CN109034756A - 基于随机数的区块链数字资产发行方法及相关装置 - Google Patents

Abstract

本发明设计了一种基于随机数来进行区块链数字资产发行的方法及相关装置，它可以将一个区块链系统中新发行的数字资产在所有加入该系统的网络节点的拥有人中进行一种难以通过事先操控或预测而作弊的方式进行分发，由于数字资产的获配概率对于单一节点而言只与节点基本信息相关，因此这种方法可以简称为节点证明（Proof of Node，简称PON）。这里所说的基本信息是指一个节点的运行参数，它可以包括系统事先分配的固定值（比如节点标识等），也可以包括节点的拥护者可自主配置的自定义参数（比如节点的受益钱包地址等）。

Description

基于随机数的区块链数字资产发行方法及相关装置

技术领域

本发明涉及计算机网络技术领域，特别涉及一种用于区块链数字资产发行的方法和相关装置。

背景技术

在区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。

为了鼓励人们为区块链系统提供运行节点，区块链系统往往会通过所谓的共识机制向某些节点派发某种数字资产，比如比特币就是这样一种比较著名的数字资产。而节点可以通过运行某种被称为挖矿程序的代码来争夺上述共识机制所派发的数字资产，这样一个过程被形象的称为区块链挖矿，而依据什么样的条件来向哪些节点派发多少数字资产实际上就是一个区块链系统所采用的数字资产的发行方法。

现有的常见的区块链数字资产发行方法包括工作量证明（POW）、权益证明（POS）和委托权益证明（DPOS）等，由于会产生少数人获得绝大多数新发行的数字资产的问题，与区块链所代表的去中心化理念相违背，所以并不是令人满意的区块链数字资产发行方法。

发明内容

本发明设计了一种基于随机数来进行区块链数字资产发行的方法及相关装置，它可以将一个区块链系统中新发行的数字资产在所有加入该系统的网络节点的拥有人中进行一种无法通过事先预测而作弊的方式进行分发，由于数字资产的获配概率对于单一节点而言只与节点基本信息相关，因此这种方法可以简称为节点证明（PON）。这里所说的基本信息是指一个节点的运行参数，它可以包括系统事先分配的固定值（比如节点标识等），也可以包括节点的拥护者可自主配置的自定义参数（比如节点的受益钱包地址等）。

在这种发行方法下，区块链系统会通过某种方式为每个加入系统的节点分配一个独一无二的永久性标识号，而节点的拥有者会在系统中通过某种方式登记这个节点对应的受益钱包地址，然后在每一次的区块链数字资产发行开始时，每个节点运行的共识算法会使用某种对于所有节点都可获取的一个随机数（比如从比特币网络获得最近一个区块的Hash值，或者对最近几个区块的Hash值的某种计算结果）作为输入，然后通过一个确定性的算法运算，最后会挑出一个或多个该数字资产发行批次的受益节点。比较形象的理解，就是一次数字资产的发行过程就像是一个抽奖过程，其摇奖方法是运行一个确定的公开的算法，这个算法使用某种比较不易被操纵的随机数作为输入，而算法的输出会挑出一个或多个节点作为中奖受益对象，最后会依据某种分配法则在受益对象中进行这一批次的数字资产的分发。

为了提升操纵随机数产生过程的难度，还可以将上述获取的随机数与区块链中的部分节点（可能还包括登记服务提供者）所单独提供的多个随机数进行综合计算而得到一个随机数来作为“摇奖”算法的输入。

需要特别指出的是，数字资产的发行算法虽然一般是产生一个公平的分配概率（也就是每个节点的获奖概率基本相等）的固定算法，但一个区块链系统也可以选择那种分配概率的分布型态并非使得每个节点获配概率均等的发行算法，甚至可以采用某种机制来不断的切换成不同的算法。

