权利要求1所述的一种工作量算法难度叠加方法，其特征在于：所述步骤(5)中的难度区块生成后，生成该难度区块的节点会将该难度区块的工作量证明连同记账信息一起广播给其他节点，其它节点接收到此消息后，会首先验证难度区块的工作的有效性，如果有效且记账信息也验证无误，则可以将难度区块加入本地维护的区块链中；若如验证失败，则丢弃此信息。
3.根据权利要求1所述的一种工作量算法难度叠加方法，其特征在于：所述步骤(3)中前置位0的数量即从高至最高位计数，一共有多少个连续的0。
4.根据权利要求1所述的一种工作量算法难度叠加方法，其特征在于：所述步骤(2)和步骤(4)中所计算的哈希值任何人都可以复现并验证。
5.根据权利要求1所述的一种工作量算法难度叠加方法，其特征在于：所述步骤(6)中选出总难度高的区块后，会对生成总难度高的区块的节点一定的奖励。
6.根据权利要求1所述的一种工作量算法难度叠加方法，其特征在于：所述交易区块链系统每生成M个区块后都会调整一次难度，调整函数为：新难度＝实际生成M个区块的时间×旧难度/14天的秒数。
7.根据权利要求6所述的一种工作量算法难度叠加方法，其特征在于：所述难度的调整是在每个完整节点中独立自动发生的。
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