具体实施方式

采用本发明所提及的数字资产发行方法的区块链系统会拥有某种全局性的登记服务，这个登记服务用来为每个新加入的节点分配一个独一无二的节点标识，还可能为该节点绑定一个受保护的初始受益钱包（其对应的私钥会以密函的形式提供，或者在节点设备生产过程中存储在节点设备上），一个节点要加入可能需要满足一定的条件，比如只有某种专门生产的计算设备才可以作为节点加入，而登记服务的提供者可能是某种去中心化的社区型组织，也可能是某种中心化的组织，这个登记服务的提供者会作为审核者来确保只有符合要求的节点才能加入该区块链网络。每个新加入的节点的基本信息（包括但不限于节点标识和节点初始受益钱包的公钥或地址）都会推送给其它节点，使得每个节点都拥有其它节点的基本信息。

而节点的拥有者能够通过区块链系统提供的某种节点钱包绑定过程来更改该节点的受益钱包地址，节点的拥有者要先证明他对节点的拥有权后才能开启这种节点钱包地址绑定过程，这可能是通过展示他知晓节点当前绑定的钱包地址的私钥来实现。对节点的钱包绑定操作会推送给其它节点，其它节点根据该节点在该绑定过程之前的基本信息来验证该操作的有效性，如果有效则相应更新该节点的基本信息。

节点的拥有者还可以为节点绑定一个用于对某些操作（比如前述的节点参与形成随机数）进行签名的公私钥对，他需要对这个绑定操作使用钱包私钥进行签名并推送给其它节点，来使得其它节点能够验证这个操作的有效性并更新该节点的基本信息。

数字资产的发行会周期性的进行，从该区块链系统初次启动运行时开始的每个发行周期都会获得相应顺序编号，每个节点都会通过某种同步过程获得当前正在进行中的发行周期编号（对于现在常见的区块链系统如比特币，这通常称为下一个区块号或区块高度），然后节点会依据这一发行周期编号去获取对应的外部随机数，该外部随机数应该被这个周期编号唯一确定，也就是说所有的节点通过这一随机数获取过程都应该获得同样的一个随机数（比如可以基于这个周期编号计算出对应的比特币网络的最近一个或多个区块的号，然后用这些区块的Hash值作为输入进行某种事先指定的确定性算法计算出一个随机数）。然后每个节点都会运行一个类似于摇奖算法的确定性算法，该算法以前面获得的随机数作为输入参数，会挑选出一个或多个该发行周期的数字资产的获配者。

前面的“摇奖算法”的具体实现可能包括但不限于两种模式：一种是算法只以获取的随机数作为输入，计算的结果是一个或多个的“中奖”的节点标识号或者钱包地址；另一种是算法以获取的随机数和一个节点的基本信息为输入，计算的结果是该节点是否“中奖”。

如果“摇奖算法”是第一种模式，那么每个节点都很容易单独算出“中奖”的节点从而形成共识。但如果是第二种模式，由于节点数目可能很大，让每个节点对所有的节点信息进行遍历计算来算出“中奖”的节点可能会太耗费资源，所有可以让每个节点只算自己是否“中奖“了，然后”中奖“的节点向其它节点推送自己”中奖“的信息，其它节点很容易对其有效性进行检验，最后也能快速形成共识。

Claims (4)

1.一种基于随机数的区块链数字资产发行方法，其特征在于：

由一个登记服务提供者为区块链的每个新节点提供一个唯一的节点编号，并且每个节点的拥有者还可以为该节点配置受益钱包地址和用于对某些操作进行签名的公私钥对（非必需），区块链的数字资产的发行是基于一个对于所有节点都能获得且获得的值都一样的随机数作为输入参数进行确定性运算，根据运算结果能够从所有节点中挑选出一个或多个具有满足该运算要求的节点编号或受益钱包地址的节点作为该次数字资产发行的受益节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，登记服务提供者可以是去中心化的社区型态的组织，也可以是中心化的组织。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，为了提升操纵随机数的难度，可以让部分节点（可能包括登记服务提供者）分别提供各自的随机数，然后与权利要求1所述的随机数进行一个确定性的综合运算，最终算出的值作为发行算法所需的随机数输入参数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，让参与提供随机数的节点为自己提供的随机数进行签名，从而让其它节点可以验证确实是那些节点提供了随机数种子。